CN117062995A - 应用于机动车的电动驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于机动车的电动驱动单元，其配备有电机(4)，该电机具有横截面基本上呈圆形的输出轴(5)，该电动驱动单元还配备有被安装在输出轴(5)上的、优选由塑料制成的驱动元件(6)。输出轴(5)在至少一个通风孔(10)被界定的情况下接合到驱动元件(6)的接纳孔(9)中。根据本发明，输出轴(5)在一个变型方案中至少在接纳孔(9)的接合区域(E)中具有两个彼此间隔开的、沿轴向延伸的、弓弦状延伸的接片(11)。驱动元件(6)的突出部(13)接合到接片(11)之间，以实现转动联接。此外，两个接片(11)在外边缘侧分别形成通风孔(10)。

Description

应用于机动车的电动驱动单元

技术领域

本发明涉及一种应用于机动车的电动驱动单元，该电动驱动单元包括电机，该电机具有横截面基本上呈圆形的输出轴，该电动驱动单元还包括被安装在输出轴上的、优选由塑料制成的、例如作为传动机构的组成部分的驱动元件，其中，输出轴在至少一个通风孔被界定的情况下接合到驱动元件的接纳孔中。

背景技术

这种应用于机动车的电动驱动单元示例性地并且非限制性地作为调节驱动装置使用在机动车锁中或机动车锁处，以用于调节机动车座椅、前照灯、后视镜或也结合车窗升降器使用。因此，相关的电动驱动单元的电机典型地以12V、24V或48V的低直流电压运行。然而，为了能够实现和实施部分地用力较大的调节运动，电机的快速运转的输出轴的转动运动借助于通常设置在下游的并且通常包括驱动元件的传动机构来传递。这样的驱动元件例如可以是蜗杆，该蜗杆与蜗轮一起形成和界定所述的传动机构。这种蜗轮蜗杆传动机构结合机动车技术的应用情况是普遍已知的，对此仅示例性地指出DE 10 2009 036 834 A1或DE 103 60 419A1。

因为借助于传动机构或驱动元件部分地传递相对高的力，所以在输出轴与驱动元件(由塑料制成)的接纳孔之间的结构上的连接是特别重要的。实际上，在此已经证实有利的是，输出轴的横截面具有D形形状。这种设计也被称为D型(D-Cut)，如DE 10 2013 010461 A1所说明的那样。实际上，输出轴在该位置上配备有至少一个以沟槽的形式的凹部。设计成蜗杆或者说蜗轮形式的驱动元件以突出部——在实现形锁合的连接的情况下——接合到沟槽中。

在此，沟槽平行于输出轴的转动轴线延伸。通常在输出轴中甚至实现三个沟槽，这些沟槽平行地延伸。蜗轮或蜗杆作为由塑料制成的驱动元件借助于三个突出部接合到相关的沟槽中。当蜗杆或蜗轮由塑料制成时，以这种方式也可以传递总体上更大的力。此外，由此应避免输出轴在操纵时刮擦到由塑料制成的驱动元件或蜗轮中。

在根据JP 2005-265169 A的这种现有技术中，电动驱动单元结合被安装在机动车内部的CD播放器使用。为了在此不仅在金属输出轴与由塑料制成的蜗杆之间提供完好的连接，而且吸收蜗杆或蜗轮的由温度引起的变形，附加地实现通风孔。以这种方式可以可靠地防止接合区域中的由塑料制成的驱动元件或蜗杆的可能变形。这原则上被证实为有利的。

然而，现有技术允许进一步改进。因此，通风孔在所述类型的教导中相对较小，从而在运行中在由塑料制成的驱动元件或蜗杆中仍然可以发生变形。此外，在已知的教导中，在输出轴与驱动元件之间的联接通过压配合实现。这种压配合可能在高转矩负荷的情况下发生剪切，或者会导致在DE 10 2013 010 461A1的范围内已经描述的、输出轴在接合区域中“刮擦到”驱动元件中。在此本发明要提供总的补救措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，进一步改进这种应用于机动车的电动驱动单元，使得在没有机械损伤的危险的情况下提供一种无问题的不能相对转动的联接，同时无问题地克服可能在运行中出现的温度效应。

