CN106939750B - 剪式驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种剪式驱动装置，其包括两个能够相对于彼此绕摆动轴线摆动的支腿(20、30)，该支腿分别具有纵轴(L1、L2)并设置为与外部部件相连接，且该剪式驱动装置还包括驱动两个支腿(20、30)的相对的摆动运动的马达‑齿轮组件(42)。在此，第一支腿(20)包括至少部分中空的壳体(24、26)，其中，限定在该中空壳体中的空腔(28a‑c)至少部分地沿第一支腿(20)的纵轴(L1)延伸；并且马达‑齿轮组件(42)至少部分地、在空腔(28a‑c)的沿第一支腿(20)的纵轴(L1)延伸的区段(28a)处容纳在第一支腿(20)的壳体(24、26)中。

Description

剪式驱动装置
技术领域
本发明涉及一种剪式驱动装置，其包括两个能够相对于彼此绕摆动轴线摆动的支腿，该支腿分别具有纵轴并设置为与外部部件相连接，该剪式驱动装置还包括驱动这两个支腿的相对的摆动运动的马达-齿轮组件。
背景技术
这种剪式驱动装置已知用于两个可摆动地相互连接的部件之间的角度能够调节的应用中。例如用于在建筑物中自动倾斜窗子或用于在汽车中开闭汽车后盖。然而在已知的剪式驱动装置中，摆动运动的实际驱动器，即马达，例如电动马达，由剪式驱动装置的两个支腿分别构成，并例如位于剪式驱动装置的、与该剪式驱动装置的摆动轴线相对应的轮毂上，在此，在旋转马达的情况下，其旋转轴线则垂直于由两个支腿形成的平面。
因此，这种剪式驱动装置特别是在两个支腿的摆动平面之外需求更大的空间，因为如上所述，驱动装置的马达伸出该平面。
发明内容
因此本发明的任务在于提供一种改良的剪式驱动装置，其相对于由现有技术已知的剪式驱动装置具有减小的空间需求，并且通过其提高的集成性，还可轻量且低成本地生产。
根据本发明的任务由此实现，即，第一支腿包括至少部分中空的壳体，其中，限定在该中空壳体中的空腔至少部分地沿第一支腿的纵轴延伸，并且马达-齿轮组件至少部分地、在该空腔的沿第一支腿的纵轴延伸的区段处容纳在第一支腿的壳体中。通过这一结构措施能够使剪式驱动装置所需的结构空间特别是在两个支腿的摆动轴线之外得以最小化。此外，通过马达-齿轮组件在第一支腿的壳体中的集成，能够免去单独构成的马达壳体，这导致了与已知的剪式驱动装置相比重量的减少。此外，相比于分别由两个支腿形成，例如形成在剪式驱动装置的轮毂上，马达-齿轮组件在根据本发明的配置中能够更好地受到保护，以免于损坏和/或污染。
在根据本发明的剪式驱动装置的一个实施方案中，马达-齿轮组件可以包括旋转马达，该旋转马达的旋转轴线基本上平行于第一支腿的纵轴延伸。这种构造一方面实现了可用结构空间的最佳利用，因为第一支腿的纵向延伸用于容纳相应的马达，另一方面，这种旋转马达是特别低成本且可靠的。而替代地，也可以根据不同的使用目的而使用其他马达，例如线性马达。此外，术语“马达-齿轮组件”也不应理解为齿轮装置是绝对必要的，而是，在适当地选择了具有足够转矩的马达时，也可以完全免去齿轮装置。
在一个扩展方案中，马达-齿轮组件包括减速齿轮，该减速齿轮优选具有1:20至1:100之间的，进一步优选为约1:50的减速比。这种减速齿轮的应用使通用的旋转电动马达的使用成为可能，该旋转电动马达通常具有相对高的转数，但具有较低的转矩。通过使用减速齿轮就可以降低两个支腿的相对摆动速度，同时增大所施加的转矩，以便能够施加足够的力，用以摆动与两个支腿相连的外部部件。
此外，根据本发明的剪式驱动装置可以实施为，其包括蜗轮传动装置，该蜗轮传动装置设置为，将旋转马达的旋转运动转换为两个支腿之间的相对摆动运动。这种蜗轮传动装置本身是已知的，并且提供了坚实可靠的可行途径，使绕第一轴线的旋转运动转换为绕垂直于第一轴线的第二轴线的旋转运动。
