CN111465784A - 用于机动车的水平调节装置 - Google Patents

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CN111465784A CN201880079168.2A CN201880079168A CN111465784A CN 111465784 A CN111465784 A CN 111465784A CN 201880079168 A CN201880079168 A CN 201880079168A CN 111465784 A CN111465784 A CN 111465784A
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Abstract

用于对机动车进行水平调节的装置包括电动机(4)和调节传动机构(3)，调节传动机构连接在丝杠传动装置(2)之前，其中，调节传动机构(3)由三个依次连接的、具有彼此平行的转动轴线(D14、D15、D16)的齿轮(14、15、16)构成，其中，齿数最小为一并且最大为五的驱动齿轮(14)抗旋转地与电动机(4)的电动机轴(17)耦联并且与中间齿轮(15)啮合，中间齿轮与从动齿轮(16)啮合，从动齿轮抗旋转地与丝杠传动装置(2)的螺母(9)连接。

Description

用于机动车的水平调节装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的适用于机动车的机电式的水平调节装置。
背景技术
这种水平调节装置、即用于对车身进行高度调节的装置例如由DE 10 2014 215420 A1已知。已知的高度调节装置包括两个借助运动螺纹在上部调节位置和下部调节位置之间能相对彼此移位的构件，其中，能通过电动机操纵运动螺纹。电动机经由调节传动机构将扭矩导入运动螺纹、即滚珠丝杠传动装置中，调节传动机构可实施成齿轮式调节传动机构或皮带式调节传动机构。
其他的用于对车身进行高度调节的装置例如在专利文献WO 2015/021980 A1和DE10 2015 206 149 A1中公开。每种装置均包括滚珠丝杠传动装置。
由DE 10 2007 004 747 B4已知的用于机动车的车轮悬架的高度调节装置同样具有用于将旋转运行转变成线性运动的滚珠丝杠传动装置。滚珠丝杠传动装置包括能转动的调节环，调节环位于能以抗转动的方式移动的外套筒之内，其中，滚珠作为滚动体在调节环和外套筒之间滚动。在调节环上模制有径向向外伸出的齿轮，齿轮与电动机的驱动小齿轮啮合。
发明内容
本发明的目的是扩展机电式的水平调节装置的应用方案。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的水平调节装置实现。用于机动车的机电式的水平调节装置按已知的基本方案具有丝杠传动装置，在丝杠传动装置之前连接称为调节传动机构并且能机电式操作的另一传动机构。根据本发明，调节传动机构设计成圆柱齿轮传动装置的形式，圆柱齿轮传动装置由三个依次连接的、具有彼此平行的转动轴线的齿轮构成，其中，驱动齿轮抗旋转地与电动机的电动机轴耦联并且与中间齿轮啮合，中间齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮抗旋转地与丝杠传动装置的螺母连接。
通过调节传动机构的三个齿轮构成三轮链
Figure BDA0002528236300000021
三轮链的总传动比由从动轮的齿数和驱动轮的齿数之间的比例得出。中间齿轮匹配给定的结构空间比例地确定尺寸，并且中间齿轮对设计成减速传动机构的调节传动机构的总传动比没有影响。可选地，驱动齿轮与电动机轴构造成一体。
在优选的设计方案中，调节传动机构的三个齿轮是斜齿齿轮。齿轮的倾斜角优选为最小15度并且最大30度，尤其最小18度并且最大25度。通过三个齿轮的斜齿可使用具有非常少齿数的驱动齿轮。
驱动齿轮的齿数最小是一并且最大是五，例如是两或三。在本文中引用以下专业书籍：
Roth,Karlheinz：Zahnradtechnik-Evolventen-Sonderverzahnungen zurGetriebeverbesserung(齿轮技术-用于变速器改进的渐开线专用齿部)；Springer出版社，Berlin Fleidelberg 1998；ISBN 978-3-642-63778-0
在第1.6节(“选择的渐开线齿部”)中可找到齿数在1和5之间的斜齿的小齿轮的示例(图1.6)。这些设计中的每一个均适用于水平调节装置的调节传动机构。
由于齿数小于5，齿廓重合度(Profilüberdeckung)降低到小于1的值。斜齿部相对于直齿部通常具有阶跃重合度(Sprungüberdeckung)的优点。阶跃重合度加上齿廓重合度得到总重合度。通过斜齿部确保总重合度大于1，并且由此也可以在小齿数情况下实现持续的齿接合。
齿形变位需要在一方面考虑因底部缺口造成的可能的接合干扰因素，并且在另一方面考虑齿根稳固性因素。在水平调节装置的调节传动机构的驱动齿轮中，优选地选择正向的齿形变位。
在中间齿轮的转动轴线与电动机相交、尤其与其定子相交的实施方式中，实现了特别好的空间利用。在制造技术以及运行中出现的机械负荷方面特别有利的设计方案中，调节传动机构的壳体元件具有孔以及柱塞部，其中，用于支承驱动齿轮的轴承外圈保持在孔中，并且中间齿轮的支承部的至少一个轴承内圈保持在柱塞部上。
根据另一可能的实施方式，调节传动机构的两个彼此固定连接的壳体元件分别具有孔，孔也理解为盲孔状的凹部，其中，在两个孔的每个孔中保持有滚动轴承的用于支承驱动齿轮的滚动轴承的轴承外圈，并且所述壳体元件中的刚好一个壳体元件具有柱塞部，中间齿轮的支承部、尤其滚动支承部的至少一个轴承内圈保持在柱塞部上。在这种情况下，中间齿轮的旋转轴线优选与电动机不相交。
