CN105121912B - 轴止推装置以及伺服驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于汽车中的伺服驱动机构(1)的轴止推装置，包括可转动地支撑的轴(5；5b)和用于轴向地支撑轴端部(14；14b)的止推面(12)。根据本发明规定，止推面(12)的大小可根据通过轴端部(14；14b)作用到止推面(12)上的轴向力(F)而改变，使得轴向力(F)的增大引起止推面(12)的增大。

Description

轴止推装置以及伺服驱动机构

背景技术

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的轴止推装置。本发明还涉及在使用本发明的轴止推装置情况下的伺服驱动机构。

由本申请人的DE 10 2007 023 389 A1已知一种根据权利要求的前序部分的轴止推装置。已知的轴止推装置特别是在汽车中作为电驱动机构中的组成部分以伺服驱动机构的形式得到应用，例如应用在窗玻璃起落驱动机构、活动车顶驱动机构、座椅调节驱动机构等中。对这种伺服驱动机构的要求是，它在规定的负载下在静止状态下保持在其位置上，以便避免车窗玻璃、活动车顶、座椅等发生并非所愿的移调。在这种状态下，伺服驱动机构的电驱动机构在无电流时接通。在此，大部分制动都在伺服驱动机构中通过传动级来产生，或者在多级传动的情况下通过多个传动级来产生。在传动机构中所要求的制动需要为了伺服驱动机构的工作即为了车窗玻璃、活动车顶、座椅等的移调而必须使用相对强大的电的驱动机构。随着传动机构效率的提高，所要求的功率需求或电驱动机构的结构尺寸就会得到减小，这尤其按所希望的方式导致轻便的伺服驱动机构。尽管如此，仍需要伺服驱动机构产生所希望的制动。对于由DE 10 2007 023 389 A1已知的轴止推装置而言，在轴端部及其位置固定地布置的支撑部件之间环形地形成了止推面通过这种布置方式，相比于轴端部的点状接触，可以实现相对大的摩擦面，进而在对轴施加预定的轴向力情况下相比于点状接触实现了增强的自身制动。在这里，由于沿着轴向力观察，止推面的大小恒定，实现了制动力矩的至少几乎线状的走势。虽然由此通过相对大的止推面已经在相对小的轴向力情况下实现了相对大的制动力矩，然而，在通过电驱动机构工作的情况下克服这种制动力矩却又需要相对大的驱动机构，而这由于上述关联是并非所愿的。

发明内容

基于所述现有技术，本发明的目的在于，对根据权利要求1的前序部分的轴止推装置加以改进，从而一方面当有相应大的轴向力作用到轴上时能实现相对大的制动力矩，另一方面却需要电的驱动机构的尽可能小的功率来驱动设有轴止推装置的伺服驱动机构。根据本发明，针对具有权利要求1的特征的轴止推装置，以下述方式来实现所述目的：可根据通过轴端部作用到止推面上的轴向力来改变止推面的大小，从而增大轴向力就会引起止推面的增大。根据本发明对止推面的如此设计因而能实现制动力矩的递进的(progressiv)特性曲线，按照这种特性曲线，在作用到轴上的轴向力相对小的情况下，仅实现相对小的制动力矩，而相对大的轴向力就导致了过大比例的(überproportional)较大的制动力矩。

本发明的轴止推装置的有利改进在从属权利要求中述及。在权利要求书、说明书和/或附图中公开的至少两个特征的全部组合都落入本发明的范围内。

为了设计随着轴向力的大小而改变的在较大轴向力情况下增大的止推面，在本发明的构思的一种结构设计中规定，止推面构造在可弹性变形的部件上，其中，该部件优选抗扭地容纳在用于该部件的容纳部中，该部件轴向地支撑在容纳部中。这种可弹性变形的部件能实现使得该部件的变形根据轴向力的大小而改变，由此在增大轴向力的情况下使得可变形的该部件的较大的区域与轴的轴端部作用连接，进而导致止推面增大。

在利用可弹性变形的部件的刚刚提到的具体设计的改进中提出，止推面相对于轴的纵轴线同心地布置，且具有圆形地和/或环形地构造的面区段，这些面区段通过增大轴向力而在可变形的部件与轴端部之间形成。由此特别是例如可以产生制动力矩的一种特性曲线，按照这种特性曲线，在增大作用到轴上的轴向力的情况下，制动力矩起初具有直线上升的走势，只要轴端部例如与仅仅一个唯一的环形的面区段作用连接地布置。在进一步增大作用到轴上的轴向力情况下，轴端部与附加的第二环形的面区段作用连接，这改变了特性曲线，从而通过接通第二止推面实现了制动力矩的过大比例的上升。

