CN1950988A - 用于汽车伺服驱动装置的电动机和变速器－驱动单元 - Google Patents
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Abstract
用于汽车中伺服驱动装置的电动机(10)和变速器－驱动单元，该电动机具有一个支承在一个极靴(18)中的电枢轴(32)，所述极靴具有一个外罩(20)并在至少一个端面(22、24)上具有一个用于容纳电枢轴(32)轴承(30)的轴承盖(26、28)，其中，在极靴(18)上形成一个径向的成型部位(42)，该成型部位在极靴(18)完全组装后适用于径向嵌入到变速器外壳(16)的一个导轨(54)中，以便无其它连接元件地将电动机(10)固定在变速器外壳(16)上。
Description
背景技术
本发明涉及一种按照独立权利要求1和12前序部分的在汽车调节装置中使用的电动机和变速器-驱动单元。
DE 100 19 512 A1公开了一种车窗玻璃升降器传动装置。该传动装置的壳体包括一个极罐(Poltopf)和一个闭封着该极罐的壳体。在这种情况中这个封闭着极罐的壳体是一个具有一个集成的电子设备外壳的变速器外壳，其中，在这两个壳体部件之间设置一个独立的结构部件作为电刷架。该结构部件同时作为这两个壳体部件之间的密封机构。所述极罐由一个深拉的整扁的圆柱形管构成。在该管的敞开的端部处形成一个法兰盘。在该法兰盘中掏出一些用于容纳螺栓的孔。在变速器外壳的法兰盘上形成一些其中拧入所述螺栓的盲螺纹孔，这样，这两个壳体部件彼此固定连接。在极罐的法兰盘上形成的容纳机构比用于与变速器外壳连接所需的容纳机构要多。因此，这样一种极罐适合用于和具有不同配对容纳机构的不同的变速器外壳连接，然而在这种情况中电动机必须总是轴向地装入到变速器外壳中，并且予以固定。由于这个原因在这种情况中所使用的敞开式的电动机不适合无变速器外壳的使用。
本发明的优点
具有权利要求1和13特征的根据本发明的电动机和根据本发明的变速器-驱动单元具有如下优点，即通过将电动机的径向成型部位插入到变速器外壳的导轨中，这样电动机可和另一些变速器结构部件一起沿径向安装到变速器外壳中。在这种情况中当变速器外壳封闭时电动机可靠地固定在变速器外壳上，为此电动机无需附加的固定装置。另一方面轴承盖可靠地封闭所述极靴，这样即使没有和变速器外壳组合也可普遍采用这种电机。通过将变速器外壳设计成径向彼此可连接的壳体部件，在制造中可有利地采用无滑阀的注塑工具，这样可大大地降低工具成本。所述径向成型部位是电动机和任意的壳体部件之间的一种紧凑的、且刚性连接的接口，因此特别适合用于通用的基本电动机。径向成型部位允许电动机的模块式制造，以便与不同的变速器外壳以及专用的固定法兰盘的顾客专用接口组合。此外，这样一种系统也简化了为了修理或者再循环的目的而对于这种驱动单元的可拆卸性。
通过在从属权利要求中所述的特征可对按照权利要求1和13所述的装置作进一步有利的改进。按照极靴的制造方法，所述径向成型部位既可在极靴的外罩的一个端部上形成，也可在极靴的轴承盖上形成。若对于轴承盖和外罩例如使用的是独立的冲压件，那么径向成型部位可非常有利地在极靴组装之前设计成冲压件，并且必要时可相应地弯曲。
若借助深拉伸方法制造极靴，则轴承盖可很简单地在外罩的端面上形成。通过这一措施可在一个加工步骤中制造出一个在一侧封闭的极罐，其中，为从极罐中伸出来的电枢轴保留一个开口。通过使轴承盖和极靴的外壳整体地形成，使得球形帽轴承并因此使电枢轴就可非常精确地在中心处设置在极罐的内部，通过这一措施减小电枢和永久磁铁之间的安装公差。
通过在极靴上安装所述两个轴承盖，电动机也可在没有变速器的情况下用作独立的结构单元。通过轴承盖上的开口，为力的传递创造出一种有效的接口。在这种情况中，电枢轴通过该开口从极靴中伸出来，以借助它的输出元件来驱动一个调节装置。代替地，为了进行力的耦合，该调节装置的驱动轴穿过该开口形状配合连接地嵌入到电枢轴中，在这种情况中该电枢轴不从极靴中伸出。
特别有利的是，所述径向成型部位设计成圆环形的凸起，因为这样电动机就能在所有径向方向可靠地固定在对应的导向装置中。这样径向成型部位的径向膨胀可保持得比较小。
