专利名称：用在机动车中的驱动器的制作方法
用在机动车中的驱动器
本发明涉及一种用在机动车中的驱动器，尤其用于活动车顶结构。 在活动车顶结构的情况下，有多个可移动的元件需要相互独立的运动。例 如可能需要玻璃顶盖和遮阳巻帘运动，或是两个独立的玻璃顶盖运动。就一般 情况来说，在现有技术中，此问题公知的解决方法;^t于每种运动^ffi—个自 身的马达，例如为电动机的形式。这样一来，除了需要有高的结构空间之外， 随之而来的是高额的材料费用和生产费用的问题，同时增加了机动车中包括全 部所需零件在内的驱动器的重量。
本发明的任务在于，在樹氐的结构空间需求的情况下提供简单而坚固的驱 动解决方案。
此任务通过l^利要求1所述的驱动器来完成
为此设有一种驱动器，它具有马达和至少两个输出轴用于使输出小齿轮运 动，并具有布置在马达与输出轴之间的传动机构，用于选择性地将马达的驱动 运动传递到输出小齿轮上，其中传动机构具有多个可开闭的联轴器和至少一个 用于同时地改变一个或者多个联轴器的传动能力的开闭元件。
本发明的主旨，是将一个唯一的、伏选位置固定的马达的传动力矩可选地 分配到至少两个、优选位置固定的输出轴中的一个或者多个上，在此，传动力 矩的分配根据一个或者多个开闭联轴器的设定的传动能力进行，并且联轴器的 传动能力^MM少一个起着开闭元fM乍用的传动机构来确定的。
"输出小齿轮'在这里可以理解为任意的从动元件。驱动运动盼'有选择的传 递"在这里基本上除了交替的传递(不是传纟^^Ml出小齿轮，就是传给另一个 输出小齿轮)之外，还包含有同时传递(既传给这个输出小齿轮，又传给另一
4iir出小齿轮)的意思。
通过本发明，仅需要一个唯一的马达就可以使多个输出小齿^动。因此 用在驱动器上的材料费用和生产费用全部都明显减少了 ，而且显而易见的是所 需的结构空间减小了 。这样驱动器在机动车的狭小结构空间内育,得到特别有 效的充分利用。在活动车顶结构的情况下使用这种驱动器时，其涉及特别是前
排乘客上方和和车顶下方的结构空间。
这种应用不再需要^顿其他的马达，也降低了布线所需要的费用。财卜仅 需要一个唯一的马继制器和一组用于无线电抗干扰的构件。因此完全離了 驱动器的重量，对于机动车总重的M^和机动车生产成本的陶隨到很大作用。
本发明ffi^顿输出小齿^S行成本低廉的传递，其不仅可以适用于活动
车顶结构盼瞎况，也可以适用于多种其他的机动车结构。就座椅调节机构来说， 借助于本发明，如座位面和座椅靠背能够使用唯一一个马达来驱动。借助于本 发明，如折叠车顶蓬布育,用唯一台马达使其从两侧折叠在一起。
^AM权利要求中琳盱本发明的翅方^S行了说明。
按照特别雌的本发明实船式，用于传递鄉动运动的马达具有马达轴， 该马达轴在两个彼此相距的位置上设有联轴器件，该联轴器件的传动能力是可 变的。换而言之，其传动能力可变的联轴器件设在马达轴上。这意歸，借助 于开闭元件可直接在马达轴上进行开闭。这种开闭是在输出小齿轮前完成的， 从而输出轴或输出小齿轮不必一同开闭，因11 纵力和其所需的换向电流是非 常小的，这意tt仅需要很少数量的小型的、轻的并且成本低廉的开闭元件， 因此，通31^样的结构能使驱动器的构型变得非常紧凑。 仅需要唯一一个 开闭设备。
特别有利的是， 一个或者多个联轴器M:至少一个开闭元件可在轴向上， 即在输出轴纵向方向上移动。如果马达轴与至少一个输出轴同轴地布置，则这 是特别合理的。只在一个作用方向上进行开闭，则可得到非常高的作用效率。 借助于联轴器，不需很大的动力转向就可以完成马达的驱动运动的传递，这样 便可4OT结构简单、稳固且便宜的联轴器。
