用于车辆的顶部件的驱动设备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的顶部件的、例如用于滑动顶和遮阳帘的驱动设备，该驱动设备具有电动机，该电动机与传动装置共同作用，用于操纵顶部件。

背景技术

图6示出了已知的电动机，其与蜗轮蜗杆传动机构一起被用在开头提到的用于车辆滑动顶的驱动设备中。由图6的右部示出电动机的安装高度z，该安装高度确定滑动顶驱动设备的安装高度，并且基于其横向于车辆高度延伸线定向的驱动轴而相应于其外直径。该安装高度通常为33.8mm。也已知这种电动机的具有安装高度z为30.00mm的一个实施方式。

确定了滑动顶驱动设备的安装高度的电动机安装高度尤其在具有电驱动装置的车辆中是关键的，所述车辆设置，将用于对该驱动装置进行馈给的电池安装在底板区域中。在这种情况下，滑动顶驱动设备的电动机的高度的每毫米都是重要的，因为车身的安装高度是固定的。由此也影响乘客的头部自由度。不考虑为了获得有益于乘客的自由空间和在选择用于电动车辆驱动器的电池时的自由度而减小在图6中所示的常规电动机的外直径，因为这种减小伴随着滑动顶驱动设备的电动机的扭矩(扭矩＝力x半径)的减小。

扁平结构形式的电动机也是已知的。例如，由Printed Motors GmbH(www.printedmotors.com)得到所谓DC盘式转子电动机，其基于钕铁硼磁体用于高转速(5000转每分钟)，而并且得到扁平的煎饼式电动机，其基于铁氧体或钕铁硼磁体材料并具有为0.13...0.70Nm(32...220W)的功率。最后提到的电动机作为替代品大部分是在军用领域或测量技术中使用的高性能驱动器。它们由经冲压的外壳(钢板)、集成在A型法兰一侧的球轴承以及由铜板冲压出的转子盘组成，根据盘直径而定，该转子盘具有最多162个部段。该盘同时也用作收集器，以实现均匀的整流。这些电动机能以40和530W的功率获得，其特点应在于大的转速调节范围、即使在慢速档中也精确的同心度以及低磨损。然而，为了在相对较小的安装高度的情况下提供足够的功率，这些已知的电动机却具有相对较大的直径，所述相对较大的直径使这些电动机不适用于以传统方式用横向于车辆高度延伸线延伸的驱动轴来驱动车辆滑动顶。

发明内容

本发明的任务在于，实现一种具有明显减小的安装高度的、用于车辆的顶元件的、例如用于车辆滑动顶的驱动设备，而不损害该驱动设备的电动机的扭矩。

该任务通过权利要求1的特征来解决。在从属权利要求中确定本发明的有利扩展方案。

用于车辆的顶部件的、例如用于滑动顶和遮阳帘的驱动设备具有电动机，该电动机与传动装置共同作用，用于操纵顶部件，其中，所述电动机是平行于驱动设备在车顶中的安装高度定向的、扁平结构形式的外转子电动机，该外转子电动机具有轮形的外转子，该外转子通过设置在其外周上的齿部与传动装置接合。

由此，有利地实现了一种特别扁平的结构形式，尤其用于将驱动设备装入到车顶中。

在驱动设备的一种构造中，传动装置包括两个丝杠，所述丝杠设置为用于与电动机的齿部接合并且驱动至少一个螺旋线缆，其中，所述螺旋线缆固定在顶部件上。

由此，有利地实现了特别简单和稳健地对传动装置进行驱动或对顶部件进行操纵。

在另一种构造中，设置在外转子的外周上的齿部构造为蜗杆螺纹。尤其地，蜗杆螺纹与传动装置的两个丝杠接合，所述丝杠驱动螺旋线缆。

由此，可以有利地以特别简单的方式将电动机的运动传递到传动装置上。

根据一种构造，本发明提供了一种用于车辆的顶部件的、例如用于滑动顶和遮阳帘的驱动设备，所述驱动设备具有电动机，所述电动机通过传动装置驱动螺旋线缆，所述螺旋线缆固定在该传动装置上，用于操纵顶部件。在该设备中设置，电动机是平行于驱动设备在车顶中的安装高度定向的、扁平结构形式的外转子电动机，该外转子电动机的轮形外转子通过设置在其外周上的蜗杆螺纹与两个丝杠接合，所述丝杠用于驱动螺旋线缆。