这样一种径向成型部位例如可非常简单地用深拉伸方法来产生，其方法是在拉伸之后将一定的壁段镦实或者折叠，直到该壁段和它的内表面轴向地彼此紧靠。径向成型部位的这样一种双壁结构可以承受大的力，从而在电动机和变速器外壳之间产生非常牢固的刚性连接。
若径向成型部位的外径比余下的基本为圆筒形的极靴的外径小，则相应的导轨的直径也可设计得更小，这样，在连接部位处变速器外壳的外径就不会超出极靴的直径。这样就可在连接区域中减小变速器外壳的结构空间。
为了防止电动机在变速器外壳中或者在固定法兰盘中转动，在径向成型部位中切出敞开槽(Freisparung)，变速器外壳或者固定法兰盘的材料嵌入到这些敞开槽中。通过这一措施可放弃如螺栓或铆钉这样的附加的连接元件。
若将径向成型部位设计成对置的径向接片，且这些接片可嵌入到变速器外壳的相应的侧边的导轨中，则可在其它的径向方向减小驱动单元的结构高度。这些接片可特别有利地设计成冲压部件。
若对电动机提出高的噪声要求，则可绕极靴外罩设置一个明显降低电动机噪声的第二极管(Polrohr)。在这种情况中，微摩擦用于使振动能转变成摩擦能的能量转换。
为了使电动机相对于变速器外壳以及固定法兰盘有一种明确的位置固定，在轴承盖上形成一个定心销。在嵌入到相应的配对成型部位中时，该定心销使电动机径向定中心。在这种情况中，可沿轴向方向圆筒式地形成轴承盖区域。该区域在其内部容纳着例如一个球形帽轴承、一个滚动轴承或者一个轴承固定弹簧，为的是能相对于电枢轴同心地进行定中心。
在电动机的另一方案中，除了径向成型部位以外还在极靴上形成另一些径向的接片。这些接片用于将电动机固定在一个固定法兰盘上。通过这一措施在没有变速器外壳的情况下使用电动机时，可以提供对于固定法兰盘的可自由造型的可靠的连接机构。
为了将电动机轴向可靠地固定在变速器外壳的内部中，径向成型部位用它的上面的和下面的轴向的挡表面紧靠在变速器外壳中的导轨的相应的导向表面上。在这种情况中导轨可有利地设计成U形剖面，所述径向成型部位嵌入其中。
通过使电动机径向地用它的定心销装入到变速器外壳的一个相应的配对容纳机构中，可有利地径向紧凑地安装整个变速器-驱动单元。在这种情况中，径向成型部位同时插入到变速器外壳的导轨中，这样也可轴向地固定电动机。此外，导轨内部的径向材料凸起也嵌入到径向成型部位的敞开槽中，这样也防止了极靴的扭转。通过用一个可径向安装的盖子或者一个半壳对变速器外壳进行封闭，这同时也持久地防止电动机相对于变速器外壳的相对运动。
若要将一个结构精确相同的电动机固定在一个任意的固定法兰盘上，这个固定法兰盘具有连接元件，例如是夹紧元件或者压制法兰盘。这些连接元件优选地在敞开槽区域沿轴向方向夹紧所述径向成型部位。这样，一种多用途的基本电动机既可固定在一种变速器外壳上、也可固定在一个任意的固定法兰盘上，而无需在电动机上做结构上的变动。
附图说明
在附图中示出了根据本发明的装置的一些实施例。在下述说明中对这些实施例进行较为详细的叙述。这些附图是：
图1：变速器-驱动单元截面图，
图2：安装在一个固定法兰盘上的电动机的截面图，
图3：按照图1和2的III-III线来截切电动机的截面图，
图4：另一变速器-驱动单元的纵截面图，
图5：按照图4的V-V线的横截面图，
图6：具有卡口式连接机构的另一实施例的截面图。
具体实施方式
图1示出一个变速器-驱动单元12。在该单元中一个独立的电动机10与一个仅部分示出的变速器外壳16连接。电动机10具有一个带有一个极靴罩20的极靴18，并且具有在它的端面22、24形成的轴承盖26、28。轴承盖26、28容纳轴承30。在本实施例中这些轴承设计成滑动轴承、特别是球形帽轴承。在这些轴承中借助一个电枢轴32对一个电枢33进行支承。在电枢轴32上设置一个具有电绕组36的电枢铁心34。这些绕组和设置在极靴罩20上的永久磁铁38共同作用。电枢轴32在端面22上穿过轴承盖26，其办法是在此轴向方向地设置了一个孔40。电枢轴32用一个未详细示出的输出部件伸入到变速器外壳16中，为的是通过一个未详细示出的传动机构、例如蜗杆传动机构给汽车中的运动部件提供驱动力矩使用。在本实施例中极靴18借助深拉伸方法制成，其中，罩20和轴承盖26整体形成。在这种情况中首先将电枢33安装到极靴18中，并且用电枢轴32推移穿过孔40，然后装上分开的轴承盖28。