在本发明的其它实施方式中，也可以使马达轴相对于至少一个输出轴偏移 地布置。如果轴相互之间平行地偏移布置，则可使马达驱动运动的传递变得特 别容易，例如通过相互啮合的齿轮。然而马达轴也可以倾斜于一个或多个输出 轴延伸。
最后特别有利的是，设有利用磁力作用的开闭元件。此类开闭元件特别的 可靠且操纵简便。 是使用有电磁体的开闭元件，它能起到螺线管的作用。 对于对开闭元件的不同要求，可以使用不同的开闭元件，例如双螺线管系统或 反转式自保持螺线管。当然也可以使用配有伺服电动机的开闭元件或诸如此类
的开闭元件，来代替，的磁性的开闭元件。
根据下述实施例将详细阐述本发明，并通过附图对实施例作进一步的解释。
以下是部分示意图的简要说明
图1根据本发明的驱动器的透视图，其具有轴向的轴结构和螺线管， 图2根据本发明的驱动器的俯视图，其具有轴向的轴结构和螺线管， 图3佩联轴器的细节图，有固定的联轴器件和可移动的联轴器件，
图4根据本发明的有传动机构外壳的驱动器的透视图， 图5根据本发明的驱动器，其具有轴向的轴结构和螺线管， 图6根据本发明的驱动器，其具有平纟，也偏移的轴结构和螺线管。
图1描绘的是本发明第一实施例。用在机动车中的驱动器1包括一台电动 机2，带有给电动机2供电时^ffl的插接器3。电动机2包括转子和定子，它们 布置在马达机体4内。从电动机2的两侧端面6伸出的是呈四棱轴状的电动机2 (唯一的)的马达轴5。连接在马达轴5上的并在此要详细描述的传动机构布置 传动机构外壳7内，由该传动机构外壳导出用于连接电动机2的连接插头8，或 者导出其它驱动元件连接到电源和必要时的信号源上(参考图4)。此外由电动 机2驱动的两个输出小齿轮9， 9'从传动机构外壳7伸出。这两个输出小齿轮9， 9，ffl^^f谓的提升缆， 一方面用于驱动活动车顶结构的玻璃顶盖，另一方面用于 驱动活动车顶结构的内，帘，其出于清楚的原因没有被绘出。
在马达轴端的区域中分别布置有一个(内部的)联轴器件ll， 11'。对于星 形的職由器件ll， 11，，是指可控制的/!U職由器的一部分。联轴器件ll， 11， 与马达轴5抗转动:tiyi接，因此马达轴5 —起转动。同时，联轴器件11， 11， 可在马达轴纵向方向12上沿开闭方向13移动地被安置在马达轴5上，换而言 之，联轴器件ll， ll'在轴向上的位置可以发生改变。因此下述内容中，内部的
配属于电动机2的联轴器件u， ir被称为可移动的联轴器件ii， ir。 与J^可移动的職由器件n， ir相应的配对件是(外部的)联轴器件i4，
14，，其抗转动地并不可移动地与位置固定的输出轴15， 15'相连。在下述内容 中，夕卜部的联轴器件14， 14'也被称为固定的联轴器件14， 14'，并与分别配属
于其的可移动的联轴器件ii， ir共同地形成了两个戯联轴器。
输出轴15， 15，用于将电动机2的驱动运动M:输出齿轮16， 16'传避U输
出小齿轮9， 9'(参照图4)上。输出轴15， 15'位于电动机2的两侧并与马达 轴5同轴地布置。换而言之，输出轴15的轴纵向方向17是与马达轴纵向方向 12重叠的。为驱动输出齿轮16，输出轴15， 15'被设计为涡轮轴的形式。财卜， ^Mr出轴15， 15'都具有一个呈辦由承20， 20'形式的径向-轴向轴承和一个呈 球形帽轴承18， 18'形式的径向轴承。在输出轴15， 15'上布置有用于霍尔传感 器的环形磁体19， 19'，它可用于输出轴15， 15'的位置控制和说明。Mil将霍
尔传繊不是布置在电动机2里面，^i:接布置在电动机2上，而是布置在(可