为了解决该技术问题，本发明在第一变型方案中在应用于机动车的这种类型的电动驱动单元中提出，输出轴至少在接纳孔的接合区域中具有两个彼此间隔开的、沿轴向延伸的、横截面呈弓弦状延伸的接片/连接件，驱动元件的突出部接合到接片之间，以实现转动联接，并且接片在外边缘侧分别形成或界定通风孔。

在本发明的范围内，输出轴的一种特殊的设计方案至少在驱动元件的接纳孔的接合区域中起作用。驱动元件通常是与如在DE 10 2013 010 461A1中描述的和以图形示出的实施方式类似的蜗杆或蜗轮。当然，驱动元件的其它设计方案也是可行的并且被本发明所包括。驱动元件通常由塑料制成，但也可以构造成金属的。然而，现在首先输出轴的两个彼此间隔开且沿轴向延伸的接片是决定性的，所述接片至少在接纳孔的接合区域中实现。因为这些接片弓弦状地延伸，也就是说沿着横截面基本上呈圆形的输出轴的圆弧形弓弦延伸。由此，两个沿着圆弧形弓弦分别延伸的接片可以彼此间隔开并且在接片之间形成接纳部，驱动元件的突出部接合到该接纳部中，以实现转动联接。在此，这两个接片可以基本上彼此成角度地延伸。然而，通常观察到两个接片相对于彼此的平行延伸。

此外，在此证明有利的是，相对于横截面基本上构造为圆形的输出轴的中心点，两个接片等间距地在轴向方向上延伸。此外，接片的弓弦状的延伸显示出，接片在顶部侧终止于横截面基本上呈圆形的输出轴的周部。两个接片在底部侧可以通过弧形部相互连接。由此，两个接片与弧形部一起形成组装好的U形接片组。

现在，驱动元件上的突出部在接纳孔的接合区域中接合到输出轴的这个U形接片组中。这通常力锁合地完成以实现转动连接，并且通常甚至力锁合和形锁合地完成。相应地，突出部具有与U形接片组或与在内部形成的接纳部互补的、呈U形的突出部造型的形状。以这种方式，在一方面驱动元件上的U形突出部与另一方面输出轴在接纳区域中的U形造型之间提供特别可靠的转动联接。

此外，在U形接片组的两个接片或U形腿部的外边缘侧，以这种方式并且近似强制地分别形成通风孔。在此，该通风孔实际上自动地调整，即在接合区域中从相应接片的外边缘出发直到接纳输出轴或沿轴向方向延伸的U形接片组的接纳孔的内边缘。这两个在接片外边缘侧形成的通风孔的横截面上一般设计成圆缺形。此外，两个通风孔的横截面大多具有相同的尺寸。此外，通风孔通常关于经过横截面基本上呈圆形的输出轴的中心点延伸的轴线镜像对称地布置。

由于通风孔分别从U形接片组或其两个U形腿部的边缘开始，因此可以毫无问题地接纳和补偿接纳孔的可能由温度引起的直径变化。由此，附加地也防止了在由塑料制成的驱动元件的内部中的可能的裂纹。同样避免了输出轴的剪切并刮擦到接纳孔中。因此，可以预期根据本发明的电动驱动单元具有长的使用寿命，并且在整个使用寿命期间甚至在高负载的情况下也具有完美的功能。

在本发明的另一个第二变型方案中也观察到类似的通风孔。该变型方案规定，在这种类型的驱动单元中，输出轴至少在接纳孔的接合区域中具有D形的凸起，该D形的凸起分别在外壁侧具有通风孔。通风孔可以具有与之前类似的结构，并提供类似的优点。

实际上，例如为了实现驱动元件或在此大多使用的蜗杆典型地使用热塑性塑料、例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PA(聚酰胺)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、POM(聚甲醛)或PC(聚碳酸酯)。这种塑料可以特别容易地加工并且也具有足够的硬度，以用于结合由此构造的传动机构进行力传递或者说在大多数情况下实现的蜗杆啮合到所属的蜗轮中时进行力传递。在此，使用聚酰胺(PA)、即PA 66，也就是说特殊的同质聚酰胺被证明是特别优选的。

