具有防轉動機構的蝸杆傳動器的製作方法

2023-05-31 17:58:11 1

專利名稱：具有防轉動機構的蝸杆傳動器的製作方法
具有防轉動機構的蝸杆傳動器本發明涉及用於蝸杆傳動器(Spindeltrieb)的蝸杆(Gewindespindel)的直線式引導機構(LinearfUhrung)。為了直線地移動物體，可以使用蝸杆傳動器，其中驅動蝸杆螺母使蝸杆沿其軸線直線移動。為了實現使得蝸杆螺母轉動直接轉換成蝸杆的縱向移動，必須保證蝸杆不隨蝸杆螺母一起轉動。為此，蝸杆通常抗轉動地設置在參考體上，此外，參考體如此設計，使得它不阻止蝸杆螺母的轉動。參考體可以由任意的物體構成，例如外殼、支架，但也可以簡單地由要移動的物體構成。蝸杆在參考體上抗轉動地設置，這可以通過蝸杆與參考體的形狀配合來實現，例如使得杆形或者翼形或者鰭形元件插入到縱向延伸的槽中，使得該元件雖然可沿該槽移動，但是不能垂直於該槽移動。為了保證蝸杆在縱向不受阻礙地移動，槽的縱向與蝸杆的軸線平行地取向或者布置。平行布置也指槽的縱向與蝸杆的軸線重合。該槽與在插入到其內的元件一起構成縱向弓丨導機構。鑑於減小轉換損失而必須如此選擇槽與在插入到其內的元件的配合，使得產生儘可能小的摩擦。這通常導致一種間隙，該間隙在使用蝸杆傳動器時會導致發生噪聲。此外， 出於成本技術的理由，多數情況下這樣地選擇槽的幾何形狀，使得其容易成形。為了成形， 經常需要一種脫模斜坡，這種脫模斜坡導致槽寬度在槽的縱向上改變。由此引起的間隙通常是產生明顯的噪聲的起因。基於上述問題，本發明的任務在於，給出一種縱向引導機構，其中插入到槽內的元件無間隙地在槽內被引導。該任務按照本發明的獨立權利要求來解決。本發明包括蝸杆傳動器，蝸杆傳動器具有蝸杆螺母和藉助直線式引導機構抗轉動地並且在軸向上可移動地支撐在參考體上的蝸杆，其中蝸杆的軸線平行於直線式引導機構的縱向布置。在這裡，直線式引導機構具有槽和插入到槽內的引導元件，該引導元件包括彈性區，彈性區的垂直於直線式引導機構的縱向的寬度大於在為直線式引導機構使用的區域內的最大的槽寬度。相關地需要指出，在本說明書和權利要求書中為列舉特徵而使用的術語「包括」、 「具有」、「含有」、「包含」和「帶有」及其語法變體，普遍地表示對特徵的非排除列舉，例如方法步驟、裝置、區域、量等等，這種列舉決不排除存在其他的或附加的特徵或者其他的或附加的特徵組。本發明包括的蝸杆傳動器能夠使引導元件始終與槽側面接觸，由此實現一種無間隙的直線式引導機構，並且阻抑蝸杆傳動器的振動運動。因為振動運動是噪聲產生的原因， 所以通過阻抑這種運動而使噪聲的產生最小。此外，因為非無間隙地引導會導致磨損增加， 所以上述蝸杆傳動器也具有提高的高壽命。本發明在其從屬權利要求中被改進。為了以被阻抑的方式支持作用在直線式引導機構上的轉矩，引導元件的彈性區優選具有彈性元件。彈性元件被設計成兩個成叉狀彼此連接的突起的形式，這使得能夠簡單地而且低成本地進行製造。在這裡，兩個成叉狀彼此連接的突起優選如此地設置，使得垂直於直線式引導機構的縱向的突起的自由端的外部距離在未施加負荷的狀態下大於在為直線式引導機構使用的區域內的槽寬度。特別地，當引導元件承擔了例如向另一物體傳遞力的附加的任務時，引導元件有利地分兩部分構造，其中引導元件包括基體，該基體形狀配合地與具有彈性區的套裝件連接。為了支持較大的轉矩，直線式引導機構最好具有至少兩個槽，這些槽彼此平行地並且與蝸杆的軸線平行地布置。在直線式引導機構的一個優選的實施方式中，槽設置在參考體上，引導元件設置在蝸杆上。在直線式引導機構的另一個有利的實施方式中，槽設置在蝸杆上，引導元件設置在參考體上。如果要為直線式引導機構使用多個槽，則可以把一部分槽設置在參考體上，把插入到這些槽內的引導元件設置在蝸杆上，而把另一部分槽設置在蝸杆上，把插入到它們之內的引導元件設置在參考體上。為了實現引導元件和直線式引導機構的槽之間的小的摩擦係數，至少將引導元件的指定用於接觸槽的側面的面構造成為塑料表面。本發明的其它特徵可由下面結合權利要求書以及附圖對本發明的實施例的說明得到。各個特徵在本發明的實施方式中可以單獨地或者多個一起地實現。在下面的對本發明的一些實施例的說明中將參考附圖，其中，

