電動輔助驅動器，特別是擦拭器驅動器的製作方法
2023-12-01 14:11:31 2
專利名稱：電動輔助驅動器，特別是擦拭器驅動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據本發明權利要求1前序部分的電動輔助驅動器，且在這種情況下特別涉及一種擦拭器驅動器或風擋玻璃擦拭器馬達。
背景技術：
用於車輛的電動輔助驅動器是已知為用於不同應用的致動器，特別是還已知為擦拭器驅動器或馬達，且其主要包括具有形成輔助驅動器輸出軸的下遊的和帶凸緣的齒輪裝置的電馬達。已知一些電動輔助驅動器，其中以蝸輪蝸杆式傳動裝置方式設計的倍增 (multiplication)或齒輪級(gear stage)被設置在輸出軸和電馬達的軸和電馬達之間的傳動系(drive train)中。還已知以一方式設計擦拭器驅動器或馬達，該方式是通過被激活的驅動器，齒輪裝置的輸出軸或小齒輪軸被驅動為進行換向運動，也就是，周期性地沿不同旋轉方向，且更加精確地，藉助於通過輔助驅動器的電氣或電子馬達控制單元的電馬達相應控制或藉助於齒輪的或齒輪級的作為被聯接的齒輪的合適設計(DE 10149218A1)。
發明內容
本發明的目的是展示一種電動輔助驅動器，其具有緊湊的構造和改進的能量效率，並使得可以在它的小齒輪軸或輸出軸上獲得增加的扭矩。為了解決這個問題，根據本發明權利要求1的電動輔助驅動器被開發。根據本發明的輔助驅動器包括例如擦拭器驅動器或馬達，且在這種情況下優選地是換向擦拭器驅動器或馬達。附加地被設置在傳動系中且容納在齒輪裝置殼體中的第二倍增或齒輪級使得可在輔助驅動器的輸出軸上獲得增加的扭矩和/或可觀地改進齒輪裝置的自鎖，特別是還在第一齒輪級設計為蝸輪蝸杆式傳動裝置式齒輪級的情況下。在將輔助驅動器設計為擦拭器驅動器或馬達的情況下，其中，齒輪裝置的足夠水平的自鎖是必需的或至少被建議的，以防止位於停止位置的擦拭器臂例如被迫使離開它的停止位置和在高道路速度時或在洗車中由被驅動清洗元件損壞。附加第二齒輪級還導致能量效率的改進，更確切地是在輔助驅動器的電控制換向設計的情況下通過擴展電馬達的加速和減速窗口。被設計為齒輪系式齒輪級的附加第二齒輪級可以與第一齒輪級的齒輪元件一起在緊湊構造中被實現，使得對於整體尺寸，齒輪裝置整體上是小的且結構緊湊，且與傳統的電動輔助驅動器的齒輪裝置只有可忽略的區別，只在於齒輪級通過蝸輪蝸杆式傳動裝置形成。輸出軸上的扭矩能適於各種需要且實際上不用修改齒輪裝置且不用改變電馬達的基本結構。在需要的情況下，可以進行改裝，使用不同的馬達部件(諸如電樞、定子磁體和磁極容器(pole pot)等)。作為改裝的結果，可以使用風擋玻璃擦拭器模塊中的擦拭器驅動器或馬達，來直接驅動擦拭器杆或擦拭器臂，或者通過附加的齒輪裝置(例如杆齒輪)驅動兩個擦拭器杆或擦拭器臂。附加第二齒輪級的齒輪元件，但還有齒輪裝置的那些齒輪元件，可以全部經濟地作為簡單部件被製造。本發明的進一步開發、優勢和應用可能性還由實施例的示例的如下描述和由附圖而顯而易見。在該情況下，所有描述和/或示出的特點本身或以任何期望的組合基本上是本發明的主題，與在權利要求中它們的概要或它們的回溯關係無關。權利要求的內容還形成說明書的一體部分。
本發明在下面通過基於附圖的實施例被更詳細地描述圖1示出了根據本發明的設計為擦拭器驅動器或馬達的電動輔助驅動器的後部的頂視圖；圖2在透視分解圖中示出了擦拭器驅動器的主要元件；圖3示出了類似於圖1的視圖，但齒輪裝置殼體蓋被去除；圖4示出了沿圖3中的線I-I的截面；圖5示出了根據本發明的另一實施例的擦拭器驅動器或馬達的主要元件的簡化圖；圖6示出了沿圖5中的線A-A的截面。
