CN109751364B - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于调节车辆上的空气动力学挡板的驱动装置，包括电动机(1)、包括齿轮级的正齿轮机构、输出轴(2)和至少两个半壳体(3、4、5)，其中，所述正齿轮机构包括至少一个自锁齿轮级(S)，其中，所述自锁齿轮级(S)既不形成正齿轮机构的第一齿轮级也不形成齿轮机构的最后齿轮级。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节车辆上的空气动力学挡板(flap)的驱动装置。
背景技术
为了提高机动车辆的效率，越来越多地努力主动改变车辆的空气动力学。为此，车辆外表面的部件(挡板、扰流板、扩散器等)根据行驶速度电调节，以便有利地影响车辆周围的气流。
为此所需的驱动器的暴露位置需要防水壳体。因此，通常使用焊接封闭的壳体。
为了能够尽可能有效地保持调节的挡板抵抗行驶风，优选使用自锁齿轮机构。在这种情况下，驱动器可以具有安全联接器，其在过载时脱离输出驱动器，以便保护附接到其上的挡板免受损坏。
在出版物WO2014205217A1中描述了这种驱动器。
为了在这种驱动装置中实现必要的高输出力矩，通常使用具有至少一个自锁级的多级齿轮机构。常见的设计是两级蜗轮机构。这种设计的优点是部件数量少，但缺点是齿轮效率差，电动机也相应地较大。
已知的是输出轴优选地通过安全联接器与其余的齿轮机构分离。然而，这种已知装置的缺点在于，如果需要大的释放力矩，则联接器需要相当大的安装空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于调节机动车辆上的空气动力学挡板的驱动装置，其避免了上述缺点，并且特别是在需要很小安装空间的同时具有高效率。
该目的通过一种用于调节车辆上的空气动力学挡板的驱动装置，包括电动机、多级齿轮机构、输出轴和至少两个半壳体，其中，所述齿轮机构包括正齿轮和至少一个自锁齿轮级，其中，所述自锁齿轮级既不形成齿轮机构的第一齿轮级也不形成齿轮机构的最后齿轮级。
根据本发明，提供了一种用于调节机动车辆上的空气动力学挡板的驱动器，其包括具有多级齿轮机构的电动机，特别是因此形成多个齿轮级的正齿轮机构，以及自锁级。这种设计可实现最高效率。自锁齿轮级既不形成齿轮机构的第一齿轮级也不形成齿轮机构的最后齿轮级。通过在齿轮机构的各级内安装自锁齿轮级，可以在必要的联接器尺寸和联接器力矩波动之间实现最佳比率。
以这种方式，可以在自锁级和多级齿轮机构的最后级之间容纳安全联接器。通过这种布置，待传递的耦合力矩减小了最后传动比的因数。因此，联接器需要很小的安装空间并且便于输出轮和输出轴。原则上，安全联接器可以布置在甚至更靠近电动机的齿轮位置，特别是如果自锁齿轮级是驱动装置的第一齿轮级；这可以进一步减小联接的大小，但耦合力矩的波动将通过所有下游平移比放大，因此输出驱动器的耦合力矩将是不精确的。因此，根据本发明，自锁齿轮级既不形成正齿轮机构的第一齿轮级也不形成最后齿轮级。
在从属权利要求、说明书和附图中给出了本发明的改进。
优选地，自锁齿轮级形成倒数第二齿轮级，其中最后齿轮级特别优选地再次配置有正齿轮。
安全联接器优选地布置在自锁齿轮级和输出轴之间，特别是在自锁齿轮级和输出轮之间，输出轮可旋转地固定到输出轴。这种安全联接器可以在过载时脱离输出驱动器，以便保护附接到其上的挡板免受损坏。
优选地，至少一个齿轮级设置在安全联接器和输出轴之间，特别是在安全联接器和输出轮之间。
驱动装置优选地包括双齿轮，其中双齿轮包括大齿轮和与大齿轮同轴的小齿轮，其中安全联接器作用在大齿轮和小齿轮之间。
特别地，安全联接器可包括两个齿轮，所述齿轮通过锁定轮廓相互连接并且位于套筒上并且通过压缩弹簧而被彼此压靠。所述套筒可以在固定轴上自由旋转。
优选地，旋转地固定到输出轴的输出轮配备有弹簧加载的预张紧轮，其保护最后齿轮级的齿面免受波动负载的强烈冲击。
可以通过测量来检测输出驱动器的旋转角度，特别是输出轴或旋转地固定到输出轴上的输出轮的旋转角度。