在一个扩展方案中，根据本发明的剪式驱动装置还可以包括行星齿轮装置，该行星齿轮装置优选以1:3至1:10之间的减速比，进一步优选为以约1:7.5的减速比使两个支腿的相对摆动运动减速。在此，行星齿轮装置可以补充或替代上述马达-齿轮组件的减速齿轮而设置。特别是当动用到两个齿轮时，可以实现非常大的、1:300或更大的减速比。
为了在行星齿轮装置中实现期望的减速效果，该行星齿轮装置可以包括例如两组分别同心设置的行星轮，该行星轮分别成对地抗扭地相互连接。这种由行星齿轮装置的行星架同心地支撑的分级行星轮提供了能够以坚实且节省空间的方式实现期望的减速比的可行途径。
在一个优选的扩展方案中，根据本发明的剪式驱动装置还可以包括过载保护装置，特别是在使用不当时，例如在大的外部转矩产生作用时，该过载保护装置能够防止剪式驱动装置的机械部分和马达的损坏。
为此，该过载保护装置可以例如包括齿轮和与该齿轮相啮合的内啮合齿轮，其中，该齿轮的齿设置为，这些齿可以在超过预定的最大转矩时，通过与内啮合齿轮的齿滑脱，从而在内啮合齿轮和齿轮之间传递减小的转矩。为了这个目的，可以例如在齿轮中设置缺口，该缺口使齿轮的圆周的有齿区域能够在过载时，从与内啮合齿轮的齿的啮合中旋脱。这种过载保护装置可以简单且低成本地制造，并且可以简单地集成在根据本发明的剪式驱动装置中，其中，即使有空间需求，也仅最低限度地增加。
在一个同样优选的扩展方案中，蜗轮传动装置或/和行星齿轮装置或/和过载保护装置同样至少部分地容纳在第一支腿的壳体中。通过这一结构措施也可以分别减少剪式驱动装置所需的结构空间，并且通过由此实现的各个机械部件的封装，还可以同样确保这些部件不受损坏和污染。
在第二方面，本发明涉及一种车辆，例如大型轿车，其包括至少一个根据本发明的剪式驱动装置，其中，该剪式驱动装置的两个支腿中的一个与车辆的车身固定地连接，且两个支腿中的另一个与可摆动地安装在车辆的车身上的部件连接。在此，技术人员可以自由决定，对应车身的是容纳有马达-齿轮组件的第一支腿，还是第二支腿。可摆动地与车身相连的部件可以特别是汽车后挡板、汽车后盖、车门或车辆的类似部件。
附图说明
以下示例性地参照附图对本发明的其他特征和优点进行说明，其中：
图1示出了根据本发明的剪式驱动装置的一个实施例的分解视图；
图2示出了图1中的剪式驱动装置在安装状态下的侧视图；
图3示出了图1和图2中的实施例的、沿图2中的箭头A的截面视图。
具体实施方式
图1在此以分解视图示出了根据本发明的剪式驱动装置的一个实施例，该剪式驱动装置整体以标号10标记。该剪式驱动装置包括第一支腿20和第二支腿30，这两个支腿能够相对于彼此绕以虚线表示的摆动轴线12摆动，并且分别具有纵轴L1及L2，该纵轴在图1中同样以虚线表示。两个支腿20和30分别在其与摆动轴线12相反的一侧具有贯通孔22和32，通过该贯通孔，两条支腿可以例如借助螺栓或类似物与外部部件相连。第一支腿20包括第一壳体部分24和第二壳体部分26，这两个部分在剪式驱动装置的安装状态下通过多个螺钉40相互连接。而替代地或补充地，对于这两个壳体部分也可以采用技术人员已知的其他连接技术，例如粘合、焊接、卡锁等。
两个壳体部分24和26部分中空，并在安装状态下形成壳体，在该壳体内限定了沿第一支腿20的纵轴L1延伸的圆筒状的第一空腔28a和与该第一空腔相连的第二空腔28b，该第二空腔围绕摆动轴线12呈圆形地延伸。通过圆柱形区段28c形成第一空腔28a和第二空腔28b之间的连接。在剪式驱动装置10的安装状态下，在第一空腔28a内装配有马达-齿轮组件42，该马达-齿轮组件包括旋转电动马达和在该旋转电动马达的输出端处的减速齿轮。
在剪式驱动装置10的安装状态下，输出轴44法兰连接在马达-齿轮组件42的减速齿轮的输出端上，该输出轴通过圆柱形区段28c，从第一空腔28a延伸入第二空腔28b。在剪式驱动装置10的运行中，输出轴44对应马达的转数和减速齿轮的减速比，绕着再次以虚线表示的轴线46旋转。在输出轴44的外圆周上设有倾斜齿44a，该倾斜齿使输出轴能够在蜗轮传动装置中用作蜗杆。蜗轮48与该齿44a啮合，该蜗轮在其外圆周上具有对应的链轮48a，并将输出轴44绕旋转轴线46的运动转换为绕摆动轴线12的旋转。