脱耦的)传动件上，则可以实现，即使在驱动元件的机械作用情况下或在活动 车顶的运动机构产生反作用时，驱动器l的已储存在马达电残置中的(相对) 位置也不会丢失。专门把环 体9， 9'定位在输出轴上，使得无论在職由i^呈 中，还是在联轴过程后，都可以非常简单(例如与安置在输出齿轮16， 16'上相 比较)又可靠itkia行位置控制。
Mil开合叉臂21，将两个与马达轴5相连的可移动的職由器件11， ll'相互 连接總。开合叉臂21由平行于马达轴纵向轴线12延伸的主叉臂件22构成， 主叉臂件22通过位置固定的螺线管23导引，并且育,fflil螺线管23平行于马 达轴纵向方向12沿开闭方向13移动。在主叉臂件22两端布置有与马达轴纵向 方向12垂直地延伸的连接件24，在连樹牛24的端TO置有固定爪25，固定爪 25把可移动的联轴器件11与开合叉臂21连接在一起。此为固定爪25能^A到 联轴器件11上的相应的槽26内，参照图3 。
螺线管23平行于电动机2布置。它同样有用于供电的连 头(未绘出)。 ^Mil集自驱动器中的控制电子装置(未绘出)实现对螺线管23的控制， 战控制电子驢或者是马达控制器的组成部分，或者与马达控制器相耦接。 对于螺线管23，是指具有一个线圈和两个永久磁体的双稳态控制系统(未绘出)。 这意tt，借助于螺线管23，會的多使开合叉臂21置于两个不同的开闭位置。双 稳态的螺线管的优势就在于，通过线圈的换极就可以在t，方向上进行控制。 这样的螺线管是在脉冲模式下运作的，也就是说在开闭过程中仅需要很小的功 率。在自保持的终端位置，耗电量为零，也就是说没有耗能。
在这里所描述的实施例中，结构部件是这样布置的，在螺线管23的第一开 闭位置时，前面的爪式联轴器ll， 14彻底分离，而后面的爪式联轴器ir， 14' 完全闭合，如图1所示。处于螺线管23的第二开闭位置时，前面的7TU联轴器ii， 14完全闭合，而后面的;W联轴器ii'， 14'彻底分离。在本发明其他实施 例中，开闭位置还可以如此设置，即鄉一开闭^S时，前面的爪式联轴器ii， 14彻底分离，而后面的爪式職由器ir， 14'完全闭合(或相反)，当处于第二开 闭位置时，前面的和后面的爪式联轴器(部分的)都被闭合。处于这种部分闭 合盼瞎况时，联轴器件ii， 14或ir， 14'的爪是不完全抓紧的，仅部分地相扣，
尽管如此，仍可保证在此时可mte传递电动机2的驱动运动。
代^具有一个线圈的双稳态的螺线管，作为具有两个开闭级的螺线管23，
也可以使用反转式自保持螺线管，它也被称为没有零位的自保持螺线管。这样 可M电磁力的作用完成^f呈运动。此时需要^ffi两个线圈。在切断电流的情
况下，在fi^呈终端位置M^7:)c久磁体保持衔铁。在M负电流脉冲和同时激 励相应的线圈使永久磁体失效后，又开始向着另一^f呈位置的^^呈运动。
在本发明的另一实施例中，螺线管23是指具有三个开闭级(稳定)的系统。
这些开闭级雌在itk^样體，即在第一开闭级中，唯有前面的戯聯由器ii， 14闭合，并在第二开闭级中，唯有后面的/ ;联轴器11，， 14，闭合，当在第三
开闭级中，两个/M联轴娜(部分的)闭合，以两锡出小齿轮9， 9'运动。
因jtkitk实驗式不仅可以将驱动运动被替地传递到输出小齿轮9， 9'中的上，
也可以同时将驱动运动传递到输出小齿轮9， 9'上。
如果设计有三个开闭级，^i^[OT双螺线管用作为螺线管23。双螺线管配 有两个线圈，它的衔铁可以占有三个不同的位置。根据其中明P个线圈被接通， 来决定衔^/人中间位置移动到其中一个或另一个fi^呈位置。
