传动-驱动装置的从动元件以及传动-驱动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种机动车的舒适驱动系统中的传动-驱动装置(100)的从动元件(10、10a、10b)，具有由金属制成的从动小齿轮(12、12a、12b)，所述从动小齿轮具有用于对元件进行调整的齿部(27)，其中所述从动小齿轮(12、12a、12b)由传动齿轮(13、13a、13b)的塑料局部地注塑包封。根据本发明规定，所述从动小齿轮(12、12a、12b)是以粉末注塑法制造的构件。
【专利说明】传动_驱动装置的从动兀件以及传动_驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的机动车的舒适驱动系统中的传动-驱动装置的从动元件。此外，本发明还涉及一种使用了根据本发明的从动元件的传动-驱动装置。
【背景技术】
[0002]根据权利要求1的前序部分所述的从动元件已由本 申请人:的DE 10 2009 046517 Al公开。其中，从动元件包括由金属制成的、具有齿部的从动小齿轮，该从动小齿轮则具有法兰状的、径向环绕的边缘，该边缘由传动齿轮的塑料注塑包封而成。出于传动-驱动装置的坚固性或者说耐磨性的原因，要求从动小齿轮由金属制成，其中所述传动-驱动装置例如用于调整机动车中的活动车顶、座椅、窗玻璃等。在此通过从动小齿轮的特殊结构实现了从动小齿轮和传动齿轮之间的形状锁合连接，由此使得由驱动马达(电动机)产生的扭矩能够传递到从动小齿轮上。
[0003]在此重要的是，由现有技术公开的从动小齿轮(所提到的文献中的从动小齿轮也被算在内)以烧结法制造，也就是说金属粉末在高压和高温下成形为从动小齿轮。所述烧结法决定了存在由于可制造性而确定的壁厚或者说几何形状，由此能够获得从动小齿轮的期望的可重复性或者说精度。尤其由此需要相对于整个从动元件而言相对高的金属份额，该金属份额导致了该从动元件的相对高的重量。但是在机动车技术不断要求减轻重量的过程中，希望每个构件在其重量方面得到优化，因为机动车中这种从动元件或者说传动-驱动装置常常有多个，因此能实现多倍的重量减轻。
【发明内容】
[0004]基于所示的现有技术，本发明的任务在于，如此改进根据权利要求1的前序部分所述的机动车的舒适驱动系统中的传动-驱动装置的从动元件，从而相对于现有技术中以烧结法制造的从动小齿轮实现了重量优化、也就是说重量减轻。
[0005]根据本发明，上述任务在具有权利要求1的特征的传动-驱动装置的从动元件中以下述方式实现，即从动小齿轮是以粉末注塑法制造的构件。“粉末注塑法”(字面上也称为“MIM法”)在此在本发明的范围内应理解为一种就像在(通常的)烧结法中那样使用金属粉末作为用于从动小齿轮的基质的方法，其中所述金属粉末与特定份额的形式为热塑性塑料的塑料粉末(必要时还额外地与蜡)混合并且由此得以能够流动。随后，该混合物在注塑模中成形。然后再将塑料去除。最后对构件进行充分烧结处理。该粉末注塑法尤其具有下述优点:在获得足够高的强度值的情况下，相对于通常的烧结法更加精细的结构或者说具有更小壁厚的结构能够再现并且以足够的精度来制造。因此能够相对于现有技术来说在重量方面更加有利地来设计从动小齿轮，而不引起强度方面或者磨损方面的缺点。
[0006]传动-驱动装置的根据本发明的从动元件的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
[0007]在该从动元件的结构设计中提出，从动小齿轮具有连接法兰，该连接法兰由传动齿轮的塑料注塑包封并且沿径向相对于从动小齿轮的纵轴线向外伸出，在该连接法兰的上侧和下侧中构造有槽状的凹部，该凹部填充有传动齿轮的塑料以形成形状锁合连接，其中该凹部在上侧和下侧处沿周向彼此交错。在此通过径向向外伸出的连接法兰连同在上侧和下侧处沿周向彼此交错的凹部使得即使在传递相对高的扭矩时作用到所述连接上的负载也相对较小。这种槽状的凹部虽然原则上也能够通过烧结法制造，但这里径向环绕的连接法兰所需要的高度相对较大，从而使得总体上从动元件的结构高度也相对较大。