具体地为此特别提出，至少在轴未因轴向力受到加载的情况下，止推面的面区段与轴端部之间的间距大小不同，在增大作用到轴上的轴向力情况下，所述间距减小。

具体地在此可以规定，所述部件在面向轴端部的一侧具有第一面区段，该第一面区段径向地被至少一个第二面区段包围。在增大止推面情况下制动力矩特性曲线的递进量度，即增大的制动力矩的特性，在此可以有利地调节，如果在轴未因轴向力受到加载的情况下第一面区段相距轴端部的间距小于第二面区段相距轴端部的间距。这样就达到了效果，起初是相距轴的纵轴线具有相对小的径向间距的第一面区段与轴端部作用连接，从而实现起初相对小的制动力矩。而后在增大轴向力情况下，随后起初是第二面区段与轴端部作用连接，该第二面区段径向地包围第一面区段，因而相距轴的纵轴线具有相比于第一面区段较大的径向间距，因此，由于相距轴的纵轴线的径向间距较大，可以实现附加的相对大的制动力矩，从而沿着轴向力观察，制动力矩特性曲线的斜率成过大的比例，即递进地增大。

本发明的构思的另一构造设计规定，可弹性变形的部件为两元结构，且具有设置在轴的纵轴线上的中央的特别是销状的第一分部件，该第一分部件由相比于(径向地)包围第一分部件的第二分部件不同的材料构成。这样就能实现除了通过面区段的大小所致的影响外，还通过两个分部件的不同的材料利用它们的不同的摩擦系数来产生不同的制动力矩。特别地在此还可以规定，中央的第一部件在伺服驱动机构的寿命期间观察通常在较长的时间内都与轴端部作用连接，该第一部件由特别耐磨的材料构成，而径向地包围第一分部件的第二分部件由一种材料构成，这种材料虽然耐磨性不大，却相比于第一种材料具有较大的摩擦系数。这样一来，在轴向力通过轴端部作用到所述部件上的应用情况下，在增大轴向力时将实现制动力矩特性曲线的附加的递进的特性。

为了避免特别是第二分部件受损或过载，在本发明的另一设计中规定，第一分部件在背离轴端部的一侧与容纳部的底部间隔开地布置，第一分部件在超过作用到轴上的一定的轴向力情况下与容纳部的底部接触。因此，第一分部件同时用作止挡部件，从而轴向力的进一步增大不会导致止推面的增大，进而保护第二分部件免于受损。

为了能实现或者简化可弹性变形的部件的所需变形，还在本发明的另一设计中规定，在该部件的中央区域中，至少在轴未因轴向力受到加载的情况下，该部件与容纳部的底部间隔开地布置。

本发明还涵盖一种尤其是汽车中的伺服驱动机构，其具有本发明的轴止推装置，其中，轴是电的尤其转向可逆的驱动马达的被逐段地构造成传动螺杆的衔铁轴。

本发明的其它优点、特征和细节可由对优选实施例的如下说明以及参照附图得到。

其中：

图1为带有伺服驱动机构的窗玻璃起落器的不完整的示意图，该伺服驱动机构具有轴止推装置；

图2-图6分别为本发明的轴止推装置的不同变型的纵剖视图；和

图7示出本发明的轴止推装置的制动力矩关于作用到轴上的轴向力的典型的特性曲线。

相同的部件或者具有相同功能的部件在这些附图中标有相同的附图标记。

在图1中极其简化地示出了汽车中的窗玻璃起落器2的伺服驱动机构1。该伺服驱动机构1包括转向可逆的电的驱动马达3，该驱动马达带有抗扭地布置在轴5上的马达衔铁4。驱动马达3的其它组件，比如设置在局部剖切地示出的极靴6中的永磁体，以及换向(Kommutierung)机构，为明了起见在图1中未示出。轴5的位于极靴6外部的区段被构造成带有螺杆螺纹8的传动螺杆7。螺杆螺纹8与螺杆轮9啮合，该螺杆轮与汽车门上的要移调的未示出的车窗玻璃特别是通过缆索作用连接地布置。

如由图1可知，轴5被悬置地支撑。为了径向地支撑轴5，与电机衔铁4的每一轴向侧相邻地设置有径向轴承10、11。包夹电机衔铁4的径向轴承10、11能实现在沿轴向相邻的两个止推面12、13的限度内轴向地移调轴5。视驱动马达4的转向而定，轴5要么以其布置在图面左半部的轴向第一端部区段14支撑在第一止推面12上，要么以其布置在图面右半部的第二端部区段15支撑在极靴6外部的第二止推面13上。在图1所示的实施例中，轴5的一个端部区段14具有垂直于轴5的纵轴线17布置的平面的端面18，而另一端部区段15由球形的即凸起地构造的端面19构成。

