CN105008647B - 传动‑驱动单元以及具有传动‑驱动单元的舒适性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动‑驱动单元（10；10a），其包括具有齿部（19；19a）的轴区段（18；18a），所述轴区段布置在与驱动马达（11）的作用连接中，其中轴区段（18；18a）在其齿部（19；19a）两侧分别布置在轴承装置（24；24a，25；25a）中，并且包括用于至少间接驱动待调节的元件的传动齿轮（20），其中所述传动齿轮（20）具有配对齿部（21），所述配对齿部与轴区段（18；18a）的齿部（19；19a）啮合。

Description

传动-驱动单元以及具有传动-驱动单元的舒适性驱动装置

技术领域

本发明涉及一种如申请人的文献DE10 2005 012 938 A1中已知的、根据权利要求1的前序部分所述的传动-驱动单元。

背景技术

这种传动-驱动单元用于在机动车中的元件、例如车窗玻璃或滑动天窗的调节，并且具有包括具有齿部的电枢轴的驱动马达，该齿部与在正齿轮或传动齿轮上的配对齿部啮合，以便在提高其转矩的同时降低电动马达的驱动转速。除其例如打开或关闭车窗玻璃的主要功能之外，这种传动-驱动单元还必须满足额外的次要功能。尤其在传动-驱动单元不活跃状态下，即当其驱动马达（电动马达）无电时，例如车窗玻璃必须保持或固定在其位置中。在车窗升降驱动装置中，这典型地通过在电枢轴和传动齿轮之间的齿部区域中的专门的设计来实现，从而传动级在传动的状态下自锁地作用，在该传动级中传动-驱动单元被待调节的元件（车窗玻璃）加载。与此相反，在操作情况下，即对于传动-驱动单元应该移动待调节的元件（车窗玻璃）的情况，希望最低可能的自锁，以使传动-驱动单元具有其最大效率或在驱动马达上需要最小的电力消耗。在传动的状态下的最大自锁和在驱动状态下的最大效率的这两个设计目标是相互竞争的。这两种功能显著地由在齿部两侧容纳电枢轴的轴承装置的摩擦特性以及齿部的特性所确定。这些参数经受例如由于温度、老化和制造公差而导致的非常大的偏差。

发明内容

基于所述现有技术，本发明的任务在于，如此改型根据权利要求1的前序部分的传动-驱动单元，使得为了所提到的运行状态，即，一方面对于驱动待调节的元件，以及在另一方面对于在传动状态下实现最大可能的自锁，应该分别优化传动-驱动单元。这就意味着，传动-驱动单元在一种情况下应该具有最大可能的自锁，并且在另一种情况下（驱动情况）通过摩擦损失的最小化应该具有尽可能高的效率。

根据本发明，该任务对具有权利要求1的特征的传动-驱动单元而言以如下方式实现，即具有齿部的轴区段在轴区段的纵向方向上可移动地布置在两个轴承装置中，并且在将转矩从轴区段引导到传动齿轮中时轴区段占据第一轴向位置，在该第一轴向位置中的齿部和配对齿部之间以及轴区段和轴承装置之间的、在该第一轴向位置中的摩擦的总和小于在轴区段的第二轴向位置中的摩擦的总和，当转矩被从传动齿轮引导到轴区段中时，轴区段就占据第二轴向位置。因此，本发明的构思在于，根据运行情况的不同，如此设置不同的摩擦面，使得在驱动情况下产生最低可能的摩擦，并且在（无电的）锁定情况下在传动-驱动单元的驱动链中产生最大可能的摩擦。这样的基本思想可以如以下说明地通过不同的具体的结构措施实施。

根据本发明的传动-驱动单元的有利的改型方案列举于从属权利要求中。

在第一结构设计方案中提出了，轴区段在第二位置中贴靠在摩擦元件的摩擦面上。这样的摩擦元件可以是在其他情况下在传统的传动-驱动单元中不使用的、单独的、附加的元件，但是也可以特别是在传统的传动-驱动单元中本身已经存在的并且在可能情况下相应的改变的元件。在单独的摩擦元件的情况下可以取得的优点在于，摩擦元件就其功能而言可以优化，而对于摩擦元件是传动-驱动单元的本身现有的部件的组成部分并且仅被改变的情况而言可以取得的优点在于，成本相对较低，并且通常没有额外的空间要求。