[0008]在此，在建议中的一种特别优选的改进方案中，上述凹部分别由垂直于从动小齿轮的纵轴线布置的壁段和两个倾斜布置的连接段构成，在该连接段上又分别邻接着一壁段；并且所述壁段和连接段的壁厚分别至少大致大小相同。这种结构具有下述优点:使得连接法兰的高度最小化，因此总体上从动元件的高度同样相对较小。
[0009]在一种替代的实施方式中，使用了径向环绕的连接法兰，该连接法兰相对于使用一个连接法兰而言可进一步减轻重量，其中提出，从动小齿轮构造为套筒状并且在与齿部对置的一侧上具有沿纵向延伸的、环状的固定区域，该固定区域具有齿以及布置在所述齿之间的缺口，其中该固定区域由传动齿轮的塑料注塑包封。
[0010]上一个建议中的另一种几何优化方案规定，在固定区域与齿部之间布置环状的中间区域；并且固定区域相对于中间区域沿径向后缩。由此在从动小齿轮朝向传动齿轮的轴向荷载下，能够通过中间区域实现传动齿轮中轴向力的支撑，从而使得齿的区域不必将轴向力传递到传动齿轮上。
[0011]在既对套筒状的从动小齿轮进行优化又对具有径向环绕的连接法兰的从动小齿轮进行优化的另一方案中提出，传动齿轮的塑料布置在从动小齿轮的径向环绕的内壁上并且形成沿从动小齿轮的纵轴线的轴向方向延伸的套筒，其中套筒的通孔构造用于支承从动元件。这种构造能够进一步减小从动小齿轮在由塑料制成的套筒的区域中的壁厚。
[0012]为了对套筒区域中的塑料与从动小齿轮之间的连接进行优化，在一种有利的实施方式中规定，从动小齿轮在套筒的区域中至少基本上具有沿轴向延伸的、形式为槽的凹处，该凹处由套筒的塑料填充。
[0013]当从动小齿轮在套筒的区域中呈锥形时，就得到了在轴向力传递方面的另一优化方案。由此能够通过套筒和从动小齿轮的形状传递轴向力，而不需要附加的(形状锁合的)元件。
[0014]本发明还包括具有根据本发明的从动元件的传动-驱动装置，其中该传动-驱动装置优选在机动车的舒适驱动系统中用于对元件例如活动车顶、座椅、窗玻璃等进行调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明的其他优点、特征及细节由以下优选的实施方式并借助附图进行说明。附图中:
[0016]图1示出在本发明第一实施方式中使用根据本发明的从动元件的情况下舒适驱动系统的传动-驱动装置的纵剖面图；
[0017]图2示出如在附图1中使用的那样的从动元件的从动小齿轮的透视图；
[0018]图3示出根据图1中第一实施方式的从动元件的透视图；
[0019]图4示出在本发明第二实施方式中相对图2改进的从动小齿轮的透视图；
[0020]图5示出与图4所示的从动小齿轮一起使用的传动齿轮的透视图；
[0021]图6示出具有根据图4的从动小齿轮的从动元件的纵剖面图；
[0022]图7示出第三从动小齿轮的透视图；
[0023]图8示出使用图7所示的从动小齿轮的情况下本发明第三实施方式的纵剖面图。
[0024]附图中相同的构件或者说具有相同功能的元件用相同的附图标记表示。
【具体实施方式】
[0025]在图1中示出传动-驱动装置100的一部分，所述传动-驱动装置是机动车中的舒适驱动系统的组成部分。在此，本发明的范围内的“舒适驱动系统”例如可理解(但不受限)为活动车顶驱动系统、车窗升降驱动系统、座椅调节驱动系统等等。
[0026]该传动-驱动装置100包括构造为电动机的驱动马达，该驱动马达的壳体法兰连接到尤其由塑料制成的传动装置壳体15上，其中驱动马达的电枢轴16 —直伸入直到传动装置壳体15的区域中。该传动装置壳体15在示出的实施例中由至少两部分组成，即壳体基体17以及封闭壳体基体17的壳体盖18。该传动装置壳体15用于容纳传动装置20，所述传动装置用于在提高扭矩的同时降低驱动马达的转速。为此在盆形的壳体基体17内部布置有根据本发明的从动元件10，该从动元件绕纵轴线11可转动地布置在传动装置壳体15的拱形的突起21上。
