CN101273222B - 尤其用于调节汽车内活动部件的具有无轴向间隙的轴承固定的传动-驱动单元 - Google Patents

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Abstract

尤其用于调节汽车中活动部件(58)的传动-驱动单元(10)，具有可借助于驱动装置(42)驱动的驱动元件(18)，该驱动元件借助于至少一个轴承盖(28)可旋转地支承在托架管(14)内，其中驱动元件(18)具有第一轴向止挡(23)，该第一轴向止挡(23)支撑在托架管(14)的第一轴向支承面(21)上，且驱动元件(18)具有第二轴向止挡(35)，该第二轴向止挡(35)靠在轴承盖(28)的第二轴向支承面(27)上，其中轴承盖(28)借助于托架管(14)的材料变形部位(82)朝驱动元件(18)的第二轴向止挡(35)挤压。

Description

尤其用于调节汽车内活动部件的具有无轴向间隙的轴承固定的传动-驱动单元
技术领域
本发明涉及一种尤其用于调节汽车中活动部件的具有无轴向间隙的轴承固定的传动-驱动单元。
背景技术
由DE 198 545 35 A1公开了一种用于汽车刮水装置的驱动装置，该驱动装置具有壳体和可旋转地支承在壳体内的具有螺杆的电枢轴。在此，借助于轴向力产生装置径向地朝电枢轴移动楔形滑阀，从而补偿电枢轴的轴向间隙。由预张紧的弹簧元件对楔形滑阀施加移动力，该弹簧元件径向地朝电枢轴的止挡挤压楔形滑阀，由此，轴向移动电枢轴直到补偿轴向间隙。在由输出轮强烈地加载电枢轴时出现轴向力，用该轴向力将电枢轴朝楔形滑阀进行挤压。在此，将楔形滑阀径向地从电枢轴压回弹簧元件。对弹簧元件这样强烈的持续加载导致其使用寿命或者说其弹性特性减小并且因此不再补偿电枢轴的轴向间隙，从而电枢轴在载荷下轴向地来回运动，这会导致让人不舒服的啪嗒啪嗒的噪音。这样的楔形滑阀也不适用于在很大程度上封闭的、不具有径向于支承轴线装配的盖子的托架管中的驱动元件的无间隙的轴向支承。
发明内容
按本发明的尤其用于调节汽车中活动部件的传动-驱动单元具有可借助于驱动装置驱动的驱动元件，该驱动元件借助于至少一个轴承盖可旋转地支承在托架管内，其中驱动元件具有第一轴向止挡，该第一轴向止挡支撑在托架管的第一轴向支承面上，且驱动元件具有第二轴向止挡，该第二轴向止挡靠在轴承盖的第二轴向支承面上，其中轴承盖借助于托架管的材料变形部位朝驱动元件的第二轴向止挡挤压。按本发明的用于制造按本发明的传动-驱动单元的方法具有以下步骤：将驱动元件和轴承盖***托架管中；以确定的预保持力将轴承盖朝驱动元件进行轴向挤压，使得驱动元件支撑在托架管的第一支承面上；借助于冲压力将托架管的外罩区域沿径向进行冲压，从而在轴承盖和外罩区域之间产生形状配合连接，并且由此固定轴承盖。按本发明的传动-驱动单元以及其按本发明的制造方法具有以下优点，即通过将主轴的驱动轮布置在托架管中提供单独的标准化的组件，该组件独立于传动装置壳体或驱动装置。通过省去传统的传动装置壳体，传动-驱动单元可以作为模块化的堆砌式结构非常灵活地匹配用户化应用的不同固定装置，在传统的传动装置壳体中驱动装置的输出元件和主轴的驱动轮共同布置在封闭的壳体中。在此，可以总是使用具有标准-托架管的相同的预装配的组件，其中借助于用户化的用于固定装置的容纳模块可以事后简单地改变用于将传动-驱动单元固定在车身或待调节的部件上的机械接口。通过将托架管的壁材料变形可以将轴承盖非常可靠地保持在确定的位置中，在这之后，首先消除轴向间隙。托架管的材料变形部位实现了将非常高的作用到驱动元件上的轴向力传到托架管上。
如果将外罩管径向向内挤压，那么实际上可以为了消除纵向间隙独立于轴向压紧力将轴承盖进行轴向固定。在此，通过待支承的组件的由生产引起的公差不影响轴承盖固定，由此可以可靠地抑制轴承间隙。此外，为了支承固定不需要附加的组件，由此制造驱动单元是廉价的。