具體實施例方式通常在附圖中由1指定的電動擦拭器驅動器以本身已知的方式包括電馬達2和齒輪裝置3。在呈現的實施例中，齒輪裝置3的輸出軸4或小齒輪軸形成擦拭器軸，用於風擋玻璃擦拭器模塊的未示出擦拭器刮片(例如用於車輛後風擋玻璃)的在圖1中示出的擦拭器臂5以適當的方式固定到該擦拭器軸上。擦拭器驅動器1被設計為電控制換向驅動器(reversing drive)，也就是設計為一驅動器，在操作期間，輸出軸4和在該位置處的擦拭器臂5通過沿電馬達2的旋轉方向的被控制周期性改變而周期性地在角度範圍α內往復地樞轉，所述角度範圍α對應於風擋玻璃擦拭器模塊的擦拭角度。電馬達2還包括電樞軸7，該電樞軸的一端旋轉地安裝在類似帽狀的馬達殼體6 中，在電樞軸7上，馬達電樞8和換向器10與刷盤9上的電刷互相作用。電樞軸5的另一端延伸進齒輪裝置3的齒輪裝置殼體11中並旋轉地安裝在該殼體中，更確切地，該旋轉地安裝在馬達殼體6和齒輪裝置殼體11之間的過渡部(transition)處實現，也就是馬達殼體6被以凸緣地方式安裝在齒輪組殼體11上的地方。以與馬達殼體6同樣的方式由金屬材料製造的齒輪裝置殼體11，在設計中是類似槽狀的，且更確切地，主要包括殼體基部11. 1和環繞齒輪裝置殼體11的內部的周壁11. 2， 該齒輪裝置殼體11具有用於馬達殼體6的凸緣安裝的凸緣部11. 3。電樞軸7在被接收在齒輪裝置殼體11中的部分長度上，被設計為蝸杆7. 1，其與蝸輪或齒輪12的齒部12. 1互相配合，該齒輪與蝸杆7. 1 一起形成齒輪裝置殼體11內的第一倍增和齒輪級13。齒輪12被布置在軸14上，所述軸通過滑動軸承14. 1自由旋轉地安裝在殼體基部11. 1上的軸承部11. 1. 1中，更確切地，繞與電樞軸7的軸線垂直且與輸出軸4的軸線平行的軸線。被設計為齒緣輪(toothed wheel)的另一齒輪15被設置在齒輪12的遠離殼體基部11. 1朝向的一側，更確切地，沿著與齒輪12的軸線相同的軸線。齒輪15傳動地連接到齒輪12，齒輪15具有相對於齒輪12減小的外直徑；齒輪12和15例如由適合的材料製造， 例如由金屬材料或適合的塑料製造。輸出軸4通過滑動軸承4. 1也可旋轉地和可樞轉地安裝殼體基部11. 1上和在該位置處的軸承部分11. 1. 2上，在該輸出軸4上，齒緣輪或齒輪扇形部(segment) 16與殼體 11內的齒輪15互相配合，扇形部16的齒部16. 1與齒輪15的齒部15. 1嚙合。齒輪15和齒輪扇形部16形成第二附加倍增和齒輪級17。齒輪扇形部16具有相對於輸出軸4的軸線近似徑向取向的兩個表面18，該兩個表面的角距離與擦拭角度α相同或稍大於擦拭角度α。齒輪扇形部16在齒輪裝置殼體11內的布置被選擇為使得表面18分別抵靠齒輪裝置殼體11內的相對表面(coimtersurface)， 也就是在示出的實施例中，抵靠設置在殼體的周壁11. 2的內表面上的橡膠緩衝件19，在由於圖2中通過虛線示意的電馬達2的電子控制器或馬達控制單元2. 1故障的情況下，在到達限定擦拭角度α的角端部位置之一時，電馬達2的旋轉方向轉換不發生。齒輪級17的倍增通過齒輪15和齒輪扇形部16的有效半徑相應的選擇而被選定， 使得倍增小於一，也就是齒輪15旋轉一旋轉角度導致齒輪部16旋轉或樞轉運動一更小的旋轉角度。在展示的實施例中，附加齒輪級17的齒輪比約為0. 6和0. 7。齒輪12和15兩者的連接軸線及輸出軸4的軸線位於共用平面E中。電樞軸7的軸線及因此同樣蝸杆7. 1的軸線相對於該平面E垂直取向。在擦拭器驅動器1的最終組裝狀態，齒輪裝置殼體11的開口側通過蓋20緊密地封閉。控制電子器件或馬達控制單元2. 1被設置在該蓋內，所述控制電子器件或馬達控制單元2. 1用於控制電馬達12且特別是還用於通過使施加於電馬達2的DC電壓的極性反向而控制電馬達2和電樞軸7的換向旋轉。用馬達控制單元2. 