CN117940647A - 应用于机动车的驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于机动车的驱动单元，其装备有：电动的驱动装置(7至15)；在端部上安置在驱动装置(7至15)上的且由该驱动装置加载的操纵杆(7)。驱动装置(7至15)偏心地作用于操纵杆(7)，其中，为此驱动装置(7至15)的驱动凸轮(9)接合到操纵杆(7)的驱动凹部(10)中。还设有接合到在操纵杆(7)中的引导凹部(12)中的引导凸轮(11)。驱动凸轮(9)和引导凸轮(11)布置在电动的驱动装置(7至15)的驱动轮(15)上。根据本发明，电动的驱动装置(7至15)具有至少一个渐开线传动级(14a、15a)。

Description

应用于机动车的驱动单元

技术领域

本发明涉及一种应用于机动车的驱动单元，其包括：电动的驱动装置；在端部上安置在驱动装置上的且由该驱动装置加载的操纵杆，其中，驱动装置偏心地作用于操纵杆，为此驱动装置的驱动凸轮/凸起接合到操纵杆的驱动凹部中，其中，还设有接合到在操纵杆中的引导凹部中的引导凸轮，其中，驱动凸轮和引导凸轮布置在电动的驱动装置的驱动轮上。

背景技术

应用于机动车的驱动单元以多种方式和方法使用。该驱动单元例如且不限于包括用于机动车门的关闭装置和/或打开装置，如其在WO 2015/024555 A1中详细描述的那样。借助这种关闭装置，车辆舱盖、车辆侧门、发动机罩等例如可以从预关闭位置在主关闭位置中克服环绕的门橡胶密封部的力被关紧。通常还可以借助这种驱动单元实现用于打开这种舱盖、罩或侧门的打开装置。

另一种用于机动车技术的驱动单元的应用情况在DE 197 37 996 A1中描述。在此，驱动单元用于使锁止楔支座借助那里的电动驱动装置线性移位。锁止楔以已知的方式和方法与机动车门锁相互作用，机动车门锁自身又安装在机动车门中或上。以这种方式可以实现电动的关闭辅助。

除了用于机动车技术的应用的这种驱动单元以所描述的方式用作所属的机动车舱盖、机动车罩、机动车侧门等的类似的打开辅助或关闭辅助之外，当然还可以以其他方式使用这种驱动单元。这种驱动单元例如还可以与窗玻璃起落摇把相关联，并且用作反光镜调节装置、座椅调节装置等。此外，在机动车锁内部的应用可以如下考虑并且明确地包括，借助驱动单元以电的方式打开由转动锁叉和锁定爪组成的锁定机构。

所有描述的应用情况的特点在于，电动驱动装置通常以在机动车中提供的例如12V的低直流电压运行并且因此在其功率方面受限。在实践中以下述方式考虑这种情况，即，下游的传动装置或操纵杆的专门设计引起在电动驱动装置的输出侧的转矩的升高，以便可以实现和实施所描述的关闭过程和打开过程，该关闭过程和打开过程可能需要较大的力。这在一定程度上以可观的设计成本为前提。

出于这个原因，根据DE 10 2019 119 876 A1的这种类型的现有技术使用操纵杆，其借助双凸轮组件来加载。即操纵杆借助驱动凸轮和附加的引导凸轮来加载。由此总体而言降低了设计成本。同时可以根据需要借助驱动凸轮将高转矩传递至操纵杆，这是因为该转矩最终与相关的驱动凸轮在驱动凹部中的接触点和以这种方式确定的在驱动凸轮与操纵杆之间的力方向相关。因此，所实现的转矩总体而言还可以可变地根据几何形状设计来预先给定。附加设置的引导凸轮始终用于，操纵杆在此同时且保持不变地正确地被引导和复位。

为此不需要弹簧和附加的引导件或导轨。具有与所属的凹部相关联的两个凸轮的设计方案总体而言导致了，操纵杆无间隙地或者几乎无间隙地被引导。这原则上已经证明是有利的。

类似的且同样类型的现有技术在EP 2 163 715 A1中描述。在这种情况下还可以使用操纵杆的双凸轮操控机构，以便最终可以打开所属的机动车锁的锁定机构。

这种现有技术原则上已经证明是有利的，但仍提供改善空间。因此已知的驱动单元开启了下述可能性方案：可以利用正确引导且在一定限度内变化的转矩加载操纵杆。然而某些要求在实践中始终尚待解决，这些要求旨在，进一步降低设计成本以及这种驱动单元的部件数量和因此重量。实际上大多如此工作，使得具有双凸轮构造的驱动轮经由多个传动级借助电机来加载。多个传动级用于使作为驱动单元的组成部分的驱动电机的快速进行的转动被减速并且在驱动轮上提供了所需的转矩。这在结构设计方面是复杂的。