优选径向如此压入外罩区域的壁材料，使得轴向端面形成轴向靠在轴承盖上的侧凹。在此，可以根据出现的轴向力通过冲压力的强度和作用时间改变侧凹的宽度和深度，而不需要为此进行结构上的改变。如果侧凹形成大致垂直于主轴定向的端面，那么只是对该端面作用剪切力，由此即使在高轴向力时材料变形部位也不会沿径向变回去。由此有效地抑制了轴向间隙。
通过将外罩区域布置在具有最大直径的托架管区域内，可以简单地设置多个材料变形部位并且更简单地改变其尺寸。此外，通过与驱动轴线之间的最大径向距离实现轴承盖的可靠的固定。
如果如此径向压入托架管的壁材料，从而形成具有自由端部的夹板，那么该自由端部可以可靠地沿轴向固定轴承盖。
在工艺技术上可以特别有利地借助于冲压工具将壁材料变形，该冲压工具径向地作用到托架管的外罩面上。由此可以产生形状配合连接，该形状配合连接轴向地并且必要时也沿周向固定轴承盖。
为了使摩擦最小化，驱动元件可以特别有利地近似成点状地轴向支承在轴承盖上。为此，驱动元件的-尤其是旋转主轴的-轴向端部作为第二轴向止挡具有拱形的表面，该表面例如构造成集成的球体。
此外，在本发明的一种变型方案中，轴承盖具有止动面，该止动面比轴承盖的其它部分具有更硬的材料。例如可以通过集成单独制造的止动盘实现该硬的止动面。
为了应用在两侧从托架管伸出的深入的主轴，可以以简单的方式借助于环形的止挡凸肩轴向支承驱动元件，该止挡凸肩模制在轴承盖上。在此，轴承凸肩径向尽可能靠近轴承盖的轴向的孔，驱动元件或者说轴穿过该孔。
为了径向支承，轴承盖具有套管状的内部外罩面，驱动元件径向靠在该外罩面上。由此可以有利地通过一个部件实现轴向和径向的支承。
驱动元件的按本发明的支承特别适合于可旋转或者不可旋转地支承在轴上的驱动轮。在此，轴可以直接靠在轴承盖上，或者间接通过支承在其上的驱动轮支撑在轴承盖上。
如果传动-驱动单元构造成主轴驱动装置，在该主轴驱动装置中轴是主轴，那么会出现特别大的轴向力。可以特别有利地通过托架管的按本发明的用于轴向间隙消除的材料变形部位吸收该轴向力。
托架管以有利的方式构造成标准-部件，在该标准-部件中驱动轮和轴承盖作为单独的组件进行预装配。为此，在托架管上在端部上构造盆状的轴承座，该轴承座形成用于驱动元件的第一支承面。然后将材料变形部位模制在托架管的具有更大直径的对置的端部上，在该端部上固定***的轴承盖。
按本发明的制造方法具有如下的优点，即为了构造与轴承盖的形状配合连接，将冲压外罩管与预保持力(Vorhaltekraft)作用到轴承盖上分离。由此，可以独立于各个部件的制造公差可靠地抑制轴向间隙。
由于冲压过程，支承固定可以不要额外的耗费非常灵活地匹配不同的强度要求或者说不同的作用的轴向力。这可以例如非常简单地通过冲压工具的径向进给控制，由此获得用于轴向支撑轴承盖的不同大小的侧凹。
按本发明的制造方法也可以应用于具有强化的底面的托架管的实施方式中，在该底面中形成装配口。在将轴承盖和驱动轮装入托架管后，可以通过装配口将压紧力施加到轴承盖上，从而消除轴承间隙。在径向冲压托架管的外罩壁后可靠地固定轴承盖，从而可以再次将在装配中使用的压紧力移除。
附图说明
在附图中示出了按本发明的传动-驱动单元的不同实施例，并且在下面的描述中进行详细解释。其中：
图1是按本发明的传动-驱动单元的剖面图；
图2和3是另一个实施例的剖面图和视图；以及
图4是另一个按本发明的主轴驱动装置的剖面图。
具体实施方式
在图1中示出的传动-驱动单元10由第一组件12组成，在第一组件中，构造成主轴16的具有布置在其上的驱动元件18的轴15支承在托架管14中，该驱动元件构造成蜗轮19。托架管14例如借助于深冲制造，并且在端部区域20上具有用于驱动元件18的盆状的轴承座22。主轴16通过盆状的轴承座22中的开口24从托架管14中伸出，并且例如通过这里没有示出的螺纹螺母98与车身99连接。在该实施例中，另一个主轴端部26位于托架管14内，并且借助于轴承盖28进行轴向以及径向支承，该轴承盖28在托架管14内固定在其内壁70上。此外，托架管14的外罩区域8径向向内变形，使得材料变形部位82的区域形成与轴承盖28的径向延伸的背侧84的形状配合连接。