CN117120749A - 应用于机动车的电动驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于机动车的电动驱动装置，其具有：电机(1)；与电机(1)相互作用的带有凸轮成型部(5)的驱动轮(3)、特别是蜗轮(3)；可由凸轮成型部(5)加载的杆(8)。凸轮成型部(5)为了加载杆(8)而完整转动一圈(360°)。根据本发明，凸轮成型部(5)被设置用于实现多于完整转动一圈(>360°)的转动。

Description

应用于机动车的电动驱动装置

技术领域

本发明涉及一种应用于机动车的电动驱动装置，该电动驱动装置具有：电机；与电机相互作用的带有凸轮成型部/凸轮廓形部的驱动轮、特别是蜗轮；可由凸轮成型部加载的杆，其中，凸轮成型部为了加载杆而完整转动一圈(360°)。

背景技术

应用于机动车的电动驱动装置的特征在于牢固的结构和以典型为12V或24V直流电压的低压运行的可能性。由此，通常需要用于传递电机的转动运动的专门措施，以便也实现耗费力的操纵。通常如此提供这种传递，即，电机通过位于其输出轴上的蜗杆与蜗轮的外齿部啮合。此外，凸轮成型部典型地具有螺旋型线，以便能够以增大的转矩对贴靠在螺旋型线上的且可借助于凸轮成型部的螺旋型线加载的杆进行加载。

这原则上已经得到验证，因此这种电动驱动装置例如用于控制闭锁装置，如在这种类型的文献DE 197 02 420C5中所描述的那样。实际上，通过以这种方式实现的调节元件或调节驱动装置，可以实现与0°或360°、90°、180°和最终270°的蜗轮转动运动相对应的“打开”、“锁定”、“防盗”以及最终“儿童安全”的功能位置。这原则上是有利的。

此外，类似的电动驱动装置近来也与闭锁执行器的加载结合地在与电动机动车或混合动力机动车相关联的充电设备中得到使用。这种电动驱动装置的其他应用可以是用于车窗玻璃的上升和下降运动、镜调节或座椅调节。也可以由此实现盖解锁/锁定。此外，这种电动驱动装置用在机动车锁内或也用作关紧/打开驱动装置。这些驱动装置的特征始终在于高速运转的电机，电机的高转速转换成相对缓慢的运动，同时力相对增加或转矩相对提高，因此传动比大。

虽然在这种情况下可以设置中间连接的传动机构。然而，传动机构增加了技术复杂性和摩擦，因此通常被避免并且不被认为是有利的。然而，一如既往地且不变地力求，希望提高迄今已经提供的传动比。为此目前没有结构简单且成本低廉的解决方案可供使用。在此本发明总体上作出补救。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，进一步开发这种应用于机动车的电机驱动装置，使得在结构简单且成本低廉的同时提供增大的传动比。

为了解决该技术问题，本发明在这种类型的应用于机动车的电动驱动装置中提出，凸轮成型部被设置用于实现多于完整转动一圈(>360°)的转动。

为了在这种情况下不会发生与位置固定的止挡件的可能碰撞，凸轮成型部典型地配备有弹性/柔性的止挡件。止挡件通常是与驱动轮、特别是蜗轮相互作用的拉紧件。有利地，驱动轮构造为蜗轮。此外可设想，驱动轮构造为齿轮或类似结构。

本发明首先从如下认识出发，即，在凸轮成型部方面实现多于完整转动一圈的转动可被用于或实现，使得借助于凸轮成型部可将与现有技术相比再次提高的传动比传递到杆上。由此，杆能够以相比于现有技术提高的转矩实施期望的调节运动。在此，这可以是机动车锁内部的功能状态的表示、机动车门处的关紧或打开运动、机动车窗的抬起或下降等，仅列举几个应用实例。

为了使电动驱动装置仍然可以在所属的调节运动结束之后被制动和停止，实现了弹性的止挡件。也就是说，不会发生驱动装置的可能的“空转运动”。因为借助于这种弹性的止挡件，凸轮成型部的大于360°的预期转动能够无问题地在实践中实现，更确切地说，不必担心与位置固定的止挡件的可能的碰撞。相反地，有利地构造为与驱动轮、特别是蜗轮相互作用的拉紧件的止挡件是一种能够在凸轮成型部的调节运动结束时或者也在逆向运动之后的开始时制动凸轮成型部并且由此制动驱动轮、特别是蜗轮的可靠机构。由于拉紧件的弹性，该制动过程与“硬止挡”相比也被视为“软的”，从而这种特征还具有附加优点，即，避免由于硬止挡引起的电动驱动装置的可能损坏。