[0027]该从动元件10由两部分组成，即由金属制成的从动小齿轮12以及由塑料制成的传动齿轮13，其中为了形成形状锁合连接，以注塑法制造的传动齿轮13局部地包围从动小齿轮12。该传动齿轮13在其周边上具有齿部22，该齿部22与构造在电枢轴16上的、尤其形式为驱动蜗杆的配对齿部23共同作用。为了将传动齿轮13沿轴向支承或者说定位在传动装置壳体15内部，所述传动齿轮以其下侧贴靠在壳体底部的环状构造的区域24上。此夕卜，传动齿轮13在与区域24对置的一侧上具有环状的区域25，所述环状的区域25布置得与壳体盖18作用连接，从而仅以微小的轴向间隙将传动齿轮13支承在传动装置壳体15内部。该从动小齿轮12局部地由壳体盖18的开口 26向外伸出并且在其周边上具有齿部27，该齿部与有待调整的元件(活动车顶、座椅、车窗玻璃等等)至少间接地共同作用。
[0028]根据本发明规定，从动小齿轮12构造为金属粉末注塑件或者说以MM法制造。此处在本发明的范围内，MIM法可理解为一种方法，在该方法中通过添加热塑性塑料和蜡使得金属粉末能够流动，并且以注塑工艺使其成形。随后再去除塑料并且对这种预制的构件进行充分烧结。
[0029]最好参见图2可看到，从动小齿轮12基本上构造为套筒状或者说环状并且在布置在传动装置壳体15内部的一侧上具有环状环绕的连接法兰30。该连接法兰30构造用来在从动小齿轮12制造之后的注塑工艺中利用传动齿轮13的塑料被注塑包封。为此，连接法兰30在正对齿部27的上侧以及背对齿部27的下侧上具有槽状的沿径向向外伸出的凹部31、32，所述凹部沿周向相互交错。所述凹部31、32沿径向不能到达齿部27的区域。所述凹部31、32通过垂直于从动元件10的纵轴线11延伸的壁段33、34以及连接壁段33、34的倾斜布置的连接段35、36形成。在此重要的是，壁段33、34以及连接段35、36的厚度至少大致大小相同。壁段33、34的厚度例如大约为0.9mm并且连接法兰30的总厚度例如大约为2.5mm。
[0030]参照图3可见，连接法兰30在上侧和下侧上由传动齿轮13的塑料注塑包封，其中齿部27的区域没有塑料。
[0031]在图4至6中示出了一种变型的从动元件10a。在此尤其可见，从动小齿轮12a的套筒状的区域38在其内周上具有沿纵向或者说与纵轴线11对准延伸的槽39，所述槽分别具有大致矩形的横截面。槽39由传动齿轮13a的塑料填充，所述传动齿轮根据图5和图6所示形成同样为套筒状的区域40，所述套筒状的区域沿径向布置在区域38的内部。该套筒状的区域40同时用于将从动元件1a支承在传动装置壳体15中。相对于从动小齿轮12，从动小齿轮12a在齿部27的区域中具有减小的壁厚或者说壁宽。此外参见图6可见，能够规定，从动小齿轮12a的内周具有轻微锥形的形状。因此沿轴向在从动小齿轮12a与传动齿轮13a的套筒状的区域40之间可获得额外的形状锁合连接。传动齿轮13a的套筒状的区域40的壁厚在传动齿轮13a的塑料没有填充槽39的区域中例如大约为0.4mm，而其他区域的壁厚、即槽39的区域中的壁厚大约为0.75mm。从动元件1a的连接法兰30在根据图4到6的实施例中与从动元件10的连接法兰30构造相同。
[0032]在图7和图8中示出了从动元件1b的第三变形实施方式。在此重要的是，相对于从动元件10和10a，从动元件1b没有连接法兰30。更确切地说，从动小齿轮12b完全构造为套筒状并且在背对齿部27的一侧上具有固定区域41，所述固定区域则具有轴向延伸或者说伸出的齿42，在齿42之间分别形成缺口 43。齿42与齿部27的区域通过环状的中间区域44连接，其中该中间区域44具有与齿部27的外径相当的外径，并且其中齿42相对于中间区域44径向向内错开地布置，也就是说，固定区域41相对于中间区域44具有更小的外径。中间区域44的背对齿部27的端侧沿径向在齿42外部用作沿轴向方向对从动小齿轮12b的支撑面45。此外可知，在从动小齿轮12b的内周上与从动小齿轮12a相类似地构造有槽39，所述槽根据图8所示由传动齿轮13b的套筒状的区域40的塑料来填充。