因此，本发明有利地利用了外转子电动机的扁平结构形式，用于将其安装在用于车辆的顶部件的、例如车辆滑动顶或遮阳帘的驱动设备中，其方式是：该电动机以其旋转轴线平行于车辆高度延伸线延伸地安装，并且外转子被用于通过与其连接的螺旋线缆来驱动滑动顶。与现有技术相比，这得出驱动设备在车辆高度延伸线的方向上明显更扁平或更紧凑的结构。以这种方式，可以实现电动机的并从而实现整个驱动设备的安装高度z，其例如为16mm，与在由现有技术已知的驱动设备中的33.8mm或30.00mm相比更加扁平。

电动机尤其包括定子和转子。在此，电动机的固定部分通常称为定子，其包括用于产生交变磁场的元件，这些元件与可运动地受支承的、尤其可旋转的转子的尤其永磁的元件相互作用，从而通过交变磁场使转子运动或保持运动。

构成电动机转子的外转子在一种构造中有利地构成为蜗轮，该蜗轮尤其在两个正相反地对置的侧面上驱动与螺旋线缆连接的两个丝杠或导轴。蜗轮尤其与导轴一起满足传动装置的功能，该传动装置在这种构型中具有尽可能小的安装高度并且可以低成本制造。

尤其地，构造为蜗轮的外转子具有扁平的载体元件以及带形地环绕的另外的元件，该载体元件例如垂直于转子的旋转轴线布置，在所述另外的元件上构造有蜗杆螺纹。蜗轮例如罐形地构造，并且这样布置在电动机的定子上方：使得该蜗轮基本上在径向方向以及轴向方向上包围该定子。

用于驱动螺旋线缆的导轴或丝杠可以正相反地彼此对置地布置，或以其他方式布置成使得它们可以由电动机驱动。

外转子电动机例如可以包括具有电动机绕组的定子，而在绕组之间不布置铁磁的中间元件。尤其地，外转子电动机的定子因此有利地由电动机的电动机绕组或电动机的定子的电动机绕组组成。这允许特别紧凑的安装方式。

转子的上侧优选地设有径向延伸的、尤其是横向放置的冷却翅片，以确保快速、有效的散热。冷却翅片有利地以大约2mm倾斜延伸。当电动机必须克服例如用于约束顶部件(例如卷帘)的、由弹簧引起的复位力运转时，该翅片结构例如在遮阳帘的情况下有助于提高朝着遮阳帘的关闭方向的空气流。

例如，冷却翅片这样倾斜地和/或在空气动力学方面这样成型：使得在转子沿第一方向旋转时，空气沿朝着电动机的定子的方向流过转子。此外，冷却翅片可以在空气动力学方面这样成型：使得当转子沿第二方向旋转时，空气沿远离电动机的定子的方向流过转子。冷却翅片也可以这样构造：使得当转子沿电动机以更高功率运行的方向旋转时产生朝着电动机的定子去的空气流。

驱动设备的优选使用的传动比(例如13:22)使所传递的力矩或力最大化，该力是必需的，以便实现优选追求的用于使顶部件、例如滑动顶运动的速度(约80mm/s)。

用于驱动设备的电动机的结构在实践中允许实现15mm至25mm、优选16mm至18mm的安装高度(z)，该安装高度因而明显小于在现有技术中的安装高度。

外转子电动机的外转子例如可以由金属构成。蜗轮可以通过铣削构造在外转子上，其中，外转子然后可以与蜗轮一体地构造。此外，在至少两件式的结构中，蜗轮和外转子可以构造为至少两个单独的工件，并且例如通过粘接或焊接抗扭转地相互连接。

有利地，电动机的尤其构造为蜗轮的外转子轮代替了外转子电动机的电动机壳体，这也有助于使制造成本最小化，并且必要时有助于以塑料部件或由塑料节省重量地构造尤其构造为蜗轮的外转子轮。

在已知的外转子电动机中，转矩的传递通常通过抗扭转地与转子连接的轴来进行。相反，在本发明中可以设置，转子本身起壳体的作用，也就是说，直接通过电动机的构造为壳体的转子进行输出。

有利地，由转子或蜗轮代替电动机壳体还可以有助于减小安装高度，因为在已知的设备中总归需要的用于封装和/或密封电动机的电动机壳体具有自身的厚度或高度，其对设备的总安装高度有影响。此外，尤其在与驱动设备的金属元件的接触面上由塑料制造外转子和/或蜗轮，这可以有助于降低噪声。

此外，外转子电动机的外转子，尤其是构造为蜗轮的外转子可以代替电动机壳体。尤其地，在这种情况下不设置附加的壳体，该附加的壳体容纳具有定子和转子或外转子的电动机，以密封该电动机以防外部影响。