圖1為蝸杆傳動器的俯視圖和側視圖；圖2示出引導元件的一種兩元設計方案；圖3單獨地以透視方式示出圖2的引導元件的套裝件；圖4示出圖3的套裝件在直線式引導機構的槽中的位置和引導情況；圖fe示出套裝件的一種替代的設計方案；圖恥示出套裝件的另一種替代的設計方案；圖6示出按照另一種替代的實施方式設置在槽中的引導元件；圖7為直線式引導機構的橫剖視圖，其中槽設置在蝸杆上；和圖8為直線式引導機構的橫剖視圖，其中槽設置在蝸杆內。相同的或者相同作用的部件在圖中附以相同的附圖標記。圖1為蝸杆傳動器10的一個示意圖，它的蝸杆2在一個部分打開的外殼3內可通過蝸杆螺母1的轉動軸向地移動，而不隨之轉動。蝸杆傳動器10的蝸杆螺母1通過驅動器 6例如電動機轉動。設置在驅動器6和蝸杆螺母1之間的傳動裝置7用於根據蝸杆傳動器的需要變換驅動器6的轉速。圖1表示的傳動裝置7包括兩個外斜齒輪7a和7b，這裡蝸杆螺母1同樣具有斜齒，其與輪7b嚙合。不言而喻，同樣可以使用其他傳動形式，例如特別是蝸輪傳動裝置、帶有內輪齒的傳動裝置、直齒傳動裝置等等。此外蝸杆螺母1也可以以直接傳動裝置的形式例如構造成為驅動器6的中空軸的元件。傳動裝置7安置在傳動裝置外殼 8內，此外，該外殼也用作用於蝸杆傳動器外殼3和優選電的驅動器6的支架。在蝸杆(Spindel)2的末端設置有引導元件5，該引導元件與蝸杆2剛性連接，或者在蝸杆上形成。在所示實施方式中，引導元件5具有凹口 5c，要移動的物體的一部分可以插入到該凹口內。在圖1的下部再次以側視圖示出蝸杆傳動器10，在該視圖中可以看到直線式引導機構的前視圖。詳細的視圖A以放大的比例示出蝸杆傳動器一直線式引導機構的前視圖。 在前視圖中被引導元件5遮擋的蝸杆2設置在蝸杆外殼3內，蝸杆外殼具有兩個彼此相對的縱向槽4。縱向槽4在所示實施例中從蝸杆外殼3的開口端在朝向蝸杆螺母1的方向上延伸。在蝸杆外殼3內構造的槽4既彼此平行又平行於蝸杆軸線9設置。槽4的長度通常選擇得比蝸杆2在蝸杆外殼3內的移動路程大一些。引導元件5具有基體如，在該基體上設置有一個或者多個彈性元件恥。彈性元件 5b在安裝的狀態下，也就是說，當引導元件5插入到槽4中時，靠在槽4的也稱為槽側面的側壁上。在圖1中所示的情況下，彈性元件恥對於每個槽4具有兩個滑動元件，這些滑動元件承載(aufnehmen)在基體fe上在它們之間構造的突起。在未安裝的狀態下，也就是說，當引導元件5未插入到槽4中時，兩個滑動元件的 (在詳細視圖A中豎直地)相對的外部面的距離比槽寬大一些，槽寬被定義為槽內相對而置的槽側面的距離。如上所述，槽側面的距離沿槽的縱向能夠改變。在這種情況下，相應的滑動元件的兩個外側面的距離在移動區域內大於最大槽寬。在把引導元件5插入槽4內時， 滑動元件被彈性地擠壓到一起，使得引導元件5無間隙地靠在槽側面上。在例如通過驅動器6使蝸杆螺母1轉動時，與引導元件5剛性連接的蝸杆2通過上述「榫槽連接機構」被阻止一同轉動。然而，引導元件5與蝸杆外殼3的通過槽4實現的形狀配合僅阻止蝸杆2相對於蝸杆外殼3轉動。縱向移動即蝸杆沿其軸線的移動，由於槽4 的槽縱向與蝸杆2的軸線9平行地布置而不被阻止。因此，引導元件5形狀配合地插入到槽4中所形成的「榫槽連接機構」是一種直線式引導機構，其保證蝸杆螺母1的轉動無間隙地轉換為蝸杆2的縱向移動。圖2以側視圖示出兩元構造的引導元件的一個例子。該引導元件由基體fe和與基體形狀配合地連接的套裝件(AufsatzMb組成。套裝件恥由彈性材料優選塑料材料製成。圖3表示單獨存在的即沒有基體fe的彈性套裝件恥。在圖3的透視圖中看到，引導元件5的套裝件恥具有頭區^3k，該頭區在兩側被兩個翼形元件限定。該兩個翼元件豎直地連接頭區。兩個翼元件中的每一個都分成一個連接頭區的前區和一個與前區連接的後區。 後區具有兩個通過前區成叉狀地連接的突起。