[0033]到目前为止所描述的从动元件10、10a或者说1b能够以多种多样的方式方法进行变化或者说修改，而不偏离本发明的构思。尤其也能够考虑，与所示实施例不同，不使用单级的传动装置20，而使用多级的传动装置，其中从动元件10、10a、1b则构造为所述传动装置20的最后一级。
【权利要求】
1.机动车的舒适驱动系统中的传动-驱动装置(100)的从动元件(10、10a、10b)，具有由金属制成的从动小齿轮(12、12a、12b)，所述从动小齿轮具有用于对元件进行调整的齿部(27)，其中所述从动小齿轮(12、12a、12b)由传动齿轮(13、13a、13b)的塑料局部地注塑包封， 其特征在于， 所述从动小齿轮(12、12a、12b)是以粉末注塑法制造的构件，其中通过添加热塑性塑料和蜡使得金属粉末能够流动并且将其喷注到注塑模中。
2.根据权利要求1所述的从动元件，其特征在于，所述从动小齿轮(12、12a)具有连接法兰(30)，所述连接法兰由所述传动齿轮(13、13a)的塑料注塑包封并且沿径向相对于所述从动小齿轮(12、12a)的纵轴线(11)向外伸出，在所述连接法兰(30)的上侧和下侧上构造有槽状的凹部(31、32)，所述凹部(31、32)填充有所述传动齿轮(13、13a)的塑料以形成形状锁合连接，其中尤其所述凹部(31、32)在所述连接法兰(30)的上侧和下侧处沿周向相互交错。
3.根据权利要求2所述的从动元件，其特征在于，所述凹部(31、32)分别由一个垂直于所述从动小齿轮(12、12a)的纵轴线(11)布置的壁段(33、34)和沿周向两个相对于所述纵轴线(11)倾斜布置的连接段(35、36)构成，在所述连接段(35、36)上又分别沿周向邻接着一个壁段(34、33)，所述壁段(34、33)尤其与第一壁段(33、34)轴向隔开；并且所述壁段(33,34)和所述连接段(35、36)的壁厚分别至少大致大小相同。
4.根据权利要求1所述的从动元件，其特征在于，所述从动小齿轮(12b)构造为套筒状并且在与所述齿部(27)对置的一侧上具有沿纵向延伸的、环状的固定区域(41)，所述固定区域具有齿(42)和布置在所述齿(42)之间的缺口(43)，其中所述固定区域(41)由所述传动齿轮(13b)的塑料注塑包封。
5.根据权利要求4所述的从动元件，其特征在于，在所述固定区域(41)与所述齿部(27)之间布置有环状的中间区域(44);并且所述固定区域(41)相对于所述中间区域(44)具有较小的直径。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的从动元件，其特征在于，所述传动齿轮(13a、13b)的塑料布置在所述从动小齿轮(12a、12b)的径向环绕的内壁上并且形成沿所述从动小齿轮(12a、12b)的纵轴线(11)的轴向方向延伸的套筒状的区域(40)，其中所述区域(40)的通孔构造用于支承所述从动元件(10a、10b)。
7.根据权利要求6所述的从动元件，其特征在于，所述从动小齿轮(12a、12b)在所述套筒状的区域(40)的区域中至少基本上具有沿轴向延伸的槽(39)，所述槽(39)由所述套筒状的区域(40)的塑料填充。
8.根据权利要求6或7所述的从动元件，其特征在于，所述从动小齿轮(12a、12b)在套筒状的区域(40)中呈锥形。
9.根据权利要求3所述的从动元件，其特征在于，所述壁段(33、34)的壁厚大约为0.9mm并且所述连接法兰(30)的总厚度大约为2.5mm。
10.传动-驱动装置(100)，具有根据权利要求1-9中任一项所述的从动元件(10、10a、10b) ο
【文档编号】F16H55/06GK104514861SQ201410642376
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】P·施托伊尔, G·肖尔普 申请人:罗伯特·博世有限公司