在传动机构壳体上构造的第二止推面13精确地垂直于轴5的纵轴线17伸展，且平面地构造，从而轴5近乎点状地(环形地)在纵轴线17的区域中沿轴向在驱动马达3的相应转向情况下支撑在第二止推面13上。

在驱动马达3受到反向驱动时，未示出的车窗玻璃就会提升。在这种情况下，轴5的第一轴向端部区段14支撑在第一止推面12上。

如特别是结合图1和2可见，第一止推面12构造在一个部件20上，这个部件抗扭地容纳在极靴6的容纳部21中。例如通过部件20与容纳部21之间的未示出的形状配合连接、机械的固定或者通过粘接将部件20抗扭地容纳在容纳部21中。

根据本发明规定，部件20被构造成可弹性变形的部件20。相应地选择部件20的材料，和/或对部件20予以相应的几何构造，即可实现部件20的弹性变形。在本发明的所示的第一实施例中，部件20至少基本上盘状地构造，且具有设置在纵轴线17上的高台式的***部22。轴5的端部区段14与***部22接触。***部22相对于纵轴线17同心地被径向环绕的凹坑23包围，在该凹坑的区域中，部件20具有减小的厚度。凹坑23除了保证部件20的所希望的变形外，有时还用于容纳润滑剂特别是油脂。

在凹坑23的径向外部，部件20具有恒定的厚度和面向轴5的端部区段14的接触面24。

在部件20的背离端部区段14的一侧，容纳部21具有凹槽25，从而在凹槽25的底部与部件20的面向该凹槽的端侧之间形成一个自由空间26。对于本发明重要的是，在部件20与端部区段14之间，在对轴5施加轴向力F时，根据轴向力F的大小，止推面12的产生制动力矩M_H的不同的面区段27、28作用连接，该制动力矩抑制轴5的转动。

在图2所示的状态下，只有一个较小的轴向力F沿部件20的方向作用到轴5上，在该状态下，仅仅具有***部22的部件20的一个面区段27与轴5的端部区段14接触。相反，如果增大轴向力F，就会使得弹性部件20变形，致使部件20的与***部22相对的区域嵌入到凹槽25中，同时，部件20的接触面24形成止推面12的与轴5的端部区段14作用连接的第二面区段28。增大轴向力F因而引起对第二面区段28的“接通”，进而引起增大部件20与轴5之间的摩擦面。

图3中所示的部件20a与部件20的区别主要在于，其中设置有部件20a的容纳部21没有凹槽25。替代地，部件20a在与***部22相对的一侧具有特别是球形构造的内凹29，该内凹的功能相应于部件20的凹槽25的功能，从而在超过一定的轴向力F时部件20a会发生变形，使得部件20a或***部22朝向容纳部21的底部移动。

在图4中示出了另一部件20b，它与部件20a的区别在于，部件20b在径向地包围凹坑23的区域30中具有锥形地构造的面区段28b。此外，轴5b的端部区段14b拱顶式地构造，从而附加地使得设置在纵轴线17上的面区段27b与端部区段14b作用连接，且在增大轴向力F时使得锥形构造的面区段28b与端部区段14b作用连接。

在图5中示出了另一部件20c，其为两元式设计。部件20c包括设置在纵轴线17上的中央的特别是销状的第一分部件31和径向地包围第一分部件31的环形的第二分部件32。两个分部件31、32例如通过粘接、压紧等牢固地相互连接，其中重要的是，第一分部件31由不同于第二分部件32的材料构成。第一分部件31尤其可以由相比于第二分部件32更耐磨的材料构成。第一分部件31的背离轴5的一侧与容纳部21的底部间隔开地布置，因而用作止挡部件，以便限制部件20c的变形或移动。轴5平整地构造，就像第一分部件31的面向轴5的端面一样，该端面形成了止推面12的第一面区段27c。在第一分部件31上紧接着连接有径向环绕的凹槽33，该凹槽也过渡至第二分部件32的第二面区段28c，从而在轴5因轴向力F受到较小的载荷时，在第二面区段28c与止推面12之间形成一个间隙34。这意味着，在轴向力F相对较小时，仅仅第一分部件31的第一面区段27c与止推面12作用连接。

根据图6的部件20d的止推面12总共形成了三个面区段27d、28d和35。部件20d的构造主要基于部件20c，其中，设置有第二径向地环绕的凹槽36，该凹槽同心地包围第一凹槽33。相比于第二面区段28d，第三面区段35具有相距轴5的端部区段14的较大的间距。因而在利用轴向力F对轴5加载的情况下，在轴向力F增大时，面区段27d、28d和35接续地与止推面12作用连接，且分别产生附加的抑制轴5转动的制动力矩M_H。