根据有利的设计方案，拉紧件一方面固定在驱动轮、特别是蜗轮上，另一方面固定在位置固定的止挡件上。此外，驱动轮、特别是蜗轮有利地具有用于拉紧件的引导成型部。因此借助于引导成型部可以使拉紧件例如仿佛“卷绕”在驱动轮、特别是蜗轮上。为了在该部位处不发生与凸轮成型部的碰撞，此外如此进行设计，即，引导成型部与凸轮成型部相对置地设置和布置在驱动轮、特别是蜗轮处。

也就是说，凸轮成型部和贴靠在凸轮成型部上的且与凸轮成型部相互作用的、用于加载预期的调节元件的杆位于驱动轮、特别是蜗轮的一侧上，例如在驱动轮的上侧或正面上。与此相应地，驱动轮、特别是蜗轮的背侧典型地配备有引导成型部。因为拉紧件以一端连接在驱动轮上，特别是连接在蜗轮上，更确切地说，通常与引导成型部相邻或甚至连接在引导成型部上，所以驱动轮、特别是蜗轮的转动运动导致拉紧件围绕所述引导成型部贴靠在蜗轮上，并且由此仿佛卷绕在驱动轮、特别是蜗轮上。

在这种情况下，如果拉紧件构造为带状，则这被证明是特别有利的。原则上，拉紧件也可以是弹簧、例如螺旋弹簧。但本发明通常采用带状的拉紧件，该拉紧件除此之外并且典型地允许高于20％、优选高于50％的弹性长度变化。也就是说，带状拉紧件在其长度上可以延长或伸长高于20％、高于50％或者更多，而且在该部位上不会出现损坏。

为此目的，拉紧件有利地完全地或部分地由弹性材料制成。在此，例如弹性的塑料、如弹性体已证实为是特别有利的。原则上，拉紧件也可以由织物制成。此外，无疑也可以考虑例如弹性体与织物的组合物。

凸轮成型部通常具有用于杆的、优选靠近轴的凹部。也就是说，凹部靠近或邻近驱动轮的、特别是蜗轮的轴。从该凹部中通常延伸出凸轮成型部的螺旋型线或螺旋成型部。在此，螺旋型线或螺旋成型部描述了围绕驱动轮、特别是蜗轮的之前已经提到的轴的多于完整转动一圈的转动。

如果凸轮成型部布置在如下平面中，凸轮成型部在该平面中具有所述的螺旋型线，该螺旋型线随着径向距离的增大而作用到杆上以加载调节元件。但原则上在该位置上也可以实现如下的螺旋成型部，该螺旋成型部相比于驱动轮/蜗轮的轴盘旋状地延伸并且以这种方式实现围绕轴的多于完整转动一圈的转动。螺旋成型部的这种盘旋状的设计意味着，螺旋成型部以及凸轮成型部随着该螺旋成型部整体上是立体的或者说三维的形状。在这种情况下，盘旋状的螺旋成型部再次用于，使得与之相互作用的杆被螺旋成型部加载，以便使调节元件开始预期的运动。

结果是，提供了一种应用于机动车的电动驱动装置，该电动驱动装置由于其凸轮成型部的方案能够实现多于完整转动一圈的转动，并能够特别是将高的传动比从电机出发经由驱动轮、特别是蜗轮和凸轮成型部传递到杆上，以加载预期的调节元件。例如，杆可以间接地或直接地连接在转动锁叉上，以便在关紧运动的意义上加载该转动锁叉并因此关紧所属的机动车门。当然也可以考虑其他的、开头已经描述的应用。

因此，本发明的附加主题是一种机动车锁、特别是机动车门锁，其配备有这种电动驱动装置。在此，驱动装置可以用于能够电动打开相关的机动车锁。这间接地通过对释放杆的操纵或直接地通过直接对锁定爪的加载来实现。此外，借助于相关的驱动装置可以单个地或组合地接入和实现锁功能，如儿童安全、防盗安全、中央闭锁功能等。