在两种实施方式中，中间齿轮的支承部、尤其滚动支承部优选完全地位于中间齿轮的两个端侧之间、即由中间齿轮形成的、至少近似圆柱形的空腔之内。与此不同地，驱动齿轮优选通过轴承、尤其滚动轴承得到支承，轴承分别位于驱动齿轮的端侧之前。换句话说：驱动齿轮的齿部沿轴向位于两个轴承之间，驱动齿轮借助这些轴承得到支承。原则上，悬臂式的支承也是可能的，即仅在驱动齿轮的一个端侧上、即面对电动机的一侧上支承。
中间齿轮的齿数优选小于从动齿轮的齿数，但是大于驱动齿轮的齿数。根据给定的结构空间比例，也可实现中间齿轮是三个齿轮中最大的齿轮的实施方式。通常齿轮的齿数尤其根据车轮负荷来匹配要求。在中间齿轮的情况中，结构空间比例是决定性的。
调节传动机构的总传动比优选最小为10并且最大为100，这主要通过驱动齿轮的小的齿数实现。在此考虑，在水平调节装置的电驱动单元的几何尺寸相同的情况下，传动比在10和25之间主要针对车轮负荷较小至中等的车辆，并且传动比在25和100之间主要针对车轮负荷高的车辆。
在优选的设计方案中，调节传动机构的从动齿轮直接地包围丝杠传动装置、尤其滚珠丝杠传动装置的螺母。可选地，从动齿轮和丝杠传动装置的螺母的功能通过单一的构件实现。
水平调节装置适用于轿车以及货车。在两种情况下，车辆的唯一的车桥或多个车桥可以配备水平调节装置、尤其呈水平调整设备形式的水平调节装置。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的两个实施例。附图为：
图1示出了机电式的水平调节装置的第一实施例的剖视图，
图2示出了根据图1的装置的细节图，
图3至图5示出了根据图1的水平调节装置的调节传动机构的齿轮的不同视图，
图6类似图1地示出了机电式的水平调节装置的第二实施例的视图。
具体实施方式
总体上通过附图标记1表示的机电式的水平调节装置应用在机动车中、尤其应用在轿车中。水平调节装置1的原理性功能参见开头引用的现有技术。
图1至图5涉及用于前桥的水平调节装置1，图6涉及用于机动车的后桥的水平调节装置1。在所有附图中，用相同的附图标记表示彼此相应的或原则上作用相同的部件。如果没有相反说明，下面的描述涉及两个实施例。
水平调节装置1包括丝杠传动装置2，即滚珠丝杠传动装置，经由下面将详细描述的调节传动机构3由电动机4操作丝杠传动装置。调节传动机构3的壳体5与弹簧座6以及与套筒7固定连接。滚动轴承8支撑在套筒7上以及壳体5上，在这种情况下，滚动轴承设计成圆锥滚子轴承并且用于支承属于丝杠传动装置2的螺母9。在丝杠传动装置2运行中，滚珠在螺母9的螺旋形缠绕的滚珠运行轨道10中滚动，滚珠同时接触同样属于丝杠传动装置2的空心的丝杠11。丝杠11能移动地、但是不能转动地被引导在套筒7中，并且丝杠与减振管12固定连接。波纹管13用于在减振管12和壳体5之间的密封。
调节传动机构3构造成三轮链，三轮链由驱动齿轮14、中间齿轮15和从动齿轮16构成。三个齿轮14、15、16的转动轴线用D14、D15和D16表示。驱动齿轮14的转动轴线D14与电动机4的轴线相同。电动机4的由17表示的电动机轴经由离合器18与驱动齿轮14抗旋转地耦联。属于离合器18的由19表示的离合器元件与驱动齿轮14固定连接或相同。离合器元件19借助球轴承20支承在壳体5中。在此，球轴承20的外圈21被置入孔22中，孔形成在壳体5的壳体元件23中。为了支承电动机轴17设有另一球轴承24。替代地，两个球轴承20、24的功能通过唯一的轴承、尤其滚动轴承来承担。驱动齿轮14的远离电动机4的端部通过另一球轴承25支承在壳体5中。因此，两个球轴承20、25分别设置在驱动齿轮14的端侧。
驱动齿轮14构造成仅具有三个齿的斜齿齿轮。通过驱动齿轮14驱动的中间齿轮15具有相对大的齿数并且支承在柱塞部26上，在根据图1的实施例中，柱塞部由壳体元件23形成。而在根据图6的实施例中，柱塞部26由壳体元件35形成，球轴承25容纳在壳体元件中。
在两种情况下，两个滚动轴承27、28、即球轴承位于柱塞部26上。滚动轴承27、28的内圈由29、30表示，其中，中隔圈31位于滚动轴承27、28的两个内圈29、30之间，借此使两个内圈以限定的方式彼此保持间距。滚动轴承27、28的相应的外圈32、33被置入到中间齿轮15中的中心开口34中。
仅在根据图1的实施例中，中间齿轮15的转动轴线D15相交于电动机4。而在图6的情况下，中间齿轮15的转动轴线D15在电动机4旁经过。在两种情况下，所有的转动轴线D14、D15、D16彼此平行地布置，其中，从动齿轮16的转动轴线D16与减振管12以及套筒7的中轴线相同。不同于中间齿轮15，从动齿轮16不具有自己的支承部。相反地，从动齿轮16与螺母9固定连接，其中，从动齿轮直接地包围螺母。
从动齿轮16是三个齿轮14、15、16中的最大的齿轮。调节传动机构3的传动比通过在从动齿轮16的齿数和驱动齿轮14的齿数之间的比例得出并且在这些情况下为70/3＝23.33。根据图1的调节传动机构3在整个水平调节装置1内部仅需要非常小的结构空间。而在图6的情况下，调节传动机构3的伸展与现有的环境结构匹配地在径向上稍微增大。在两种情况下，调节传动机构3的在关于转动轴线D14、D15和D16的轴向上的紧凑结构也具有优点，即尽可能避免了不期望的力和倾斜力矩。同样地，也实现了特别高的稳固性，这涉及摇摆振动的影响。水平调节装置1尤其能用作水平调整设备的构件。
附图标记列表
1 水平调节装置
2 丝杠传动装置
3 调节传动机构
4 电动机
5 壳体
6 弹簧座
7 套筒
8 滚动轴承
9 螺母
10 滚珠运行轨道
11 丝杠
12 减振管
13 波纹管
14 驱动齿轮
15 中间齿轮
16 从动齿轮
17 电动机轴
18 离合器
19 离合器元件
20 球轴承
21 外圈
22 孔
23 壳体元件
24 球轴承
25 球轴承
26 柱塞部
27 滚动轴承
28 滚动轴承
29 内圈
30 内圈
31 中隔圈
32 外圈
33 外圈
34 中心开口
35 壳体元件
D14 驱动齿轮的转动轴线
D15 中间齿轮的转动轴线
D16 从动齿轮的转动轴线