此外，在蜗轮48的外圆周上也设有向内的链轮，该链轮在图1的图示中是隐藏的，但在图3中以标号48b标示。过载保护齿轮50又以其有齿段50a与该向内的链轮48b相啮合。该有齿段50a设置为，其包括接片，该接片形成过载保护齿轮50的外圆周的一部分，并且这样进行背切，即，在发生从外部作用于过载保护齿轮50的、超过最大转矩的转矩时，各段50a与位于其上的齿能够径向向内摆动，以便从与蜗轮48的向内的链轮48b的啮合中旋脱。以这种方式，齿轮48和50共同作用为过载保护，例如当转矩不当地从外部作用于第二支腿30时。
过载保护齿轮50的轮毂穿过蜗轮48的轮毂延伸，其中，在该延伸区域设置有有齿段50b。行星齿轮装置52的第一行星轮52a又与该有齿区域50b相啮合。在此，行星齿轮装置52设计为分级行星齿轮装置，其中，第一行星轮52a同轴地与第二行星轮52b固定地连接，其中，相对于第一行星轮52a，第二行星轮52b具有缩小的直径，并相应地具有减少的齿数。
第二行星轮52b终止于齿圈54的内齿，该齿圈固定地装配在空腔28b中，并因此与第一支腿20抗扭地相连。轴56的齿56a作用为行星齿轮装置52中的太阳轮，该链轮同样与第二行星轮52b相啮合。通过齿56a、齿圈54和行星轮52a、52b的各自的直径的所选择的比例，实现了旋转运动的额外的减速。在剪式驱动装置10的安装状态下，轴56从其具有齿56a的啮合区域，从第一行星轮52之间穿过，进一步穿过蜗轮48的轮毂和过载保护齿轮50的轮毂，并通过开口28d向外穿出第一支腿20的第二空腔28b。在该处可以将第二支腿30安装到轴56的第二端56b上。
在所示的实施方案中，马达-齿轮组件42的旋转运动相应地首先通过由部件44a和48a形成的蜗轮传动装置转向，然后通过由部件48和50形成的过载保护装置传递，通过行星齿轮装置52再次减速，然后传递至第二支腿30。
图2示出了图1中的剪式驱动装置10在安装状态下的侧视图。在此示出了穿过两个支腿20和30的旋转轴线12延伸的截面，其中，图3中的视角理解为沿箭头A的方向。
图3的视图示出了安装状态下的、围绕剪式驱动装置10的摆动轴线12设置的部件。与第二支腿30固定地相连的是轴56及其输出端56b。轴56在其另一端56c处可旋转地容纳在第一支腿20的第一壳体部分24中的缺口28e中。此外，链轮56a位于轴56上，该链轮与第二行星轮52b啮合。
另一方面，该第二行星轮52b也与齿圈54啮合，并且可旋转地位于以虚线表示的行星齿轮轴52c上，该行星齿轮轴与行星齿轮装置的行星架52d相连。与第二行星轮52b同心且抗扭地相连的行星轮52a同样由行星齿轮轴52c支撑。该行星轮在其径向的内侧与过载保护齿轮50的齿50b啮合，该过载保护齿轮在其另一端具有啮合区段50a。该啮合区段以前述方式与蜗轮48的内齿48b相啮合，而蜗轮48的外齿48a则与蜗杆44相啮合，该蜗杆以前述方式由马达-齿轮组件42所驱动。

Claims (13)

1.一种剪式驱动装置，其包括：
两个能够相对于彼此绕摆动轴线摆动的支腿(20、30)，所述支腿分别具有纵轴(L1、L2)并设置为与外部部件相连接；
驱动两个所述支腿(20、30)的相对的摆动运动的马达-齿轮组件(42)；
其中，第一支腿(20)包括至少部分中空的壳体(24、26)，其中，限定在所述中空的壳体中的空腔(28a-c)至少部分地沿所述第一支腿(20)的所述纵轴(L1)延伸，
其特征在于，