特别优选地，输出轴的支承点仅由壳体部件中的一个完全封闭。类似的驱动装置的问题在于，齿轮力—这里首先是在安全联接器脱离时产生的高力—被传导到焊接在一起的壳体部件中，并且力流通过焊缝流动。因此存在接缝破裂和驱动器密封损失的风险，或者在最坏的情况下甚至破坏驱动器。因此优选地，输出轴被壳体部件之一完全封闭，使得不需要在壳体部件的连接区域中吸收力。
优选地，齿轮级的至少一个齿轮轴被压入一个半壳体中，并且至少所有作用在轴上的径向力仅由该壳体部件承载。
齿轮轴被压在其中的半壳体优选地与支撑输出轴的半壳体相同。
附图说明
下面参考附图说明本发明作为示例。
图1是根据本发明的驱动装置的齿轮机构的三维图示。
图2a是根据本发明的驱动装置的安全联接器的剖视图，示出了根据图2b的截面A-A。
图2b示出了图2a的截面A-A在安全联接器中的位置。
图2c是根据图2a和2b的安全联接器的三维分解图。
图3示出了用于根据本发明的驱动装置的三维下壳体。
图4示意性地示出了根据本发明的驱动装置的部件在根据图3的下壳体中的安装。
图5示意性地示出了根据图3的下壳体，其具有装配部件和中间壳体。
图6a示出了图6b的截面B-B在根据本发明的驱动装置中的位置。
图6b是根据本发明的驱动装置的剖视图，示出了根据图6a的截面B-B。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的驱动装置的齿轮机构。
驱动电动机1的转子在固定轴上旋转。第一齿部形成在转子的轮毂上并且连接到第一齿轮14的齿部。第一齿轮14是双齿轮，其在其大的正齿轮上被驱动，并且通过其同轴的小正齿轮驱动蜗轮的正齿轮15，该正齿轮模制在蜗杆16上。
蜗杆16和与其啮合的蜗轮即大齿轮6形成自锁齿轮级S。代替蜗轮级，可以使用不同的自锁级，例如偏心齿轮机构等。
大齿轮6和小齿轮7通过安全联接器K连接在一起，安全联接器K在图2a、2b和2c中详细示出。小齿轮7与输出轮11啮合。如果在输出轮11处超过一定的力矩，则安全联接器K脱离并且输出轮11和小齿轮7可自由旋转。
将轮廓金属板17压在输出轮11的表面上。在输出轮11的旋转运动中，该板17在安装在电路板中的线圈上移动，从而改变线圈的电感。该电感变化可用于确定输出轮11的旋转角度。
此外，弹簧加载的预张紧轮12布置在输出轮11上。这种预张紧轮的使用本身已知用于降噪、减振等目的。在这种情况下，预张紧轮12的目的是减少最后级齿面的敲击。过度的齿间隙和极大的波动负载会导致齿面的强烈冲击。在最坏的情况下，齿面的塑性变形可能发生，齿间进一步增加。自动放大机构开始运动，这会迅速导致齿轮的损坏。
图2示出了大齿轮6和小齿轮7之间的安全联接器K，在图2c中三维地示出，并且图2b中的截面A-A如图2a所示。
两个齿轮6和7具有相互啮合的锁定轮廓8并且通过压缩弹簧10彼此压靠。在制造联接器时，弹簧10被压缩到所需的尺寸并且套筒9安装(铆接)在小齿轮7的侧面。在正常操作中，扭矩可以通过锁8在两个齿轮6和7之间传递，并且联接器K与套筒9一起在固定在壳体中的销上旋转，即联接轴22(图4)。
如果在输出驱动器上施加过大的力矩，则通过蜗杆16防止大齿轮6转动。锁8现在迫使大齿轮6轴向抵靠弹簧10，直到锁定轮廓8不再相互啮合。现在小齿轮7和套筒9可以在大齿轮6静止时自由旋转，直到联接器K重新啮合。这种设计的优点在于，联接机构K不会产生任何额外的齿轮间隙。类似的联接机构通常在花键轴上承载一个联接侧，其中该连接必须设有相应的间隙，以便保证可动性。
图3示出了下壳体3的斜视图。肋19、20布置在下壳体3中，使得联接器K和输出轮11可以放置在下壳体3中并预先定位以便以后安装。
图4示出了在安装期间具有齿轮部件的下壳体3。驱动器的齿轮机构位于栓接在一起的两个壳体部件之间，即下壳体3和中间壳体4。盖5焊接在下壳体3上，以便紧密地闭合驱动器。另参见图5和图6b。
减去联接器K的轴并减去输出轴2的齿轮部分通过下壳体3中的肋19、20粗略地预定位。联接轴22从外部压入下壳体3中。输出轴2从外部推入下壳体3并通过输出轮11，并由中间壳体4(图5)轴向保持。通过这种设计，例如在脱离时出现的高承载力仅由下壳体3承载，而不需要加载任何螺栓或焊缝。
扭矩通过输出轴2的外周上的六边形轮廓从输出轮11传递到输出轴2。具有最高负载的支承点13现在由下壳体3单独且完全包含地形成，具有在精度和强度方面的相应优势。