发明内容

因此基于上述技术问题，本发明的目的是，如此研发这种驱动单元，使得相对于此前的现有技术再次降低设计成本。

为了解决该技术问题，本发明关于这种类型的应用于机动车的驱动单元提出，电动驱动装置具有至少一个渐开线传动级。

通常如此规定，使得仅实现唯一的渐开线传动级。在此，该渐开线传动级有利地位于电机的输出轴上的蜗杆与驱动轮之间。这就是说，应用于机动车的驱动单元根据本发明仅减少为具有在电机的输出轴上的蜗杆的电机和驱动轮，该驱动轮具有两个凸轮。由此提供了特别紧凑的构造型式，其同时能够在操纵杆的输出侧提供很大的转矩，该转矩此前在这种紧凑结构中被认为是不可能的。

这基本上可以归因于，在此处至少一个或唯一的渐开线传动级在电机的输出轴上的蜗杆与驱动轮之间实现。这种渐开线传动级开启了较大的传动比扩展的可能性。实际上在示例情况下可以借助这种渐开线传动级提供减速比，提供10比1、20比1、特别是甚至30比1和更大的值。这就是说，在30比1的减速比的示例情况下，电机的输出轴和因此位于输出轴上的蜗杆的30转被减速为驱动轮的仅1转。原则上，减速比的甚至更高的值可以达到50比1或更大并且由本发明包括。这全都借助唯一的渐开线传动级实现，这就是说通过在电机的输出轴上的蜗杆与驱动轮的接合实现。从而在驱动轮上提供高转矩，该高转矩借助两个凸轮无间隙地或者几乎无间隙地被传递至操纵杆，而无需附加的用于复位的弹簧、其他的引导部等。这是本发明的主要优点。

详细地采用如下设计方案，即，驱动轮在其外周上具有相对于其转动轴倾斜的渐开线齿。因此，该倾斜的渐开线齿限定了驱动轮的周向侧的渐开线齿部。蜗杆同样具有多个渐开线齿，该渐开线齿如此倾斜，使得至少一个渐开线齿可以总是相应地接合到驱动轮的外周侧的渐开线齿部中。

在此，一个实施方式被证明是特别有利的，在该实施方式中蜗杆在周向侧/沿周面且在其纵向长度上装备有最多三个渐开线齿。在此，最多三个渐开线齿再次如此倾斜，使得所述三个渐开线齿中的至少一个渐开线齿分别总是接合到驱动轮的外周侧的渐开线齿部中。

两个凸轮在驱动轮上的设计方案通常采用如下设计方案，即，引导凸轮和驱动凸轮构造成相对于彼此成锐角且同轴。此外在此情况下已经被证明有利的是，引导凸轮、驱动凸轮和驱动轮设计为一件式的塑料构件和特别是塑料注塑部件。由此不仅提供了重量特别优化的且无侵蚀的实施方式，而且可以根据在引导凸轮与驱动凸轮之间的锐角在需要的情况下改变从驱动凸轮传递至操纵杆的转矩。出于前面已经描述的原因，这一点最终取决于，由驱动凸轮在所属的驱动凹部中的接触点中形成的力方向相对于操纵杆如何定向。

此外被证明有利的是，蜗杆和操纵杆同样分别设计为塑料构件和特别是塑料注塑部件。由此，再次提供无侵蚀的且重量优化的实施方式，该实施方式此外可以成本特别经济地且目标精确地制造。

已经被证明特别有利的是，电动驱动单元布置在驱动装置壳体的干腔壳体部件中。这种设计方案特别有利于下述情况，即，电动驱动单元是机动车锁和特别是机动车门锁的组成部分。在这种情况下，驱动装置壳体设计为锁壳体。

通常，这种锁壳体两件式地设计有所述的干腔壳体部件和湿腔壳体部件。在湿腔壳体部件中通常设有作为机动车锁的其他组成部分的主要由转动锁叉和锁定爪组成的锁定机构。通过将电动驱动单元布置在干腔壳体部件中确保了，电动驱动装置的有利地主要由塑料制成的各个组成部分被保护免受湿气以及侵入的污物、灰尘等的危害。因此，驱动装置壳体或锁壳体的干腔壳体部件通常相对于环境且因此相对于湿气、污物和灰尘严密密封。由此同时长期确保了电动驱动装置的完美的功能性以及低摩擦的运行。