所述中空的壳体具有沿所述第一支腿(20)的纵轴(L1)延伸的圆筒状的第一空腔(28a)和与该第一空腔相连的第二空腔(28b)，该第二空腔围绕摆动轴线(12)呈圆形地延伸，其中所述马达-齿轮组件(42)至少部分地、在沿所述第一支腿(20)的所述纵轴(L1)延伸的所述第一空腔(28a)处容纳在所述第一支腿(20)的所述壳体(24、26)中，并且
所述剪式驱动装置还包括：
行星齿轮装置(52)，所述行星齿轮装置在所述第二空腔(28b)处容纳在所述第一支腿(20)的壳体(24、26)中；
过载保护装置，所述过载保护装置包括齿轮(50)和与所述齿轮相啮合的内啮合齿轮(48)；
轴(56)，所述轴的齿(56a)作用为所述行星齿轮装置(52)中的太阳轮；
其中所述行星齿轮装置(52)包括两组分别同心设置的行星轮(52a、52b)，所述行星轮成对地抗扭地相互连接；以及
其中所述轴(56)从其具有所述齿(56a)的啮合区域，从所述行星齿轮装置(52)的第一行星轮(52a)之间穿过，进一步穿过所述内啮合齿轮(48)的轮毂和所述齿轮(50)的轮毂，并通过开口(28d)向外穿出所述第一支腿(20)的第二空腔(28b)。
2.根据权利要求1所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述马达-齿轮组件(42)包括旋转马达，所述旋转马达的旋转轴线(46)基本上平行于所述第一支腿(20)的所述纵轴(L1)延伸。
3.根据权利要求1所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述马达-齿轮组件(42)包括减速齿轮。
4.根据权利要求3所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述减速齿轮具有1:20至1:100之间的减速比。
5.根据权利要求3所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述减速齿轮具有约1:50的减速比。
6.根据权利要求2所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述剪式驱动装置包括蜗轮传动装置(44a、48a)，所述蜗轮传动装置设置为，将所述旋转马达的旋转运动转换为两个所述支腿(20、30)之间的相对摆动运动。
7.根据权利要求1所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮装置以1:3至1:10之间的减速比设置。
8.根据权利要求1所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮装置以约1:7.5的减速比设置。
9.根据权利要求1所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述齿轮(50)的齿(50a)设置为，所述齿能够在超过预定的最大转矩时，通过与所述内啮合齿轮(48)的齿(48b)滑脱，从而在所述内啮合齿轮(48)和所述齿轮(50)之间传递减小的转矩。
10.根据权利要求1或2所述的剪式驱动装置，其特征在于，所述剪式驱动装置还包括蜗轮传动装置，其中所述蜗轮传动装置(44a、48a)或/和所述过载保护装置(48、50)同样至少部分地容纳在所述第一支腿的所述壳体(24、26)中。
11.一种车辆，其包括至少一个根据前述权利要求任一项所述的剪式驱动装置，
其中，两个所述支腿(20、30)中的一个与所述车辆的车身固定地连接，且两个所述支腿(20、30)中的另一个与可摆动地安装在所述车辆的车身上的部件连接。
12.根据权利要求11所述的车辆，其为大型轿车。
13.根据权利要求11或12所述的车辆，其中，可摆动地与所述车身相连的所述部件涉及汽车后挡板、汽车后盖或车门。
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