本发明的主题还涉及一种机动车锁、特别是机动车门锁，其有利地配备有开头所述设计的电动驱动单元。驱动单元在此可以用于实现和提供各个功能位置、如“锁定”或“防盗安全”。此外，这种电动驱动单元可以作为拉紧装置与机动车锁相结合地使用和实现。此外，这种电动驱动单元可以用作锁定驱动装置并与用于电动车辆或混合动力车辆的充电装置中的锁定执行器结合地应用和使用。

在所有这些情况下，提供了功能正确的操作，并且能够特别好地克服由温度引起的效应。结果，也能够传递较大的力。这是本发明的主要优点。

附图说明

下面根据仅仅示出一个实施例的附图详细说明本发明；其中示出：

图1示意性且示例性地示出根据本发明的应用于机动车的电动驱动单元，

图2以立体图示出形成为蜗杆的驱动元件，

图3示出根据图2的对象的截面图，

图4以立体图示出电机的替代的输出轴，

图5示出根据图4的对象的截面图。

具体实施方式

在附图中示出应用于机动车的电动驱动单元。实际上，电动驱动单元在实施例的范围内与机动车锁和特别是机动车门锁相结合地使用。实际上，电动驱动单元在根据图1的实施例的范围内并且非限制性地设计为用于在此示意性示出的锁定机构1、2的打开驱动装置，该锁定机构包括转动锁叉1和锁定爪2。为此，电动驱动单元作用于释放杆3。为了打开锁定机构1、2，释放杆3借助于电动驱动单元被加载，使得释放杆3围绕其轴沿顺时针方向摆动。

释放杆3的顺时针运动导致，释放杆3使在锁定机构1、2的闭锁位置中与转动锁叉1接合的锁定爪2围绕其轴在逆时针方向上摆动。由此，转动锁叉1被释放并且自身又可以围绕其轴沿顺时针方向摆转打开，并且释放之前捕获的并且未明确示出的挡块。同样的情况适用于带有挡块且未明确示出的机动车门。

根据本发明的电动驱动单元为此具有电机4和横截面基本上呈圆形的输出轴5，该输出轴设置在电机4的输出侧并且借助于该电机被置于快速运转的旋转中。在输出轴5上安装有驱动元件6。

根据实施例，由塑料制成的驱动元件6是蜗杆6，如其在根据图2和图4的立体图中详细示出的那样。由塑料制成的驱动元件6或者说蜗杆6与同样由塑料制成的蜗轮7啮合。蜗轮7具有操纵销8。以这种方式实现了连接到电机4上的传动机构6、7、8。

根据图1可以理解的是，蜗轮7的逆时针运动导致操纵销8在释放杆3围绕其轴进行先前已经描述的顺时针运动的意义上对释放杆3加载。由此，锁定爪2从其与转动锁叉1的接合中被抬起并且机动车门在最终效果上被释放。当然，下面还要详细描述的电动驱动单元也可以用于其它目的和应用，如其开头已经描述的那样。

根据图2至图5清楚的是，由塑料制成的驱动元件或蜗杆6不仅是传动机构6、7、8的组成部分。而且驱动元件或蜗杆6也被安装在输出轴5上，根据该实施例被套装到输出轴5上并且必要时被附加地轴向固定在输出轴上。这例如可以通过额外施加的粘接剂或以其它方式和方法实现。

为此，输出轴5接合在驱动元件或蜗杆6内部的接纳孔9中。在此，根据该实施例，接纳孔9布置在圆柱形构造的蜗杆6的中心并且在轴向方向上延伸。

根据图2和图4中的示意图可以看出，所述输出轴5在一定的轴向长度上观察接合到蜗杆6中，也就是说在界定接合区域E的情况下接合到蜗杆中。此外，在输出轴5接合到蜗杆6的接纳孔9中时，使得两侧的通风孔10被界定，根据图2至图4中的图示可以最好地看出这些通风孔。