1的至少一個傳感器，齒輪15的旋轉位置及因此輸出軸4的旋轉或樞轉位置被監視，且至少在相應地到達擦拭角度α的端部位置時電馬達2的旋轉方向的換向被導致。在所呈現的實施例中，被設計為永磁體的位置磁體(positional magnet) 21 被設置在齒輪15上，且與響應該磁體的磁場的傳感器互相配合，例如馬達控制單元2. 1的霍爾傳感器。多埠或多觸點插頭22被設置在蓋20的外側，更確切地，用於將擦拭器驅動器1連接到車輛側的電供給和控制線。圖5和6示出擦拭器驅動器Ia作為另一實施例，僅示出了擦拭器驅動器Ia的主要功能元件，也就是，除去其他元件，示出了具有電樞8和換向器9的電樞軸7和被設計在電樞軸7上的蝸杆7. 1，該蝸杆與蝸輪或齒輪1 一起，形成第一齒輪級13a。擦拭器驅動器Ia的齒輪裝置3a與齒輪裝置3的主要區別在於，第一齒輪級13a的齒輪1 在它的與蝸杆7. 1互相配合的部分12a. 1處和在該位置處的齒部被設計為齒輪扇形部，且齒輪1 同時是第二齒輪級17a的部件，也就是齒輪1 通過在該位置處的第二齒部與輸出軸4上的齒輪扇形部16的齒部16. 1互相配合。齒緣輪或齒輪15因此被省去。扇形部分12a. 1和12a. 2相對於齒輪1 的軸線徑向地彼此相對。此外，相對於齒輪12a的軸線垂直取向的部分12a. 1和12a. 2的正面在所示的實施例中位於共用平面中。 部分12a. 1及在該位置處的齒部的半徑大於部分12a. 2及在該位置處的齒部的半徑。通過齒輪12a的使用，實現了用於齒輪裝置3a的安裝空間或體積(特別還是沿輸出軸4的軸向方向)的進一步減小。具有附加倍增或齒輪級17和17a的擦拭器驅動器1和Ia的優勢，除了用於齒輪裝置3和3a有緊湊的構造和減少的安裝空間之外，如下所述>由於附加的倍增或齒輪級17和17a，與不具有附加倍增或齒輪級17的擦拭器驅動器相比，對於電馬達2的相同扭矩，在輸出軸4上能產生增大的扭矩。>由於電樞軸7和該電樞軸的形成蝸杆7. 1的部分被設置在齒輪12和12a與輸出軸4和形成在齒輪裝置殼體基部11. 1的軸承部分11. 1. 2之間，及還由於齒輪元件16的設置為在輸出軸4上的齒緣輪扇形部的設計，導致對於齒輪裝置3和3a的具有小安裝空間的非常緊湊構造，而不管附加齒輪級17和17a。>齒輪扇形部16的以以下方式的布置為減少齒輪裝置3和3a的整體的尺寸作出重要貢獻，該方式是除了齒輪裝置3a中的齒輪12a的特別設計和齒輪15的省略之外，在齒輪裝置3的情況下，齒輪扇形部16部分地重疊更大的齒輪12 (圖3和4)。>由於附加齒輪級17和17a，輸出軸4的自鎖也被改進。>齒輪或齒輪元件12、1加、15和16可以被便宜地製造為相對簡單的部件。本發明在實施例的基礎上已在上面被描述。應理解可以作出修改和變體，而因此不偏離本發明所基於的構思。因此上面假設，擦拭器驅動器的輸出軸4作為擦拭器軸，風擋玻璃擦拭器模塊的擦拭器臂5被直接固定到該擦拭器軸。當然還可以使用以下風擋玻璃擦拭器模塊中的擦拭器驅動器1，其中輸出軸4通過例如杆齒輪(lever gear)傳動連接到風擋玻璃擦拭器模塊
的一個或無論幾個擦拭器臂。
附圖標記列表
1，Ia擦拭器驅動器
2電馬達
2. 1馬達控制單元
3, 3a齒輪裝置
4齒輪裝置3的輸出軸
4. 1滑動軸承
5擦拭器臂
6馬達殼體
7電樞軸
7. 1蝸杆
8電樞
9刷盤
10換向器
11齒輪裝置殼體
11. 1齒輪裝置殼體11的基部
11.1.1用於附加軸14的軸承部分11.2殼形齒輪裝置殼體的周壁11. 1.2用於輸出軸4的軸承部分11.2.1凸緣12，12a齒輪12. 1齒部12a. 1，12a. 2 齒輪 12a 的部分13,13a齒輪級14軸14. 1滑動軸承15齒輪15. 1齒部16齒輪扇形部16. 1齒部17,17a齒輪級18正面19橡膠緩衝件20殼體蓋21位置磁體22蓋20上的多埠或多觸點插頭α輸出軸4的旋轉或樞轉角度E軸4和14的軸線的平面