图5示出了卸下盖的驱动器。中间壳体4通过螺栓18栓接到下壳体3。所有壳体部件和电动机1由下壳体3和中间壳体4保持。盖5在外边缘处焊接到下壳体3上，仅用于密封驱动器。
图6b示出了通过整个驱动器即驱动装置的截面B-B，通过输出轴2的轴线，如图6a所示。
输出轴2在支承点13处径向安装在下壳体3中。支承点13各自具有密封件23。中间壳体4的肋21突出到输出轴2的凹槽中并因此将其固定在轴向方向上。盖5在外边缘处焊接到下壳体3。具有预张紧轮12的输出轮11通过中间壳体4的开口到达中间壳体4和盖5之间的空间中。电路板24也布置在中间壳体4和盖5之间，用于执行角度测量和/或角度计算。特别地，在电路板24处，可以通过测量来检测输出轮11或位于其上的轮廓金属板17的旋转角度。
附图标记列表
1 电动机
2 输出轴
3 下壳体
4 中间壳体
5 盖
6 大齿轮
7 小齿轮
8 锁定轮廓
9 套筒
10 压缩弹簧
11 输出轮
12 预张紧轮
13 支承点
14 第一齿轮
15 蜗轮正齿轮
16 蜗杆
17 轮廓金属板
18 螺栓
19 输出轮的肋
20 安全联接器的肋
21 中间壳体的肋
22 联接轴
23 密封件
24 电路板
S 自锁齿轮级
K 安全联接器

Claims (10)

1.一种用于调节车辆上的空气动力学挡板的驱动装置，包括电动机(1)、多级齿轮机构、输出轴(2)和至少两个半壳体(3、4、5)，其中，所述齿轮机构包括正齿轮(7、11、14、15)和至少一个自锁齿轮级(S)，其特征在于，所述自锁齿轮级(S)既不形成齿轮机构的第一齿轮级也不形成齿轮机构的最后齿轮级，
安全联接器(K)布置在所述自锁齿轮级(S)和输出轴(2)之间，
所述安全联接器(K)包括两个齿轮(6、7)，所述齿轮通过锁定轮廓(8)相互连接并且位于套筒(9)上并且通过压缩弹簧(10)而被彼此压靠，其中，所述套筒(9)可以在固定轴上自由旋转。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述自锁齿轮级(S)形成倒数第二齿轮级。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，至少一个齿轮级设置在所述安全联接器(K)和输出轴(2)之间。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括双齿轮(6、7)，其中，所述双齿轮(6、7)包括大齿轮(6)和与大齿轮(6)同轴的小齿轮(7)，其中，所述安全联接器(K)作用在大齿轮(6)和小齿轮(7)之间。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，输出轮(11)旋转地固定到输出轴(2)上，该输出轮(11)配备有弹簧加载的预张紧轮(12)，预张紧轮保护最后齿轮级的齿面免受波动负载的强烈冲击。
6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，通过测量来检测输出驱动器的旋转角度。
7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，通过测量来检测输出轴(2)或旋转地固定到输出轴(2)上的输出轮(11)的旋转角度。
8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述输出轴(2)的支承点(13)仅由所述半壳体中的一个完全封闭。
9.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，齿轮级的至少一个齿轮轴被压入一个半壳体(3)中，并且作用在轴上的所有径向力仅由所述半壳体(3)承载。
10.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，齿轮轴被压在其中的半壳体(3)与支撑输出轴(2)的半壳体相同。
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