实际上，根据本发明，横截面基本上为圆形的输出轴5在蜗杆6的接纳孔9的接合区域E中的构造基本上被如此设计和造型，使得在根据图2和图3的第一变型方案中，在该位置处实现两个轴向延伸的且横截面呈弓弦状延伸的接片11。这特别是根据图3的截面图明确显示。在该截面图中，可以看到横截面基本上呈圆形的输出轴5的中心点M。

以该中心点M为基准，两个接片11沿着圆弧形弓弦延伸。在此，两个接片11分别在顶部侧终止于相关的输出轴5的周部，并且在底部侧通过弧形部12相互连接。由此，两个接片11结合弧形部12一起形成组装好的U形接片组11、12。

此外，两个接片11根据该实施例彼此平行地延伸并且相对于相关的中心点M等间距地布置。驱动元件6的突出部13接合到这两个接片11之间。由此实现和实施了在输出轴5和驱动元件6之间的转动联接或转动连接。此外，两个接片11在外边缘侧分别形成通风孔10。实际上，接片11与接纳孔9的内壁一起用作相应通风孔10的边界。

突出部13通常力锁合和形锁合地接合到U形接片组11、12中。实际上，突出部13与U形接片组11、12互补地设计，因此构成为U形的突出部13。通风孔10的横截面设计成圆缺形。此外，两个通风孔10根据所述实施例具有相同大小的横截面并且还关于经输出轴5的中心点M延伸的轴线A镜像对称地布置。

驱动元件或蜗杆6(以及蜗轮7)通常由热塑性塑料制成。在此，特别是塑料如聚酰胺和特别是同质聚酰胺被证明是特别有利的。与此相应地，电机4的输出轴5通常构造成金属的。为了将蜗杆6与输出轴5相结合，该蜗杆被推装到输出轴5上，从而沿输出轴5的转动方向存在形锁合的连接。两个接片11或者说U形接片组11、12在蜗杆6的接纳孔9的接合区域E中通常通过输出轴5的变形成型在输出轴5上产生。

对于根据图4和图5的第二变型方案也观察到类似的优点和效果。在此，输出轴5在接合区域E中以D形的凸起14接合到接纳孔9中。由此再次实现与蜗杆6的不能相对转动的联接。在D形凸起14的外边缘侧实现的通风孔10也用于可能的冷却。

附图标记列表：

Claims (11)

1.一种应用于机动车的电动驱动单元，所述电动驱动单元包括电机(4)，该电机具有横截面基本上呈圆形的输出轴(5)，所述电动驱动单元还包括被安装在输出轴(5)上的、优选由塑料制成的驱动元件(6)，其中，输出轴(5)在至少一个通风孔(10)被界定的情况下接合到驱动元件(6)的接纳孔(9)中，

其特征在于，

输出轴(5)至少在接纳孔(9)的接合区域(E)中具有彼此间隔开的、沿轴向延伸的、横截面呈弓弦状延伸的两个接片(11)，驱动元件(6)的突出部(13)接合到所述两个接片之间，以实现转动联接，所述两个接片在外边缘侧分别形成通风孔(10)。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，接片(11)彼此平行地延伸。

3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，相对于横截面基本上构造为圆形的输出轴(5)的中心点(M)，接片(11)等间距地在轴向方向上延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动单元，其特征在于，接片(11)在顶部侧终止于输出轴(5)的周部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动单元，其特征在于，接片(11)在底部侧通过弧形部(12)相互连接，从而形成组装好的U形接片组(11、12)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动单元，其特征在于，突出部(13)力锁合和形锁合地接合到U形接片组(11、12)中。

7.根据权利要求1的前序部分所述的驱动单元，其特征在于，输出轴(5)至少在接纳孔(9)的接合区域(E)中具有D形的凸起(14)，该凸起分别在外边缘侧具有通风孔(10)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动单元，其特征在于，通风孔(10)的横截面构造为圆缺形。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动单元，其特征在于，通风孔(10)的横截面构造为相同大小的。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动单元，其特征在于，通风孔(10)关于经过横截面基本上呈圆形的输出轴(5)的中心点(M)延伸的轴线(A)镜像对称地布置。

11.一种机动车锁、特别是机动车门锁，其具有根据权利要求1至10中任一项所述的驱动单元。