在方才提到的变型的优选的改进方案中提出了，摩擦面或摩擦元件是两个轴承装置中的一个的一部分。

作为优选的设计方案提出了，在轴区段上的锥形区域上设置另一个摩擦面，该摩擦面与轴承装置上的与其共同作用的锥形摩擦面共同作用。这样的设计具有如下优点，即通过两个锥形面可以实现轴区段的附加的径向支承或将附加的径向力引导到轴承装置中。

为了在锁定的情况下实现，传动-驱动单元的自锁与通过传动齿轮引导到轴区段中的转矩的方向无关，提出了，在轴区段上的齿部两侧分别布置一个相同构造的轴承装置，并且轴区段的第二轴向位置包括轴区段沿一个或另一个轴向的移动。

例如，如果轴区段上的摩擦面在第一轴向位置中与在轴承装置上的摩擦面具有相同的距离，那么可以获得相同高的锁止转矩。

在用于产生自锁的结构性的替代设计方案中提出了，轴区段在齿部的区域中构造成球面，并且轴区段在两个轴承装置的区域中构造成圆柱形。在这样的构造中，当在齿部和配对齿部之间轴向移动轴区段时，在轴承位置或轴承装置中产生增大的径向力。

与各具体设计方案无关，必要的是，轴区段一方面轴向可移动地布置，并且另一方面可以实现驱动马达的驱动转矩的传递。根据本发明，这在本发明的另一设计方案中以如下方式实现，即轴区段通过耦合装置与驱动马达的驱动轴连接，并且在沿驱动方向施加力矩时耦合装置通过与轴区段的轴端部共同作用的几何特征向着第一位置的方向对轴端部施加力。由此，为了将摩擦最小化在驱动情况下通过耦合装置向着第一轴向位置的方向对轴区段进行主动调节。

在耦合装置的具体设计方案方面提出了，几何特征包括刚性地布置在轴端部上的同步运动元件，轴端部在同步运动元件的区域中被套筒状耦合区段径向包括，在耦合区段中构造出用于同步运动元件的容纳部，该容纳部具有相对于轴区段和耦合区段的纵轴线倾斜布置的接触面，并且同步运动元件带有转动角度间隙地布置在容纳部中。

本发明也包括一种在使用根据本发明的传动-驱动单元情况下的、用于机动车、尤其是车窗升降驱动装置的舒适性驱动装置。这样的舒适性驱动装置具有既具有高的效率，又在锁定情况下具有相对高的自锁的优点。

本发明的其他优点、特征和细节从优选的实施例的下述描述中和借助附图得出。

附图说明

附图示出了：

图1示出了具有其基本组成部分的、根据本发明的传动-驱动单元的简化的、示意性的示图，

图2示出了在传动-驱动单元锁定情况下图1的放大视图的详图。

图3示出了在驱动情况下根据图2的详图，其中驱动转矩被从驱动马达传递到传动齿轮上，并且

图4和图5分别示出了使用构造成球面的驱动轴的传动-驱动单元在驱动和锁定情况下的替代的实施方式的示意图。

相同的元件或具有相同功能的元件在图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1中示出的、根据本发明的传动-驱动单元10是机动车中、尤其是车窗升降驱动装置或类似装置中的舒适性驱动装置的组成部分。传动-驱动单元10包括仅仅示意性示出的、构造成电动马达的驱动马达11，该驱动马达可以在两个转动方向上驱动驱动轴12。在传动-驱动单元10的未示出壳体中布置传动组件15，用于至少间接驱动待调节的元件、例如车窗玻璃。传动组件15包括与驱动轴12通过耦合装置16连接的轴区段18，在该轴区段的外周上，在轴区段18的部分区域中构造齿部19、尤其是蜗杆齿部形状的齿部。齿部19与构造在正齿轮或传动齿轮20的外周上的配对齿部21啮合，其中，传动齿轮20在轴线22中可转动地支承。传动齿轮20是一级或多级构造的传动组件15的组成部分。

驱动轴12优选在靠近耦合装置16的区域中支承在尤其是构造成球轴承的、用于接收径向力和轴向力的、第一轴承装置23中，而轴区段18在齿部19两侧支承在第二轴承装置和第三轴承装置24、25中。在此，这两个轴承装置24、25构造成简单的滑动轴承，即这些轴承装置只接收轴区段18的径向力。分别环形或套筒形构造的轴承装置24、25用于轴区段18的支承，使得轴区段18沿其纵轴线26在双箭头27的方向上轴向可移动地布置。