以此将轴承盖28朝驱动元件18挤压，并且将驱动元件朝托架管14的支承盆22挤压，由此抑制驱动元件18的轴向纵向间隙。主轴端部26例如具有球状的止动面30，该止动面30轴向地靠在盆状的轴承盖28中。具有提高的强度的止动盘32可以选择布置在轴承盖28中。驱动元件18构造成蜗轮19，该蜗轮19为了径向支承而具有轴向的突起34，该突起34靠在轴承盖28的圆柱形的外罩面37上。驱动元件18例如由塑料直接喷射到主轴16上，并且具有齿部36，该齿部36与驱动装置42的输出元件40啮合。驱动装置42是电动机43，并且借助于耦合装置44与第一组件12连接。为了相对于耦合装置44进行定位，托架管14具有成形部位46，耦合装置44的相应的固定元件48啮合在该成形部位46中。为了将扭矩从驱动装置42传递到单独的组件12上，托架管14具有径向的凹处50，输出元件40啮合到该凹处50中。输出元件40例如构造成螺杆39，该螺杆39布置在电动机43的电枢轴41上。
此外，实际上形成单独的组件12的壳体的托架管14具有插口52，固定装置54-例如铰链栓55-可以***该插口52中。用该固定装置54将托架管14例如铰接地与汽车中要调节的部件58进行连接，该要调节的部件例如是没有详细示出的座椅或者座椅部件，该座椅部件相对于另一个座椅部件进行调节。支撑元件62在插口52和托架管14的更靠近该插口的端部60之间固定在托架管14上。支撑元件62是靠在托架管14的外圆周面66中的外环64。在上半图中，支撑元件62例如通过焊缝72与托架管14连接。下半图示出了借助于压制部位74通过塑性变形对支撑元件62进行固定。在撞车事故中，在插口52和托架管14的端部60之间出现了高的材料应力。该提高的力由支撑元件62吸收，该支撑元件以此提高了托架管14的无破坏的动力吸收。由此，在碰撞情况中将主轴端部26保留在其按规定的位置上，并且以此也将待调节的部件58保留在其按规定的位置上。
如果在调节过程中压力80沿轴向76作用到主轴16上，那么轴15通过驱动元件18支撑在轴承盖28的盆状的轴承座22中。压力80通过轴承盖28传递到材料变形部位82上，并且以此传递到托架管14上，托架管又支撑到固定装置54上。
在图2和3中示出了另一个实施例，在该实施例中作为驱动元件18构造支承在深入的主轴16上的蜗轮19。构造成主轴16的轴15沿着轴线76进行布置。托架管14如在图1中一样具有带有第一轴向支承面21的盆状的轴承座22，驱动元件18以第一轴向止挡23靠在该第一轴向支承面21上。第二轴承盖28构造成具有环绕的凸肩25的套管，该环绕的凸肩25用作用于驱动元件18的第二止挡35的第二轴向支承面27。驱动元件18和轴承盖28首先预装配在托架管14中，并且随后在托架管14中如此固定轴承盖28，从而抑制驱动元件18的轴向轴承间隙。此外，套管状的轴承盖28以预先确定的压紧力81朝驱动元件18以及第一支承面21挤压。然后，借助于冲压工具85径向向内挤压托架管14的外罩区域8，由此形成侧凹87，该侧凹87以轴向的端面89轴向地靠在轴承盖28上。根据由冲压工具85施加的冲压力83，端面89具有确定的径向深度91以及在托架管14圆周上具有一定的宽度95。通过确定端面89的深度91和宽度95以及材料变形部位82的数量，可以将传动-驱动单元10与预期的最大轴向力80匹配。轴承盖28具有中央的破口67，该破口67由主轴16穿过。轴承盖28在其整个轴向延长上径向地靠在内壁70上，并且具有环形的背侧84。侧凹87的端面89与大致垂直于轴15定向的背侧84形成轴向的形状配合连接，该形状配合连接轴向可靠地将驱动元件18固定在托架管14中。