在另一种构造中，驱动设备还包括具有毂支承件的载体件以及至少一个丝杠载体，该毂支承件设置为用于可旋转地支承外转子轮，该丝杠载体设置为用于支承螺纹。此外，丝杠载体可以设置为用于对用于将驱动力矩从转子传递到螺纹和/或顶部件或传递到用于操纵顶部件的螺旋线缆的部分进行支承。在此，电动机的定子元件围绕毂支承件布置。定子元件尤其可以围绕毂支承件的中轴线旋转对称地构造。

有利地，由此实现电动机特别强地集成到驱动设备中。

在另一扩展方案中，载体件与毂支承件和至少一个丝杠载体一体构造。有利地，这允许进一步改进集成以及更简单、更成本有效和更快地制造。

承载元件尤其可以由塑料构成或包括至少一个塑料部件，其中，例如可以利用注塑成型法来制造载体件。毂支承件和丝杠载体尤其以塑料构造。

在此，尤其不设置作为单独构造的元件包围外转子电动机的电动机壳体。取而代之地，外转子轮可以代替这种壳体，其方式是：所述壳体尤其与载体件组合地基本包围电动机的定子元件。

此外，可以实现电动机和载体件特别强地集成到驱动设备中。驱动设备的装入可以变容易并且可以改善在装配时的公差，因为必须相对于彼此定位的单独零件更少。

尤其地，还可以设置盖件，该盖件封闭载体件，从而尤其仅还保留运行所需的贯通部和开口，其例如用于用于驱动顶部件的螺旋线缆或用于电接头。

根据另一有利的实施方式，外转子电动机构造为无刷运行的电动机。通过无刷设计确保电动机的长使用寿命。另外，由此避免了烦人的高频电刷噪声。

本发明还涉及一种用于具有根据本发明的上述驱动设备的车辆的顶部件、尤其是滑动顶和/或遮阳帘，所述顶部件尤其与用于移动或调整顶部件的驱动设备作用连接。

本发明还涉及一种根据本发明的上述驱动设备在车辆中的、尤其是车辆的顶区域中的布置，该驱动设备尤其用于移动或调整车辆的顶部件、尤其是滑动顶和/或遮阳帘。

本发明还涉及一种具有根据本发明的上述驱动设备的车辆，其中，可操纵的顶部件尤其包括车辆的滑动顶和/或遮阳帘。

附图说明

下面参照附图更详细地阐述本发明：

图1示出驱动设备的第一实施方式的斜视图；

图2示出图1的驱动设备的电动机的外转子的斜视图和俯视图；

图3示出外转子的冷却翅片结构的斜视图和俯视图(上面的附图部分)以及示出可借助该结构实现的、垂直于在该结构的右上方图示中的线X-X'的冷却流(下面的附图部分)；

图4示出定子设计(左图部分)和可实现的磁通密度(右图部分)；

图5示出图1的驱动设备的第一实施例的斜视图(左图部分)和正视图；

图6示出根据现有技术的本身已知的驱动设备的斜视图(左图部分)和正视图(右图部分)；

图7示出驱动设备的另一实施例的横截面；和

图8示出驱动设备的另一实施例的另一细节视图。

图6在现有技术的开头部分阐述。

该设备的第一实施方式在图1和图5中示出。

具体实施方式

在图1中示出的用于车辆的顶部件、例如用于滑动顶和遮阳帘的驱动设备的实施方式包括电动机O，该电动机通过传动装置驱动螺旋线缆C，该螺旋线缆为了操纵未示出的相应顶部件固定在该顶部件上。电动机O是一种扁平结构形式的外转子电动机，该外转子电动机平行于驱动设备在车顶中的安装高度z(参见图5的右边部分，其中z＝18mm)定向，该外转子电动机的外转子与两个丝杠L接合，所述丝杠驱动螺旋线缆C并从而驱动顶部件。

图2示出了图1中的外转子电动机O的两个并排的视图。W表示蜗杆螺纹，其设置在电动机的轮形外转子的外侧上并且与两个丝杠L接合。M表示磁体组件，其设置在轮形外转子的内侧上。F表示叶轮覆盖件的在外转子的周边上规则地间隔开的开口，该叶轮覆盖件以板的构型安装在外转子的上侧上。苜蓿叶式布置中的四个未以附图标记表示的另外的开口位于叶轮组件F的中央。

在图1和图2中不可见的、在图3中所示的蜗壳形的叶轮位于板形叶轮覆盖件下方，用于冷却电动机O。通过叶轮的旋转可实现的流动曲线在图3的下部示出。尤其地，根据旋转方向而定，产生朝向布置在下方的电动机的定子或者或远离该定子的不同指向的空气流。