驱动轮、特别是蜗轮通常构造为注塑件，从而可以特别简单且成本低廉地制造包括凸轮成型部的驱动轮、特别是蜗轮。在此，由金属或塑料制成的实施方式已经证实是有效的。因此与构造成带状的拉紧件的弹性止挡件相结合地提供并实现了一种结构上特别简单的构造，该构造此外仅带来小的制造成本。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1A和图1B示出根据本发明的电动驱动装置在两个不同的功能位置中的前视图，

图2A至图2C示出根据图1A和图1B的电动驱动装置的后视图。

具体实施方式

在附图中示出应用于机动车的电动驱动装置。为此，相应的驱动装置具有顺序地并且典型地以例如12V、24V或48V的低直流电压运行的电机1。电机1具有布置在其输出轴上的输出蜗杆2，该输出蜗杆与蜗轮3的外侧齿部啮合。因此，蜗轮3能够执行特别是在图1A和图1B中示出的围绕其轴4的逆时针运动。根据图1A和图1B的前视图中的逆时针运动对应于根据图2A至图2C的后视图中的顺时针运动。原则上，当然也可以考虑在前视图中的顺时针运动和在后视图中相应的逆时针运动。

蜗轮3配备有螺旋形的凸轮成型部5。凸轮成型部5一方面具有靠近轴的凹部6并且另一方面具有螺旋型线7。在此，螺旋型线7从凹部6出发并且其特征在于在操纵方向上(根据图1A和图1B的前视图中的逆时针方向)增大的半径，从而借助于凸轮成型部5加载的杆8经受增加的转矩加载。实际上，杆8是例如由塑料或金属制成的双臂杆，该双臂杆以能围绕根据该实施例位于中间的轴9转动的方式支承在壳体中。壳体可以是机动车锁或关紧驱动装置、车窗升降器驱动装置、舱盖驱动装置等的壳体。

根据该实施例，借助于杆8加载调节元件10。在关紧驱动装置的情况下，调节元件10可以是之前已经提到的机动车门锁的未明确示出的转动锁叉。原则上，调节元件10也可以是可上升和下降的车窗玻璃、机动车门、机动车舱盖等。为此目的，杆8能够实施在图1B中表明的调节运动，所述调节运动根据实施例与下述情况对应，即，杆8从其在图1A中的初始位置出发顺时针围绕其轴9摆动，如在比较图1A和图1B时可理解的那样。

根据本发明的特征此时在于，用于加载杆8的凸轮成型部5不仅可实施完整转动一圈的360°的运动，如在比较图1A和图1B时可理解的那样。实际上，在图1A中示出凸轮成型部5的相应于0°的初始位置，而在图1B中呈现出凸轮成型部5的终点位置，该终点位置对应于大于360°的角度。实际上，在所示的示例情况下，完成总共几乎400°的角度，即360°加上大约35°。当然，这仅是示例性的，而绝不是限制性的。

也就是说，凸轮成型部5根据本发明被设置用于实现围绕蜗轮3的所属的轴4多于完整转动一圈的超过360°的转动。为了实现和实施上述转动，具体来说，双臂杆8的一个臂8a伸入到凸轮成型部5的之前已经提到的凹部6中。双臂杆8的另一臂8b与此相对地并且符合期望地加载仅简略示出的调节元件10，更确切地说间接地或直接地加载调节元件。调节元件10可以是之前已经提到的转动锁叉、车窗玻璃、机动车门等。

从根据图1A的原始位置以及凸轮成型部5的0°的调节角度出发，蜗轮3以及因此凸轮成型部5围绕轴4沿逆时针方向的转动运动现在导致，凸轮成型部5的螺旋型线7抵靠杆8的臂8a移动。在所示的示例情况下，凸轮成型部5以及因此螺旋型线7在平行于蜗轮3的平面中延伸。由于螺旋型线7与蜗轮3的轴4的间距增大，杆8的臂8a越来越多地围绕轴9摆动，更确切地说顺时针摆动，并且由此使调节元件10受到预期加载。

由于在该过程中凸轮成型部5完成多于完整转动一圈的超过360°的转动，可总体上提高由电机1提供的传动比，利用该传动比最终能实现加载杆8。为了在这种运动结束时仍然能够目标精确地制动和停止电机1，附加地实现了弹性的止挡件11，借助于根据图2A至图2C的后视图能够理解该止挡件。