Claims (9)

1.用于机动车的机电式的水平调节装置，所述水平调节装置具有电动机(4)和调节传动机构(3)，所述调节传动机构连接在丝杠传动装置(2)之前，其特征在于，所述调节传动机构(3)由三个依次连接的、具有彼此平行的转动轴线(D14、D15、D16)的齿轮(14、15、16)构成，其中，齿数最小为一并且最大为五的驱动齿轮(14)抗旋转地与所述电动机(4)的电动机轴(17)耦联并且与中间齿轮(15)啮合，所述中间齿轮与从动齿轮(16)啮合，所述从动齿轮抗旋转地与所述丝杠传动装置(2)的螺母(9)连接。
2.根据权利要求1所述的水平调节装置，其特征在于，所述三个齿轮(14、15、16)构造成斜齿齿轮。
3.根据权利要求2所述的水平调节装置，其特征在于，所述齿轮(14、15、16)具有倾斜角，通过所述倾斜角实现总重合度大于1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水平调节装置，其特征在于，所述中间齿轮(15)的转动轴线(D15)与所述电动机(4)相交、尤其与其定子相交。
5.根据权利要求4所述的水平调节装置，其特征在于，所述调节传动机构(3)的壳体元件(23)具有孔(22)以及柱塞部(26)，其中，用于支承所述驱动齿轮(14)的轴承外圈(21)保持在所述孔(22)中，并且所述中间齿轮(15)的支承部的至少一个轴承内圈(29、30)保持在所述柱塞部(26)上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的水平调节装置，其特征在于，所述调节传动机构(3)的两个壳体元件(23、35)分别具有孔(22)，在所述孔中保持有用于支承所述驱动齿轮(14)的滚动轴承(20、25)的轴承外圈(21)，并且所述壳体元件中的一个壳体元件(23)具有柱塞部(26)，所述中间齿轮(15)的支承部的至少一个轴承内圈(29、30)保持在所述柱塞部上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水平调节装置，其特征在于，所述中间齿轮(15)的齿数小于所述从动齿轮(16)的齿数并且大于所述驱动齿轮(14)的齿数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的水平调节装置，其特征在于，所述调节传动机构(3)的总传动比最小为10并且最大为100。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的水平调节装置，其特征在于，所述从动齿轮(16)直接地包围所述丝杠传动装置(2)的螺母(9)，并且所述丝杠传动装置构造成滚珠丝杠传动装置。
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