这种关系在图7中示出，其中针对部件20d示出了关于轴向力F的制动力矩M_H。该力曲线示出了分别大致直线地伸展的三个区域37-39，其中，区域38的斜率大于区域37，区域39的斜率又大于区域38。区域37表示在仅仅第一面区段27d与轴5作用连接地布置时的状态或轴向力F。在增大轴向力F时，第二面区段28d与端部区段14作用连接，由此在区域38中产生较大的斜率。最后，在进一步增大轴向力F时，第三面区段35也与端部区段14作用连接。这由区域39来表示。

这里介绍的轴止推装置可以在不偏离本发明的构思的情况下以各种方式予以变型或改型。尤其可以规定，不仅在轴5的一个端部区域而且在轴5的另一端部区域设置本发明的轴止推装置。于是在该另一端部区域，轴5通常被接纳在第三轴承即所谓的“C轴承”中。这样一来，无论轴5的转向如何，都可以产生随着轴向力F的增大而连续地增大的制动力矩M_H。还提出，本发明已在窗玻璃起落器驱动机构的范围内予以介绍过。不言而喻，也可以考虑任何其它应用，特别是应用在汽车的舒适性驱动机构中，比如活动车顶驱动机构、座椅调节驱动机构。

Claims (10)

1.一种用于汽车中的伺服驱动机构（1）的轴止推装置，包括可转动地支撑的轴（5；5b）和用于轴向地支撑轴端部（14；14b）的止推面（12），其特征在于，止推面（12）的大小可根据通过轴端部（14；14b）作用到止推面（12）上的轴向力（F）而改变，使得轴向力（F）的增大引起止推面（12）的增大，其中根据轴向力（F）的大小，止推面（12）的产生附加的制动力矩Mh的不同的面区段（27、28）作用连接，所述制动力矩抑制轴（5）转动，其中而后在增大轴向力情况下，随后起初是第二面区段与轴端部作用连接，该第二面区段径向地包围第一面区段，因而相距轴的纵轴线具有相比于第一面区段较大的径向间距，因此，由于相距轴的纵轴线的径向间距较大，可以实现附加的相对大的制动力矩，从而沿着轴向力观察，制动力矩特性曲线的斜率成过大的比例，即递进地增大。

2.如权利要求1所述的轴止推装置，其特征在于，止推面（12）构造在可弹性变形的部件（20；20a-20d）上，该部件优选抗扭地容纳在用于该部件（20；20a-20d）的容纳部（21）中，该部件轴向地支撑在容纳部（21）中。

3.如权利要求2所述的轴止推装置，其特征在于，止推面（12）相对于轴（5；5b）的纵轴线（17）同心地布置，且具有圆形地和/或环形地构造的面区段（27；27b；27c；27d，28；28b；28c；28d），所述面区段通过增大轴向力（F）而在部件（20；20a-20d）与轴端部（14）之间形成。

4.如权利要求3所述的轴止推装置，其特征在于，至少在轴（5；5b）未因轴向力（F）受到加载的情况下，止推面（12）的面区段（27；27b；27c；27d，28；28b；28c；28d）与轴端部（14）之间的间距大小不同，在增大作用到轴（5；5b）上的轴向力（F）情况下，所述间距减小。

5.如权利要求4所述的轴止推装置，其特征在于，所述部件（20；20a-20d）在面向轴端部（14）的一侧具有第一面区段（27；27b；27c；27d），该第一面区段径向地被至少一个第二面区段（28；28b；28c；28d，35）包围。

6.如权利要求5所述的轴止推装置，其特征在于，在轴（5；5b）未因轴向力（F）受到加载的情况下第一面区段（27；27b；27c；27d）相距轴端部（14）的间距小于至少一个第二面区段（28；28b；28c；28d，35）相距轴端部（14）的间距。

7.如权利要求2-6中任一项所述的轴止推装置，其特征在于，所述部件（20c；20d）为两元结构，且具有设置在轴（5）的纵轴线（17）上的中央的销状的第一分部件（31），该第一分部件由相比于包围第一分部件（31）的第二分部件（32）不同的材料构成。

8.如权利要求7所述的轴止推装置，其特征在于，第一分部件（31）在背离轴端部（14）的一侧与容纳部（21）的底部间隔开地布置，第一分部件（31）在超过作用到轴（5）上的一定的轴向力（F）情况下与容纳部（21）的底部接触。

9.如权利要求2-6中任一项所述的轴止推装置，其特征在于，在该部件（20；20a-20d）的中央区域中，至少在轴（5；5b）未因轴向力（F）受到加载的情况下，该部件（20；20a-20d）与容纳部（21）的底部间隔开地布置。

10.一种汽车中的伺服驱动机构（1），具有根据前述权利要求中任一项的轴止推装置，其中，轴（5；5b）是电的转向可逆的驱动马达（3）的被逐段地构造成传动螺杆（7）的衔铁轴。