轴区段18在齿部19两侧以及等距离处分别在圆锥形构造的区域31上具有第一摩擦面28、29。此外，这两个轴承装置24、25在两个相对的端面上分别具有例如锥形的孔34形状的、第二摩擦面32、33，该第二摩擦面与第一摩擦面28、29根据轴区段18的轴向位置共同作用。第一摩擦面28、29和第二摩擦面32、33的角度分别相对于轴区段18的纵轴线26以斜角延伸并且优选分别构造成同等大小，从而在摩擦面28、32或摩擦面29、33共同作用的情况下，这些摩擦面分别完全相互贴靠，以产生最高可能的摩擦。

在驱动情况下，通过驱动轴12和耦合装置16转矩（与驱动轴12的转动方向无关）被引导到轴区段18上，在这种情况下，轴区段18占据第一轴向位置，在该轴向位置中，分别共同作用的摩擦面28、32以及摩擦面29、33各自以彼此相同的距离间隔开，并且不布置在作用连接中。轴区段18的第一轴向位置通过耦合装置16上的专门构造的几何特征实现，该几何特征下文解释如下：结合图2和3可见，轴区段18的面向耦合装置16的轴端部35构造成圆柱形并且例如在驱动轴12的盲孔中或通过将驱动轴12构造成空心轴被径向引导并且轴向可移动地布置。轴端部35被用于转矩传递的、作为同步运动元件发挥作用的销37穿透，该销带有转动角度间隙地布置在驱动轴12的容纳部38中。容纳部38例如作为穿孔在例如90°和180°之间的转动角度范围上构造在盲孔36的周壁上。容纳部38具有对称轴线39，该对称轴线平行于驱动轴12的纵轴线41延伸。在对称轴线39的区域中，容纳部38在驱动轴12的纵向方向上具有其最大的延伸部。在对称轴线39的两侧，分别布置两个、以例如约60°的斜角α延伸的边42、43，这些边分别通过平行于对称轴线39延伸的边44连接。边44在驱动轴12的纵向方向上具有延伸部，该延伸部比销37的直径稍小，从而如结合图3可见，销37在销37以其外周贴靠在边44上的位置上同时贴靠在边42和43的区域中，从而销37在驱动轴12的纵向方向上在该位置中无间隙地支承在容纳部38中。

在通过耦合装置16将驱动轴12的转矩引导到销37中的时候，轴区段18通过销37在容纳部38中如此转动，使得该轴区段相应于图3贴靠在边44的区域中。在该位置中，轴区段18用其两个摩擦面28、29与轴承装置24、25上的摩擦面32、33脱离作用连接。由此，轴承装置24、25区域中的摩擦被最小化。同时，齿部19和配对齿部21上的几何特征如此构造，使得齿部19和配对齿部21之间的摩擦力在轴区段18的（第一）轴向位置中同样具有最小值。

相反，如果通过驱动组件15向着驱动轴12的方向（在驱动马达11未激活的情况下）引导转矩，那么轴区段18根据被引导的转矩的转动方向向左或右向着各轴承装置24、25的方向被如此推入其第二轴向位置，使得相应摩擦面28、32和29、33达到作用连接并且由此在自锁意义上增加驱动链的摩擦。同时，齿部19和配对齿部21之间的摩擦也增大，因为齿部19和配对齿部21之间的啮合点不再位于其设计点中。在该位置（图2），销37大致位于对称轴线39的区域中。

在图4和图5中示出了相对于图1至3改变的传动-驱动单元10a。传动-驱动单元10a同样包括已经描述的、用于将转矩传递到轴区段18a上的耦合装置16并且仅是为了简单起见在图4和5中未示出该耦合装置。至关重要的是，在示出的实施例中，轴承装置24a、25a不具有如轴承装置24、25的摩擦面，同样轴区段18a不具有摩擦面。在通过传动组件15引导转矩时，轴区段18a的提高的摩擦或自锁通过轴区段18a的专门的形状实现，其中，轴区段18a的包络线45至少在齿部19a的区域中构造成球面46。在球面46外部，轴区段18a至少在轴承装置24a、25a的区域中构造成圆柱形。

在图4中（驱动情况），轴区段18a具有其第一中央轴向位置，在该位置中，轴区段18a的齿部19a和配对齿部21之间的啮合点位于其设计点中，从而使摩擦损失最小化。与此相反，如果根据图5的箭头47通过传动组件15向着驱动轴12的方向引导转矩，那么轴区段18a从其第一轴向位置例如向右推入其第二轴向位置中，其中，配对齿部21和齿部19a之间的滚压在轴区段18a的具有更大的直径的区域中进行。由此，在轴区段18a上产生偏转力F，该偏转力表现为轴承装置24a、25中增加的轴承负荷或轴承摩擦并且由此在自锁意义下发挥作用。