本发明还涉及一种机动车锁和特别是机动车门锁，其不仅装备有之前所述的主要由转动锁叉和锁定爪组成的锁定机构，而且还装备有所述的且详细描述的驱动单元。驱动单元或电动驱动装置在这种情况下可以用于锁定机构的所谓的电打开。这就是说，操纵杆在锁定机构的闭锁状态中间接地或直接地作用于锁定爪并且用于使锁定爪从其与转动锁叉的锁定接合部离开。因此，转动锁叉可以以弹簧辅助的方式打开并且放开之前被抓住的锁挡块。所属的机动车门可以打开。

然而原则上，在机动车锁和特别是机动车门锁的内部的电动驱动装置还可以用于其他电动操纵、例如用于加载操纵杆机构，即如下进行，使得操纵杆机构例如从“闭锁”功能位置转移至“解锁”功能位置。其他功能位置、例如“防盗锁上锁/防盗锁解锁”以及“儿童锁上锁/儿童锁解锁”还可以借助在机动车锁的内部的电动驱动装置和相应设计的操纵杆链实现和实施。这是本发明的主要优点。

附图说明

下面根据示出仅一个实施例的附图详细说明本发明；图中示出：

图1以透视图示出根据本发明的驱动单元，以及

图2A和图2B详细地示出双凸轮组件。

具体实施方式

在附图中示出应用于机动车的驱动单元。根据该实施例，驱动单元未受限地是机动车锁和特别是机动车门锁的组成部分，其中可以在图1中且非常示意性地示出锁壳体1、2。锁壳体1、2根据该实施例由干腔壳体部件1和湿腔壳体部件2组成。在湿腔壳体部件2中布置有主要由转动锁叉4和锁定爪3组成的锁定机构3、4，他们根据该实施例在图1中在其闭锁状态中示出。此外可以看到，干腔壳体部件1与湿腔壳体部件2通过分隔壁5隔开，该分隔壁具有仅一个用于下面还将详细描述的操纵杆7的通孔6。在此，操纵杆7可以执行在图1中示出的纵向运动，其中，通孔6附加地装备有未示出的密封部，以便将干腔壳体部件1与湿腔壳体部件2隔开并且防止可能的湿气或灰尘或污物侵入。

实际上，操纵杆7属于电动驱动装置7、8、9、10、11、12、13、14、15。可以看到，电动驱动装置7至15装备有电机13，该电机在其输出轴上具有蜗杆14。蜗杆14与驱动轮15的外周侧的齿部啮合。驱动轮15自身又装备有驱动凸轮9，该驱动凸轮接合到操纵杆7的驱动凹部10中。此外，驱动轮15附加地还具有引导凸轮11，该引导凸轮接合到操纵杆7的引导凹部12中。最后，电动驱动装置7至15还包括联接至操纵杆7的具有所属的凹部的悬臂8，锁定爪3的栓部3a接合到该凹部中。

驱动装置7至15偏心地作用于操纵杆7。由此，操纵杆7可以在其纵向方向上执行在图1中示出的线性运动。因此，锁定爪3可以围绕其轴线旋转并且因此从其与转动锁叉4在图1中示出的锁定接合部离开，从而由此以电或电动的方式打开锁定机构3、4。

根据本发明，所示出的电动驱动装置7至15装备有至少一个渐开线传动级14a、15a。根据该实施例，在电动驱动装置7至15中实现了唯一一个渐开线传动级14a、15a，即在电机13的输出轴上的蜗杆14与驱动轮15之间。为此目的，驱动轮15在其外周上具有渐开线齿15a。在此，渐开线齿15a相对于驱动轮15的转动轴16倾斜。

蜗杆14还装备有多个渐开线齿14a。在此，渐开线齿14a如此倾斜，使得渐开线齿14a中的至少一个总是相应地接合到驱动轮15的外周侧的渐开线齿部中。借助该实施例可以看到，蜗杆14在周向侧且沿着其纵向长度装备有最多三个渐开线齿14a。

引导凸轮11和驱动凸轮9根据该实施例相对于彼此布置成锐角，如可以借助图2A和2B呈现的那样。实际上，在此处在两个凸轮9、11之间实现了在图2A中示出的锐角α。此外，两个凸轮9、11相对于彼此同轴地构成，因此驱动轮15的转动轴16用作共同的轴。

根据该实施例，引导凸轮11、驱动凸轮9和驱动轮15限定一体的或一件式的塑料构件9、11、15。相关的塑料构件9、11、15根据该实施例设计为塑料注塑部件。而且蜗杆4和操纵杆7连同悬臂8分别设计为塑料构件和特别是塑料注塑部件。由此能实现成本特别经济的制造，并且确保了，因此同样由塑料制成的渐开线齿14a、15a和由此实现的渐开线传动级14a、15a摩擦特别小地工作。此外，电动驱动装置7至15主要布置在干腔壳体部件1中并且操纵杆7相应于在图1中的图示仅穿过作为干腔壳体部件1的唯一的孔的通孔6，以便如所述的那样可以与在湿腔壳体部件2中的锁定机构3、4相互作用，这种情况用于绝大部分无磨损的运行。