權利要求
1.一種電動輔助驅動器，特別是擦拭器驅動器，具有電馬達( 和下遊的齒輪裝置(3、 3a)，該齒輪裝置形成輔助驅動器的輸出軸G)，所述齒輪裝置具有在電馬達( 和輸出軸 (4)之間的傳動系中依次布置的至少兩個齒輪級(13、13a、17、17a)，其中，一個第一齒輪級 (13、13a)以蝸輪蝸杆式傳動裝置的方式設計，該蝸輪蝸杆式傳動裝置包括蝸杆(7. 1)和以與該蝸杆互相配合的蝸輪式齒輪元件(12、12a)，其特徵在於，設置在傳動系中的至少一個第二齒輪級(17、17a)被以齒輪系的方式設計。
2.如權利要求1所述的輔助驅動器，其特徵在於，第二齒輪級被設置在第一齒輪級 (13、13a)和輸出軸⑷之間的傳動系中。
3.如權利要求1或2所述的輔助驅動器，其特徵在於，第二齒輪級(17)包括兩個齒輪元件(12a、15、16)。
4.如權利要求3所述的輔助驅動器，其特徵在於，第二齒輪級(17、17a)的一個齒輪元件(16)被布置在輸出軸⑷上。
5.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一齒輪級(13)的蝸輪式齒輪元件(1 和第二齒輪級(17)的齒緣輪式齒輪元件(1 彼此至少傳動地連接且繞齒輪裝置殼體(11)中的共用軸線(14)被可旋轉地安裝。
6.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一齒輪級(13、13a)的蝸輪式齒輪元件(12、12a)同時還是第二齒輪級(17、17a)的齒輪元件，且為此目的被設計在用於與蝸杆(7. 1)互相配合的第一部分(12. U 12a. 1)上和在用於與第二齒輪級(17、17a)的齒輪元件(16)互相配合的至少第二部分(15、12a. 2)上。
7.如權利要求6所述的輔助驅動器，其特徵在於，所述第一齒輪級(13)的蝸輪式齒輪元件(1 和第二齒輪級(17)的沿前述齒輪元件的相同軸線布置的齒緣輪式齒輪元件(15) 被製造連接以形成單元或一個件。
8.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一齒輪級(13)的蝸輪式齒輪元件(1 和第二齒輪級(17)的傳動地連接到前述齒輪元件的齒輪元件(1 或蝸輪式齒輪元件(12a)的第一部分(12. l、12a. 1)和第二部分(15、12a.2)具有不同的直徑或半徑，例如以蝸輪式齒輪元件(1 具有的直徑或半徑比第二齒輪級的沿與該齒輪元件(12) 同軸線布置的齒輪元件(1 大的方式，或以蝸輪式齒輪元件(12a)的第一部分(12a. 1)具有的直徑或半徑比第二部分(12a. 2)大的方式。
9.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第二齒輪級(17)的齒輪比小於1，且優選地在0.6至0.7的範圍內。
10.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一和/或第二齒輪級 (13a、17、17a)的至少一個齒輪元件(1加、16)設計為扇形形狀。
11.如權利要求10所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一齒輪級(13a)的與蝸杆(7.1) 互相配合的齒輪元件(12a)和/或設置在第二齒輪級(17)的輸出部處的齒輪元件(16)和 /或第二齒輪級(17a)的與在該齒輪級(17a)的輸出部處的齒輪元件(16)互相配合的齒輪元件(12a)被設計為扇形形狀。