为了某些使用目的，附加地在罩20上设置一个第二极靴壁21以减少电机10噪声的发生。在轴承盖26的区域中形成了一个径向的成型部位42。该径向成型部位具有比轴向紧临的区域45和46更大的外径44。在这种情况中理想状态是外径44比极靴罩20的外径48小。在这种情况中壁区域46形成径向成型部位42和极靴18的罩20之间的凹穴47或者侧凹47。轴承盖26的区域45设计成定心销50。在安装状态时该定心销嵌入到变速器外壳16的一个相应的配对成型部位52中。为了将电动机10固定在变速器外壳16上，径向成型部位42作用到变速器外壳16的导轨54中。该导轨具有两个对置的导向表面55、56。轴向的成型部位42用轴向支承面57、58紧靠在所述导向表面上。这样，电动机10就牢固地固定在变速器外壳16上。导轨54设计成U形剖面60。该剖面在变速器外壳16的一个第一半壳62中绕径向成型部位42的外边缘64延伸。在将径向成型部位42插入到第一半壳62的导轨54中并且安装了未示出的变速器之后，将第二半壳63对于电枢轴32成径向地装到第一半壳62上，并且用嵌入到所述两个变速器外壳部件62、53的容纳机构中的连接元件66彼此连接。在这种情况中径向成型部位42不具有用于在电动机10和变速器外壳16之间的连接元件的容纳机构，这样，电动机10仅通过变速器外壳部件62和63的连接就可靠地和这两个部件连接。
图2准确地示出同一电动机10，只不过在该实施例中该电动机不是和一个变速器外壳16组合，而是安装在一个固定法兰盘14上。为此，定心销50轴向地伸入到固定法兰盘14的配对成型部位52中，直到径向成型部位42的止挡表面57贴靠在固定法兰盘14上。为了固定电动机10，连接元件70沿轴向方向夹紧径向成型部位42，这样，第二轴向止挡表面58例如贴靠在固定法兰盘14的一个压制板72上。替代地，连接装置70也可设计成夹紧元件或者压配合。如图1径向成型部位42设计成环形凸缘。在深拉伸极靴18时该凸缘和这个极靴成整体地形成被折叠的双板41。固定法兰盘14具有用户专用的容纳机构74。借助该容纳机构使电动机10可用固定法兰盘14固定在汽车的一个部件上。
图3是按照III-III线的横截面简图，其中，左半部为图1的实施例，右半部为图2的实施例。径向成型部位42设计为环形的凸缘43，其中，这个环形凸缘在左边的一半中具有两个作为敞开槽76的缺口77，所述两个变速器外壳部件62和63的材料78嵌入到该敞开槽中。在这种情况中，在按照图1的方案中嵌入的材料78设置在导向表面55和56之间的导轨54的内部。通过变速器外壳16的材料嵌入部位78防止电动机的扭转。在根据图3中的右半边的径向成型部位42的一种变型方案中，敞开槽76设计成侧面整平部位80，该整平部位被固定法兰盘14的压制板72夹紧。这样一种整平部位80也是一种防止扭转的装置，并且如同缺口77一样既可用于所述固定法兰盘14，也可用于变速器外壳16。
图4为根据本发明的变速器-驱动单元12的一种变型方案，其中，极靴18不是作为深拉伸部件制成，而是它具有一个被卷起的弯曲的外罩20。在这种情况中具有用于电枢轴32的孔40的轴承盖26设计成独立的构件。该构件在端面22上与外罩20连接。在这种情况中在图的左半边所述径向成型部件42整体地形成在极靴18的外罩20上，并且大体和它成直角地弯曲。径向成型部位42不是在外罩20的整个圆周上延伸，而是设计成两个对置的接片82。这些接片82又具有两个轴向的止挡表面57和58，它们紧靠在变速器外壳16的导轨54的对应的导向表面55和56上。
在图4的右半边所示的一种可替代的方案中，径向成型部位42直接形成在轴承盖26上，并且径向地超出外罩20的范围。在此径向成型部位42也是设计成径向的接片82，它伸入到外罩20中的一个凹槽84中。径向成型部位42又对于电枢轴32成径向地插入到变速器外壳基体81的侧面导轨54中，其中，两个导向平面55和56径向错位地设置。定心销50也径向地插入到变速器外壳基体81的相应的配对成型部位52中，其中，紧接着这个外壳用一个未示出的盖封闭起来。变速器外壳基体81差不多都具有用于连接元件66的容纳机构68，这些连接元件保证电动机10轴向和径向可靠地保留在变速器外壳16中的其位置中。此外，变速器外壳16还具有容纳机构74，以便将变速器-驱动单元12固定在汽车上。