图4示出了按本发明的传动-驱动单元10的另一个实施例，其中托架管14在端部60上具有在很大程度上封闭的底面92。在底面92中构造装配口93，从而使得将主轴16可靠地支承在轴承盖28内变得简单。此外，具有轴向模制的第二轴向支承面27的轴承盖28和驱动元件18预装配在托架管14中。在该实施例中，在端部20上布置在托架管14内具有盆状的轴承座22的独立的第二轴承盖28，在该端部20上主轴16从托架管14中伸出，该轴承盖28形成第一支承面21。第一支承面21通过轴承盖28轴向固定地固定在托架管内。为了除去轴向的轴承间隙，现在以预张紧力81将具有第二轴向支承面27的轴承盖28轴向朝驱动元件18进行挤压，该驱动元件18支撑在第一支承面21上。在此，预张紧力81通过装配口93传入到轴承盖28上。现在，将托架管14的外罩区域8径向向内压入，从而形成具有自由端部97的冲压夹板94，该冲压夹板94分别轴向支撑在轴承盖28的背侧84上。通过材料变形部位82将轴承盖28轴向固定地朝驱动轮18的第二止挡35进行挤压，使得驱动轮不再具有间隙。
在托架管14中直接模制用于固定装置54的插口52，该插口52构造成径向的孔。在此，插口52是与客户的标准-接口，然而该接口可以借助于容纳模块90修改为用户化的独特的插口88。此外，容纳模块90构造成外环64，该外环64布置在托架管14的外圆周面66上。容纳模块90例如具有内螺纹78，该内螺纹78抓到托架管14的构造为外螺纹的配合螺纹79中。容纳模块90覆盖径向的切口，由插口52和冲压夹板94在托架管14中切割出该切口。在该实施例中，容纳模块90同时是支撑元件62，该支撑元件62提高了托架管14在其端部区域60上的强度。容纳模块90作为插口88具有圆柱形的栓96，该栓径向向外延伸。该圆柱形的栓96相应于图1中构造为固定装置54的铰链栓55的整体。用该插口88可以例如直接将待调节的部件58通过模制在其上的孔眼86与主轴驱动装置10连接。通过容纳模块90，碰撞-力可靠地从调节-部件58传递到托架管14上，并且通过主轴16和螺纹螺母98传递到车身99上。
需要补充说明的是，关于在图中示出的实施例以及说明，各个特征相互之间可以有多种组合方案。例如托架管14可以以不同的方法进行制造并且具有不同的具体的成形部位。托架管14的横截面不限制于圆形。托架管14也可以构造成光滑的圆柱形管，而不是模制的盆状的轴承座22，在圆柱形管中布置两个单独的轴承盖28用来支承主轴16。主轴16优选地通过支承在其上的驱动元件18支承，但主轴在一种变型方案中也可以借助于直接模制在主轴16上的支承面得到支承。驱动装置42的力矩传递不限制于蜗轮蜗杆传动装置19、39，而是也可以例如借助于圆柱齿轮传动装置来传递。材料变形部位82的具体形状和材料选择根据强度要求来进行选择，其中根据需要可以压入一个或多个侧凹87或冲压夹板94。同样，轴向端面89的尺寸可以通过其深度91和宽度95相应地进行选择，由此，可以预先确定与轴承盖28的径向延伸的背侧84的形状配合连接的强度。

Claims (19)

1.尤其用于调节汽车中活动部件(58)的传动-驱动单元(10)，该传动-驱动单元(10)具有可借助于驱动装置(42)驱动的驱动元件(18)，该驱动元件(18)借助于至少一个轴承盖(28)可旋转地支承在托架管(14)内，其中驱动元件(18)具有第一轴向止挡(23)，该第一轴向止挡(23)支撑在托架管(14)的第一轴向支承面(21)上，且驱动元件(18)具有第二轴向止挡(35)，该第二轴向止挡(35)靠在轴承盖(28)的第二轴向支承面(27)上，其中轴承盖(28)借助于托架管(14)的材料变形部位(82)朝驱动元件(18)的第二轴向止挡(35)挤压。
2.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述材料变形部位(82)通过托架管(14)的径向向内形成的外罩区域(8)形成。
3.按权利要求2所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述外罩区域(8)布置在托架管(14)的最大直径(6)的区域内。
4.按权利要求2所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述外罩区域(8)的材料变形部位(82)构造成侧凹(87)，其中外罩区域(8)的至少一个压入的端面(89)在确定的宽度(95)和确定的深度(91)上轴向靠在轴承盖(28)上。