所描述的传动-驱动单元10、10a能够以各种方式和方法变型或改变，而不偏离发明构思。因此，特别是在本发明未示出的第三种实施方式中可以考虑，如此构造两个传动-驱动单元10、10a的组合，使得轴区段18a相应于传动-驱动单元10a构造成球面46的形状并且附加地具有相应于传动-驱动单元10的摩擦面28、29，这些摩擦面与在相应地设计的轴承装置24、25上（同样相应于传动-驱动单元10）的第二摩擦面32、33共同作用。同样可以想象的实施方式是，摩擦面构造成单独于轴承装置24、24a、25、25a的部件。

Claims (10)

1.一种传动-驱动单元（10；10a），其包括具有齿部（19；19a）的轴区段（18；18a），所述轴区段布置在与驱动马达（11）的作用连接中，其中轴区段（18；18a）在其齿部（19；19a）两侧分别布置在轴承装置（24；24a，25；25a）中；并且包括用于至少间接驱动待调节的元件的传动齿轮（20），其中所述传动齿轮（20）具有配对齿部（21），所述配对齿部与轴区段（18；18a）的齿部（19；19a）啮合，

其特征在于，

所述轴区段（18；18a）在所述轴区段（18；18a）的纵向方向上可移动地布置在所述两个轴承装置（24；24a，25；25a）中，在将转矩从所述轴区段（18；18a）引导到所述传动齿轮（20）中时所述轴区段（18；18a）占据第一轴向位置，所述齿部（19；19a）和所述配对齿部（21）之间以及所述轴区段（18；18a）和所述轴承装置（24；24a，25；25a）之间的、在该第一轴向位置中的摩擦的总和小于在所述轴区段（18；18a）的第二轴向位置中的摩擦的总和，当转矩从所述传动齿轮（20）引导到所述轴区段（18；18a）中时，所述轴区段（18；18a）占据所述第二轴向位置，其中，所述轴区段（18；18a）通过耦合装置（16）与所述驱动马达（11）的驱动轴（12）连接，并且在沿驱动方向加载转矩时所述耦合装置（16）通过与所述轴区段（18；18a）的轴端部（35）共同作用的几何特征向着第一位置的方向对所述轴端部（35）施加力。

2.根据权利要求1所述的传动-驱动单元，其特征在于，轴区段（18）在第二位置中贴靠在摩擦元件的摩擦面（29、33）上。

3.根据权利要求2所述的传动-驱动单元，其特征在于，摩擦面（29、33）或摩擦元件是所述两个轴承装置（24；24a，25；25a）中的一个的一部分。

4.根据权利要求3所述的传动-驱动单元，其特征在于，在所述轴区段（18）上的锥形区域（31）上设置另一个摩擦面（28、32），该摩擦面与轴承装置（24、25）上的与其共同作用的锥形摩擦面（29、33）共同作用。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的传动-驱动单元，其特征在于，在所述轴区段（18）上的齿部（19）两侧分别布置一个摩擦面（29、33）和一个相同构造的轴承装置（24、25），并且所述轴区段（18）的第二轴向位置包括所述轴区段（18）沿一个或另一个轴向的移动。

6.根据权利要求5所述的传动-驱动单元，其特征在于，轴区段（18）上的摩擦面（28、29）在轴区段（18）的第一轴向位置中与在轴承装置（24、25）上的所述其他摩擦面（32、33）具有相同的距离。

7.根据权利要求1所述的传动-驱动单元，其特征在于，轴区段（18a）在齿部（19）的区域中构造成球面（46），并且所述轴区段（18a）在两个轴承装置（24a、25a）的区域中构造成圆柱形。

8.根据权利要求1所述的传动-驱动单元，其特征在于，所述几何特征具有刚性地布置在所述轴端部（35）上的同步运动元件（37），所述轴端部（35）在所述同步运动元件（37）的区域中被套筒状耦合区段径向包括，在耦合区段中构造出用于所述同步运动元件（37）的容纳部（38），该容纳部具有相对于所述轴区段（18；18a）的和所述耦合区段的纵轴线（41）倾斜布置的接触面（42、43），并且所述同步运动元件（37）带有转动角度间隙地布置在所述容纳部（38）中。

9.具有根据权利要求1至8中任一项所述的传动-驱动单元（10）的、用于车辆的舒适性驱动装置。

10.根据权利要求9所述的舒适性驱动装置，该舒适性驱动装置构造为车窗升降驱动装置。