图5为图4中V-V线的横截面图，其中，在外罩20上或在轴承盖26上形成的对置的径向接片82嵌入到变速器外壳16的导轨54中。在这种结构中，所述两个导轨54只在外壳基体81的侧壁86上延伸。在这种情况中变速器外壳16不是由两个对称的半壳62、63组成，而是由具有侧壁86的基体81和一个未详细示出的盖组成。在这个结构中，极靴18附加地还具有其它的径向的固定接片88，为的是在无变速器的结构中将电动机10固定在固定法兰盘14上。因此，固定接片88具有用于连接元件—例如螺栓或者铆钉—的容纳机构90，用这些连接元件可将电动机10和固定法兰盘14连接起来。按照用户的要求，固定法兰盘14例如由钢或者塑料制成，并且构成用户专用的用于所述调节装置的机械接口。固定接片88例如也是整体地成形在外罩20或者极靴18的轴承盖26上。为了能将径向成型部位42插入到变速器外壳16的导轨54中，所述固定接片88优选地与径向成型部位42轴向错位地设置，这样，在和变速器外壳16组合时这些成型部位紧靠在变速器外壳之外。通过将径向成型部位42设计成对置的接片82，在接片82之间的径向成型部位42也具有敞开槽76，根据图5，变速器外壳基体81的材料78嵌入到所述敞开槽中，以防止电动机10的转动。
根据图6的电动机具有一种卡口闭锁机构，作为用于与变速器外壳16或者固定法兰盘14连接的机械接口。为此，径向成型部位42不是设计成环形的凸缘，而是设计成沿圆周方向彼此间隔距离设置的卡口接片92。这些卡口接片可嵌入到变速器外壳16或者固定法兰盘14的未示出的环形的间断的导轨54中。为此，首先将电动机10轴向地插入到对应的接口中，然后按照卡口闭锁机构的类型绕一定的角度旋转，并且也任选地锁定。在这种连接中，外壳16不必像固定法兰盘14那样具有至少两个可径向连接的半壳，而是可任意地形成卡口连接。在此，径向成型部位42在与外罩20整体地构成的轴承盖26上形成，但是也可替代地也在另一端部形成。为了电动机10的组装，该端部可用一个独立的轴承盖28进行封闭。为此，外罩20具有可弯曲的固定接片94，这些接片绕轴承盖28的相应的凸肩形成。电枢轴32基本上在极靴18的长度上延伸，这样为了实现力的耦合，一个耦合元件96或者一个柔性轴(Flexwelle)96穿过轴承盖26中的孔40伸入到电枢轴32的一个内多边形98中、或伸入到一个四边形98中。这样一种转矩的量取可任选地在极靴18的一侧或者两侧22、24进行。在轴承30和电枢33之间设置一个优选地由塑料制成的起动盘100，用这个起动盘使电枢轴32轴向地支撑在轴承30上。在这种情况中起动盘100不转动地与电枢轴32、或者与在该轴上设置的电枢部件102一例如一个用于环形磁铁104的容纳套筒102连接。
应该说明的是，在图中和说明书中所示的实施例中单个的特征之间可进行多种多样的组合。这样，例如径向成型部位42的具体设计以及它在极靴18上的设置可根据极靴的制造方法任意变化。只要和用于防止电动机10扭转的已嵌入的材料78形成了形状配合连接，既用于和变速器外壳16、也和固定法兰盘14组合的敞开槽76也可任意形成。相应地导轨54、或者固定法兰盘14的连接元件70也可进行改型，这样，它们的材料总是嵌入到一个侧凹47中。该侧凹是通过轴向成型部位42和在轴向上相连的区域46的组合而形成的。电枢33、变速器外壳16和变速器的设计可以适应任何已公开的应用情况。在这种情况中，本发明的特点在于，作为基础电动机10的同一电动机10可用于和不同的变速器外壳16或者固定法兰盘14进行组合的积木式结构原理，而为了和待连接的外壳16进行连接无需独立的连接元件。优选地根据本发明的电动机10或者变速器-驱动单元12适用于汽车中的座椅调节装置，但是也可用于任何其它的伺服驱动装置。
Claims (17)
1.用于汽车中伺服驱动装置的电动机(10)，具有一个支承在一个极靴(18)中的电枢轴(32)，所述极靴具有一个外罩(20)并在至少一个端面(22、24)上具有一个用于容纳电枢轴(32)轴承(30)的轴承盖(26、28)，其特征在于，在极靴(18)上形成一个径向的成型部位(42)，该成型部位在极靴(18)完全组装后适合于径向地嵌入到变速器外壳(16)的一个导轨(54)中，以便无其它连接元件地将电动机(10)固定在变速器外壳(16)上。