12.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，將輸出軸的換向樞轉或旋轉設計為周期性地改變電馬達(2)和電馬達O)的軸(7)的旋轉方向。
13.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，蝸輪式齒輪元件(12、12a) 的軸線被布置為平行於輸出軸的軸線且與該軸線相距一間隔，且在於，第一齒輪級 (13、13a)的蝸杆(7. 1)或電馬達(2)的電樞軸(7)的具有該蝸杆(7. 1)的部分長度被布置在輸出軸⑷或用於輸出軸⑷的形成在齒輪裝置殼體(11)上的軸承部分(11. 1. 1)和第一齒輪級(13、13a)的蝸輪式齒輪元件(12、12a)之間。
14.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第一齒輪級(13、13a)的蝸杆(7. 1)或電樞軸(7)的具有該蝸杆的部分長度沿其縱向平面取向，該縱向平面垂直或基本上垂直於包括輸出軸的軸線以及第一齒輪級(13、13a)的蝸輪式齒輪元件(12、12a) 的軸線的平面(E)。
15.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，在第二齒輪級(17、17a)的齒輪元件上，優選地在第二齒輪級(17、17a)的布置在輸出軸(4)上的齒輪元件(16)上，至少一個止擋件(18)被設置為，在換向輔助驅動器的馬達控制單元(2. 1)失靈或故障的情況下，通過撞擊設置在齒輪裝置殼體(10)上的至少一個優選具有彈性的相對表面(19)，強制地結束輸出軸的樞轉運動。
16.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，第二齒輪級(17)的齒輪元件(16)部分地重疊第一齒輪級(1 的蝸輪式齒輪元件(12)。
17.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，輸出軸以及第一齒輪級 (13、13a)的蝸輪式齒輪元件(12、12a)和第二齒輪級(17、17a)的齒輪元件(12a、15、16)被安裝在槽形或半殼形設計的齒輪裝置殼體(11)的基部(11. 1)上。
18.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，在齒輪元件(15)上，例如在第二齒輪級(17)的沿與蝸輪式齒輪元件(1 相同軸線布置的齒輪元件(1 上，與電氣或電子馬達控制單元(2. 1)互相作用的至少一個控制元件被設置用於取決於齒輪元件(15) 的旋轉或樞轉位置而控制電馬達O)，例如以永磁體的形式和/或以永磁體裝置的形式和/或控制凸輪和/或曲線的形式。
19.如上述權利要求之一所述的輔助驅動器，其特徵在於，馬達殼體(11)在其與殼體基部(11. 1)相對的殼體側上通過殼體蓋OO)封閉，且電氣或電子馬達控制單元(2. 1)被設置在殼體蓋OO)上。
全文摘要
本發明涉及一種電動輔助驅動器，特別是擦拭器驅動器，其具有電馬達和形成輔助驅動器的輸出軸(4)的下遊齒輪裝置，該齒輪裝置具有在電馬達(2)和輸出軸(4)之間的傳動系的依次布置的至少兩個齒輪級，其中第一齒輪級以蝸輪蝸杆式傳動裝置的方式被設計，該蝸輪蝸杆式傳動裝置包括蝸杆(7.1)和與該蝸杆互相配合的齒輪或蝸輪(12，12a)，其中第二齒輪級(17，17a)以齒輪系的方式實現。
文檔編號B60S1/16GK102361783SQ201080013257
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月22日 優先權日2009年3月25日
發明者S.史蒂芬妮 申請人:法雷奧系統公司