5.按权利要求4所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述端面(89)平齐地靠在轴承盖(28)的背侧(84)上，该背侧近似垂直于驱动元件(18)的轴线(76)延伸。
6.按权利要求2所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述外罩区域(8)的材料变形部位(82)由至少一个具有自由端部(97)的夹板(94)形成，该端部轴向地靠在轴承盖(28)上。
7.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述驱动元件(18)点状地靠在轴承盖(28)上。
8.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述驱动元件(18)轴向地靠在轴承盖(28)的环绕的凸肩(25)上。
9.按权利要求8所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述环绕的凸肩包围轴承盖(28)的轴向的孔(67)，驱动元件(18)通过该孔伸出。
10.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述轴承盖(28)具有内部的圆柱形的外罩面(37)，该外罩面径向支撑驱动元件(18)。
11.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述轴承盖(28)具有止动盘(32)，由比轴承盖(28)更硬的材料形成该止动盘。
12.按权利要求1所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述驱动元件(18)构造成布置在轴(15)上的蜗轮(19)或者圆柱齿轮。
13.按权利要求12所述的传动驱动单元(10)，其特征在于，所述轴(15)构造成主轴(16)。
14.按权利要求12所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述托架管(14)的第一支承面(21)形成具有用于轴(15)的轴向开口(24)的盆状的轴承座(22)。
15.按权利要求14所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述轴承座(22)一体地模制在托架管(14)上。
16.按权利要求15所述的传动-驱动单元(10)，其特征在于，所述轴承座(22)借助于深冲方法一体地模制在托架管(14)上。
17.用于制造按上述权利要求中任一项所述的传动-驱动单元(10)的方法，其特征在于以下步骤：
-将驱动元件(18)和轴承盖(28)***托架管(14)中；
-以确定的预保持力(81)将轴承盖(28)朝驱动元件(18)进行轴向挤压，使得驱动元件支撑在托架管(14)的第一支承面(21)上；
-借助于冲压力(83)将托架管(14)的外罩区域(8)沿径向进行冲压，从而在轴承盖(28)和外罩区域(8)之间产生形状配合连接，并且由此固定轴承盖(28)。
18.按权利要求17所述的方法，其特征在于，沿径向如此深地压入所述外罩区域(8)，直到形成具有大致垂直于托架管(14)延伸的端面(89)的侧凹(87)，该端面在确定的宽度(95)和确定的深度(91)上轴向靠在轴承盖(28)上。
19.按权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述托架管(14)具有带有装配口(93)的底面(92)，通过该装配口将预保持力(81)施加到预装配在托架管(14)中的轴承盖(28)上。
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