2.按照权利要求1所述的电动机(10)，其特征在于，在轴承盖(26)上或者在极靴(18)的外罩(20)上形成所述径向的成型部位(42)。
3.按照权利要求1或2的任一项所述的电动机(10)，其特征在于，特别是借助深拉伸方法来与极靴(18)的外罩(20)整体地形成轴承盖(26)。
4.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，轴承盖(26)具有一个中央孔(40)，电枢轴(32)或者一个嵌入到电枢轴(32)中的传动轴( )—特别是一个柔性轴( )—穿过该中央孔。
5.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，径向成型部位(42)构成为环形的凸缘(53)。
6.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，径向成型部位(42)构成为折叠的双板(41)。
7.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，径向成型部位(42)具有一个比极靴外罩(20)的外径(48)小的外径(44)。
8.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，为了防止电动机(10)旋转，在径向成型部位(42)上形成敞开槽(76、77、80)，变速器外壳(16)或者固定法兰盘(14)的材料(78)可以嵌入到该敞开槽中。
9.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，径向成型部位(42)构成为对置的径向接片(82)。
10.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，极靴外罩(20)是双壁的。
11.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，轴承盖(26)具有一个用于嵌入到变速器外壳(16)或者固定法兰盘(14)的对应的配对成型部位(52)中的轴向定心销(50)。
12.按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，在极靴(18)上除了径向成型部位(42)外还形成其它的径向固定接片(88)—特别是和径向成型部位(42)轴向错位地形成，这些固定接片具有用于连接元件的容纳机构(90)，利用该连接元件可将电动机(10)固定在所述固定法兰盘(14)上。
13.具有一个按照前述权利要求中任一项所述的电动机(10)和一个变速器外壳(16)的变速器-驱动单元(12)，其特征在于，变速器外壳(16)具有至少一个借助径向嵌入机构或者借助卡口闭锁机构用于容纳所述径向成型部位(42)的导轨(54)。
14.按照权利要求13所述的变速器-驱动单元(12)，其特征在于至少两个可径向彼此连接的壳体罩(62、63、81)。
15.按照权利要求13或14中任一项所述的变速器-驱动单元(12)，其特征在于，导轨(54)具有两个对置的、大致垂直于电枢轴(32)设置的导向表面(55、56)，所述径向成型部位(42)用两个轴向的止挡表面(57、58)贴靠在该导向表面上。
16.按照权利要求13至15中任一项所述的变速器-驱动单元(12)，其特征在于，电动机(10)借助定心销(50)在变速器外壳(1)的一个配对容纳机构(52)中进行定中心，并且借助于伸入到导轨(54)中的轴向成型部位(42)轴向地和/或防止转动地进行固定，并且借助于将变速器壳体罩(62、63、81)彼此连接的连接元件(66)进行保险。
17.按照权利要求1至12中任一项所述的电动机(10)，它具有一个固定法兰盘(14)，该固定法兰盘具有用于固定在汽车的一个部件上的固定装置用的容纳机构(90)，其特征在于，定心销(50)在固定法兰盘(14)的一个配对容纳机构(52)中进行定中心，并且电动机(10)借助于用于夹紧所述轴向成型部位(42)的连接元件(70、72)固定在固定法兰盘(14)上。
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