借助图2A可以看到，两个凸轮9、11相对于彼此布置成锐角并且在他们之间围成角α，该角有利地可以具有20°至60°的值。此外根据该实施例，驱动凸轮9构造成椭圆形，而与此相对地引导凸轮11设计为被磨钝的椭圆形。驱动凸轮9和引导凸轮11分别具有几乎一致的外形和大致相同的尺寸，除了以下不同之处，即，引导凸轮11在其与共同的轴16或转动轴对置的端部上被磨钝。在操纵杆7上的驱动凹部10自身又圆弧状地构成，即以轴或转动轴16为基准。与此相对地，引导凹部12具有透镜形的外形。

借助在图2A和图2B中的两个不同的视图以及比较观察可以看出，在操纵杆7上的两个凹部10、12同样相对于彼此定向且布置成锐角。这在下述情况下清楚地表明，即，相应于在图2B中的图示在此可分别看到标注的对称轴和由对称轴围成的所属的锐角β。实际上，在此处设置约20°至60°的锐角β。

通过将图1和图2A、图2B进行比较而清楚地表明，两个凹部10、12布置在不同的平面中，即一方面在引导平面中和另一方面在具有覆盖部的驱动平面中。与此相对地，两个凸轮9、11同轴地且固定地彼此连接并且根据该实施例与所属的驱动轮15一起限定一体的或一件式的塑料构件9、11、15。在此，图2A示出根据图1的驱动轮15的背视图，而图2B示出属于此的前视图。

借助电动驱动装置1至15，现在可以根据驱动轮15的转动运动如下所述地加载操纵杆7，即，借助该操纵杆使锁定爪3从其与转动锁叉4的锁定接合部离开。因此，被转动锁叉4抓住的锁挡块脱开并且所属的机动车门可以被打开。以这种方式，相关的机动车锁以电的方式被打开。附图标记列表：

锁壳体1、2

干腔壳体部件1

湿腔壳体部件2

锁定机构3、4

锁定爪3

栓部3a

转动锁叉4

分隔壁5

通孔6

电动驱动装置7、8、9、10、11、12、13、14、15

操纵杆7

悬臂8

塑料构件9、11、15

驱动凸轮9

驱动凹部10

引导凸轮11

引导凹部12

电机13

输出轴/蜗杆14

渐开线传动级14a、15a

渐开线齿15a、14a

驱动轮15

转动轴16

角α

角β

Claims (10)

1.一种应用于机动车的驱动单元，所述驱动单元包括：电动的驱动装置(7至15)；在端部上安置在驱动装置(7至15)上的且由所述驱动装置加载的操纵杆(7)，其中，驱动装置(7至15)偏心地作用于操纵杆(7)，为此驱动装置(7至15)的驱动凸轮(9)接合到操纵杆(7)的驱动凹部(10)中，其中，还设有接合到在操纵杆(7)中的引导凹部(12)中的引导凸轮(11)，其中，驱动凸轮(9)和引导凸轮(11)布置在电动的驱动装置(7至15)的驱动轮(15)上，

其特征在于，

电动的驱动装置(7至15)具有至少一个渐开线传动级(14a、15a)。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，唯一的渐开线传动级(14a、15a)在电机(13)的输出轴上的蜗杆(14)与驱动轮(15)之间实现。

3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，驱动轮(15)在其外周上具有相对于其转动轴(16)倾斜的渐开线齿(15a)。

4.根据权利要求2或3所述的驱动单元，其特征在于，蜗杆(14)具有多个渐开线齿(14a)，所述多个渐开线齿如此倾斜，使得至少一个渐开线齿(14a)相应地接合到驱动轮(15)的外周侧的渐开线齿部中。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的驱动单元，其特征在于，蜗杆(14)在周向侧且在其纵向长度上装备有最多三个渐开线齿(14a)。

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，引导凸轮(11)和驱动凸轮(9)构造成相对于彼此成锐角(角α)且同轴(转动轴16)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动单元，其特征在于，引导凸轮(11)、驱动凸轮(9)和驱动轮(15)设计为一件式的塑料构件(9、11、15)、特别是塑料注塑部件。

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，蜗杆(4)和操纵杆(7)分别设计为塑料构件、特别是塑料注塑部件。

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，电动驱动单元(7至15)绝大部分布置在驱动装置壳体(1、2)的干腔壳体部件(1)中。

10.一种机动车锁、特别是机动车门锁，该机动车锁具有锁定机构(3、4)，该锁定机构主要包括转动锁叉(4)和锁定爪(3)，其特征在于根据权利要求1至9中任一项所述的驱动单元。