在另外的实施例中，可以不设置单独的叶轮覆盖件，而是例如可以通过开口F已经构造按照叶轮形式的结构或其他空气动力学结构，用于相对于电动机定子产生空气流。

图4示出了电动机O的该实施例的定子设计(左图部分)和可实现的磁通密度(右图部分)。

图5示出了图1的驱动设备的斜视图(左图部分)和正视图(右图部分)。该正视图阐明了外转子电动机的极其扁平的结构形式，与根据现有技术的驱动设备的为33.8mm的安装高度相比，该极其扁平的结构形式确保了驱动设备的安装高度实现为刚好16mm。

参考图7和图8阐述驱动设备的另一实施例。在此，从上面参考图1至图5阐述的第一实施例出发；因此不重新详细阐述可类比的或类似构造的元件。

在该另一实施例中，驱动设备包括尤其由塑料构成的载体件10。载体件10尤其可以一体地构造并且例如通过注塑成型来制造。驱动设备还包括盖件20，该盖件例如可以通过螺纹连接或栓连接与载体件10连接。载体件10和盖件20还可以彼此粘接或焊接。此外，可以在承载元件10和盖元件20之间布置密封元件、例如橡胶密封件，以防止异物侵入到驱动设备的内部。

设置丝杠保持件30，其这样构造在载体件10中：使得丝杠L可以如在图1中那样支承在其中。在这种情况下，丝杠L围绕其纵轴线可旋转地受支承并被固定以防止平移，从而所穿过的螺旋线缆C分别通过丝杠L的旋转被施加在轴向方向上作用的力并且被驱动。在该实施例中，丝杠保持件30的轴线这样延伸：使得螺旋线缆C基本上与驱动设备的转子相切地并且彼此正相反地对置地延伸；在另外的实施例中可以设想其他布置。

在载体件10中还构造有毂支承件11，转子元件12的毂可旋转地支承在该毂支承件中。在组装状态下，构造在盖元件20中的鼻部21将毂固定以防在轴向方向上的平移。转子元件12构造为驱动设备的电动机的外转子12或者外转子轮，其罐形地构造并且套到电动机的位于其下方的定子元件14上；在该实施例中，外转子12从上侧并且基本上侧向地包围电动机的定子元件14。

在该实施例中，定子元件包括借助于导体绕组构成的元件，用于产生交变磁场。这些元件与设置在转子元件12上的永磁体相互作用并且因此导致转子元件12的驱动。在该实施例中，定子元件14围绕毂支承件11布置，并且尤其抗扭转和抗平移地与该毂支承件连接。也就是说，尤其与载体元件10的材料一体构造的毂支承件11承担用于定子元件14的固定的功能，如通常在单独的电动机壳体中所设置的那样。

以这种方式，外转子12代替了通常附加地设置的电动机壳体。当外转子12相对于定子元件14旋转时，直接通过外转子12、即直接通过电动机壳体进行到与丝杠S接合的螺纹上的输出或传递。该实施例没有设置通常也在外转子电动机中设置的壳体，围绕该壳体于是布置有用于驱动例如螺纹的传递元件。取而代之地，载体件10和盖件20在组装状态下形成壳体，该壳体保护直接支承在载体件10上的电动机以防外界影响。通过省去用于电动机的单独壳体，可以在驱动设备内节省空间，尤其是在z方向上、即沿着组装的驱动设备的厚度，该驱动设备因此特别扁平地构造。

在本实施例中，外转子构成为蜗轮，该蜗轮具有围绕外周环绕的齿部13，所述齿部构造为蜗杆螺纹13。在该实施例中，外转子12由金属构成，并且蜗杆螺纹13通过铣削获得。在另外的实施例中，外转子12可以至少部分地由塑料构成，其中，齿部13或蜗杆螺纹13尤其由塑料构成。

在另一实施例中，替代地或附加地设置其他类型的齿部13。

在组装状态下，具有螺旋线缆C的丝杠L基本上如图1所示那样相对于蜗轮12布置，并且与蜗杆螺纹13接合。通过外转子12的旋转，驱动力矩可以从电动机经由齿部13传递到丝杠L上，该丝杠然后将其转化为螺旋线缆C的平移运动。

附图标记列表

C 螺旋线缆

F 开口

L 丝杠

M 磁体组件

O 电动机

W 蜗杆螺纹

z 安装高度

10 载体件

11 毂支承件

12 外转子；外转子叶轮；转子元件

13 齿部；蜗杆螺纹

14 定子元件

20 盖件

21 鼻部

30 丝杠载体