实际上，止挡件11构造为与蜗轮3相互作用的拉紧件11。为此，拉紧件11一方面固定在蜗轮3上，另一方面固定在位置固定的止挡件12上。此外，蜗轮3具有用于拉紧件11的引导成型部13。在该实施例中，引导成型部13是环或环形成型部，该环或环形成型部以间隔开的方式围绕蜗轮3的轴4。可以看出，拉紧件11的一个端部固定在引导成型部13上或者说接合到引导成型部13中，相反，拉紧件11的另一端部连接在位置固定的止挡件12上。

在此，总体上还如此进行设计，使得凸轮成型部5布置并且定位在蜗轮3的前侧或者说上侧上，在观察图1A和图1B时可看到所述前侧或者说上侧。与之相对地，引导成型部13位于蜗轮3的后侧，如根据图2A至图2C的后视图所示。凸轮成型部5和引导成型部13整体上与蜗轮3作为例如注塑件一体地制成。该蜗轮可以由塑料和/或金属制成。

于是，根据图2A至图2C还看到，拉紧件11带状地构造。此外，带状的拉紧件11允许高于20％、优选50％以上的弹性长度变化。也就是说，在带状的拉紧件11被轴向加载时，该拉紧件的长度能够增大高于20％、优选甚至增大50％以上，但该拉紧件在轴向加载结束之后仍可弹性地且无损坏地返回其初始状态。为此，拉紧件11完全地或部分地由弹性材料制成。在此，该弹性材料可以是弹性体塑料、例如NR(天然橡胶)。原则上，在此也可考虑织物或组合物。

无论如何，借助于逆时针运动的凸轮成型部5对杆8的在图1A和图1B中以前视图示出的加载导致，在根据图2A至图2C的后视图中可以理解蜗轮3的相应的顺时针运动。这时顺时针运动对应于，拉紧件11在此在周向侧贴靠到环形的引导成型部13上并且仿佛卷绕在引导成型部13上，如按照图2A至图2C的顺序可理解的那样。这原则上也适用于蜗轮3完成逆时针方向的逆向运动。

未示出的另一可能性是，凸轮成型部5不具有在平面中定向的螺旋型线7，而是代替地配备有盘旋状延伸的螺旋成型部。在这种情况下，杆8的配备有凸轮成型部5的臂8a例如可以配备有滚子，该滚子跟随凸轮成型部5的盘旋状的螺旋成型部。在这种情况下，双臂杆8不进行围绕其轴9的摆动运动，而是相反地围绕位于图平面中的轴向上运动，因此使得另一臂8b执行向下运动，该向下运动又可被传递到调节元件10上。

附图标记列表：

Claims (11)

1.一种应用于机动车的电动驱动装置，所述电动驱动装置具有：电机(1)；与电机(1)相互作用的带有凸轮成型部(5)的驱动轮(3)、特别是蜗轮(3)；可由凸轮成型部(5)加载的杆(8)，其中，凸轮成型部(5)为了对杆(8)进行加载而完整转动一圈(360°)，

其特征在于，

凸轮成型部(5)被设置用于实现多于完整转动一圈(>360°)的转动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，凸轮成型部(5)配备有弹性的止挡件(11)。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，止挡件(11)构造为与驱动轮(3)——特别是蜗轮(3)——相互作用的拉紧件(11)。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，拉紧件(11)一方面固定在驱动轮(3)——特别是蜗轮(3)——上，另一方面固定在位置固定的止挡件(12)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，驱动轮——特别是蜗轮(3)——具有用于拉紧件(11)的引导成型部(13)。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，引导成型部(13)与凸轮成型部(5)相对置地设置在蜗轮(3)上。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，拉紧件(11)带状地构造并且允许高于20％——优选50％以上——的弹性长度变化。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的驱动装置，其特征在于，拉紧件(11)完全地或部分地由弹性材料——例如弹性体、织物或组合物——制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置，其特征在于，凸轮成型部(5)具有用于杆(8)的——优选靠近轴的——凹部(6)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其特征在于，凸轮成型部(5)具有螺旋型线(7)，该螺旋型线描述了围绕轴(4)的多于完整转动一圈的转动。

11.一种机动车锁、特别是机动车门锁，其特征在于，设有根据权利要求1至10中任一项所述的电动驱动装置。