不言而喻，除了所描述的螺线管系统，还能^ffi其它的螺线管系统以及建 立在其它工作原理基础上的系统。因此，例如可以安装伺服电机(带有调节传 动机构的电机)来代替螺线管。
根据开合叉臂21的位置，电动机2的驱动运动M马达轴5传递到一个或 者两，出轴15， 15'上，并且由输出轴再通过输出齿轮16， 16'传递至lJ输出小
齿轮9， 9，上。前面的或者后面的;W;職由器ii， 14m^;联轴器ir， 14'的
传递能力此时是由开合叉臂21的位置确定的。
在已说明的实施例中， <顿的職由器是爪式联轴器，参照图3。在固定和可 移动的联轴器件ll, 14， 11，， 14，上设有相互指向的爪27，其数量和大小是相 互匹配的，且爪可在开合叉臂21处于相应位置时相互嵌接，因此在内部的联轴
器件ll， lr和外部的联轴器件14， 14，之间形成形状配合。联轴器件ll， 14的 单个爪27在其相互指向的端部都具有导动斜面28。这使職由器件ll， 14的闭 合变得容易。针对闭合的过程倉^(吏用不同的方法，电动机2的脉冲宽度调制 (PWM)控制已经被证实是为最有效的。螺线管23是在电动机2 f^相对较低 时被接通的，因此肖,实现可靠的闭合。在这种情况下可以去掉导动斜面28。
劍t/W勝由器，各根据^W青况，也可以l，其他的优选同样可控制的 开闭職由器系统，例如齿式联轴器(靴配合)鹏擦联轴器(力结合)。
图5中呈现的是本发明的另一实施例。不同于前面描皿的实施例之处在 于，没有由螺线管23驱动的用于两个可移动的職由器件14， 14'的开合叉臂21。 取而代之的是，为*可移动的联轴器件14， 14'配置了单独的开合叉臂元件29。 这些开合叉臂元件29中的每一个都可以(相互独立地)由双稳态的螺线管沿着 开闭方向13驱动。因此B先可以交替地将驱动运动从电动机2传递到两个输出小 齿轮9， 9'上，也可以同时传递会織出小齿轮9， 9'，其中联轴器件ll， 14， 11'， 14,倉,機地完全相互嵌接。
在图6中呈现的是本发明的另一个实施例，在之前的附图中输出轴15， 15' 总被设计为与马达轴5同轴地布置，与这些之前的附图不同，而此处两个输出 轴31 ， 3r相对于马达轴5平行偏移地布置。
^0f描绘的此例中，齿轮32， 32'作为可移动的联轴器件设在构造成四棱轴 的马达轴5的两个端部上。这里的齿轮32， 32'指的是圆柱齿轮，它与马达轴5 相连并可在轴向移动。M与前述开合叉臂21类似地构造的、但是没有直接通 过螺线管23导引，而^151连接件30与螺线管23作用连接的开合叉臂33，将 两个可移动的齿轮32相互连接。通31使借助于螺线管23平行于马达轴纵向方 向12沿开闭方向13可移动的开合叉臂33謝 动，齿轮32可以轴向地，即 沿着马达轴纵向方向12在马达轴5上移动。根据螺线管23位于两个开闭位置 中的哪一个，两个可移动的齿轮32中的一个和与之相对应的作为,件的设在 在输出轴31， 3r之一上的固定齿轮34， 34'相啮合。在此布置在那里的齿轮34， 34'与输出轴31， 31'抗转动地相连。如果又设有具有三个开闭级的螺线管23， 则当两个可移动的齿轮32， 32'在中间位置处与两个固定的齿轮34， 34'相啮合 时，不仅可以将电动机2的驱动运动交替地传递到输出小齿轮9， 9'中的上，也 可以同时将驱动运动传递到输出小齿轮9， 9'上。
另一方面，设计为涡轮轴的输出轴31， 3r又M31输出齿轮16， 16'与输出 小齿轮9， 9'相连。
当然，在其余(没有绘出的)实施例中，也可以将两铺出轴15， 15'或31， 31'相互之间同样可以不(像图l以及图6中的那样)相互同轴地布置。例如也 可以将一，出轴15或31相对于马达轴5平行偏移地布置(如图6中)，而另 一错出轴15'或31'倾斜于马达轴5布置。当然，马达轴5与输出轴15， 31的 同轴布置可以与(平行)偏移的布置相组合使用。也可以一相应于職由器件， 例如 跌體的锥齿轮一4繊出轴15， 15'， 31， 31'随意地并不同程度的倾斜 于马达轴5布置，并由此采用任意的位置。
M51以(原则上)任意的方式和方法对输出轴的布置(输出轴15， 15，， 31， 3F的轴纵向方向17， 17% 35， 35，因此可与马达轴纵向方向围成任意的角度)， 都能使根据本发明的驱动器l的构型变得多样化，因此倉滩形成紧凑的结构形 式。这里对職由器件的选择(/1^联轴器，齿轮，......)是不受限制的，并且
当选择了铺的職由^M时，可以自由地布置输出轴15， 31，于是本发明所 述的驱动器系统育,以多样的结构形式和变型方案提供使用，因jtki^系统能 够广泛4柳在机动车所有可能会涉及的领:ll^其之外的领域。
这种驱动器1^S样构造，即例如当机动车制动或糊陷入时，不会无 意地移动顶盖。此外如有需要，输出小齿轮9， 9'兽,被机械地确定到職由器的 分离状态。为此，输出小齿轮9， 9'和/或输出齿轮16禾tV或输出轴15， 31以及 类似件构造成自锁的。与此同时要考虑到，处于联轴器分离状态下的马达2不 育嫩再施加制动作用给输出小齿轮9， 9'。
权利要求
1、一种用在机动车中的驱动器(1)，它具有马达(2)和至少两个用于使输出小齿轮(9，9’)运动的输出轴(16，16’；31，31’)，并具有布置在马达(2)与输出轴(16，16’；31，31’)之间的传动机构，用于选择性地将马达(2)的驱动运动传递到输出小齿轮(9，9’)上，其中传动机构具有多个可开闭的联轴器(11，11’，14，14’；32，32’，34，34’)和至少一个用于同时地改变一个或者多个联轴器(11，11’，14，14’；32，32’，34，34’)的传动能力的开闭元件(21，23)。
2、 根据权利要求1所述的驱动器0)，其特征在于，其传动能力可变的联 轴器件(11， 11，； 32， 32，)布置在马达轴(5)的两个彼此相距的位置上。
3、 根据权利要求2所述的驱动器(1)，其特征在于，马达轴(5)与至少 一，出轴(16 ， 16，， 31， 31，)同轴;W置。
4、 根据权利要求2或3所述的驱动器(1)，其特征在于，马达轴(5)相 对于至少一^HI出轴(16 ， 16，， 31， 31，)偏移地布置。
5、 根据权利要求1到4中任一项所述的驱动器(1)，其特征在于具有以作 用的开闭元件(21， 23)。
全文摘要
为在较低的结构空间需求的情况下提供简单而坚固的驱动解决方案，提出一种用在机动车中的驱动器(1)，它具有马达(2)和至少两个用于使输出小齿轮(9，9’)运动的输出轴(16，16’；31，31’)，并具有布置在马达(2)与输出轴(16，16’；31，31’)之间的传动机构，用于选择性地将马达(2)的驱动运动传递到输出小齿轮(9，9’)上，其中传动机构具有多个可开闭的联轴器(11，11’，14，14’；32，32’，34，34’)和至少一个用于同时地改变一个或者多个联轴器(11，11’，14，14’；32，32’，34，34’)的传动能力的开闭元件(23)。
文档编号F16H37/06GK101365895SQ200680043826
公开日2009年2月11日 申请日期2006年9月28日 优先权日2005年11月25日
发明者A·阿科皮安, B·奥布斯特, M·本克特, S·乌尔里克 申请人:欧陆汽车有限责任公司