這些突起適當地彎曲或者傾斜，使得它們的向外指向的側面的距離隨著距頭部的距離增大而增加。換句話說，兩個突起5b』和恥」的彼此相對的外面的距離隨越來越接近兩個突起的自由端而增加。圖3中表示的引導元件5的套裝件恥在各個翼上具有裝配凹口 Sdx，用於容納在引導元件5的基體fe上形成的裝配突起fex。套裝件恥由彈性材料製成，因此能夠簡單地沿著引導元件5的基體fe移動，直到裝配突起5ax卡入裝配凹口 ^x內而產生一種形狀配合。基體fe與蝸杆的一端固定連接或者在其上形成。在這裡，套裝件恥的翼元件插入到槽4內，這些槽在由蝸杆外殼構成的參考體(Bezugskdiper) 3內形成。套裝件恥的翼元件的寬度在兩個突起5b』和恥」的自由端大於槽4的寬度，也就是說，大於槽側面的距離。因此，在把翼元件插入槽4內時，兩個突起5b』和恥」被彈性地擠到一起，它們由此產生一種彈性力，該彈性力負責穩定地把突起壓到槽側面上。在蝸杆螺母1轉動時，基於在蝸杆螺母1和蝸杆2之間產生的摩擦向蝸杆2傳遞轉矩。通過在基體fe和套裝件恥之間的形狀配合，該轉矩也傳遞到套裝件恥的插入槽 4中的翼元件上，由此使得在突起之一恥』或恥」上的壓力升高。由此給一個突起元件加載， 而另一個突起元件由於其自己的彈性作用而稍微卸載，但是繼續靠在槽側面上。因此，套裝件恥的翼元件通過兩個突起5b』和恥」始終與槽側面直接接觸，使得在向蝸杆2傳遞轉矩時，一個翼元件的側向側面不會撞到槽側面上。因此，通過突起元件的叉開(Spreizimg)，實現套裝件恥的翼元件柔和地貼靠在槽側面上，並由此實現對蝸杆的低噪聲的直線式引導。圖4示出套裝件恥的翼元件在槽4中的設置情況。翼的寬度在套裝件恥的不是由突起構成的區域小於槽側面的距離，亦即槽的寬度。然而，翼元件的寬度與槽的寬度之間的差在圖4中誇大地示出，僅用於說明原理。在實際中使該差最小化，也就是說，調整到為建立一種小的摩擦所需要的程度。由於在把翼元件插入槽4中時突起5b』和恥」被擠到一起，這些突起的自由端始終以確定的力作用靠在槽側面上。出於製造技術的原因，兩個槽側面通常不是彼此平行地延伸，而是夾成一個小的角度。這導致槽寬度在槽的縱向上增加或者減小。在這種情況下，翼元件的寬度在前區中與最小的槽寬度匹配，而翼元件的寬度在後區中例如通過突起的適當叉開而與在直線式引導機構的移動區域內的最大的槽寬度匹配。 在圖2、3和4所示的實施方式中，兩個突起5b』和恥」僅通過一個小的接觸面與槽側面接觸。然而，為了改善對轉矩的支持，也可以如此地成形突起5b』和恥」的自由端，使這些自由端具有與槽側面接觸的較大的接觸區域。在圖1到4中表示的引導元件用於在兩個設置在蝸杆外殼3內的正相對的槽4中支持轉矩。對兩個槽4的使用不是絕對必需的，更確切地說，直線式引導也可以僅用一個這樣的「榫槽連接機構」來實現。然而，在必須支持大的轉矩的情況下，建議使用兩個也許還多於兩個的相應的「榫槽連接機構」。與在圖2到4中表示的例舉的實施方式不同，引導元件5也可以一體地實現，在這種情況下，引導元件5優選要麼單體地用單塊彈性材料(例如金屬、塑料或者纖維材料)製成，要麼作為連接體實現。在作為連接體實現的情況下，引導元件5可以在塑料體的內部包含有配筋(Armierimg)。在另一種可以與具有配筋的實施方式組合的實施方式中，在塑料體的內部設置有金屬彈簧，它們使得插入到直線式引導機構的一個或者多個槽4內的區域具有所需要的彈性。例如圖3的套裝件恥可以包括V形或者U形的板簧，板簧的邊腳分別設置在兩個相鄰的突起5b』和恥」內。然而，該彈簧也可以沿著套裝件的使得兩個作為「翼」 構造的彈性區恥彼此連接的頭區延伸。在這種情況下，彈簧的邊腳設置在「翼」內，連接兩個邊腳的接片設置在頭區內。此外，套裝件恥也可以為多元結構，例如由兩個半部構成，這兩個半部例如可以通過卡接而處於形狀配合中。不言而喻，套裝件恥的各個部分也可以藉助其他的技術，例如粘接、焊接、釺焊或者類似技術接合。然而兩部分的機械連接不是必需的，因為這些部分在適宜的設計中也能夠被直線式引導機構的外殼保持在預先規定的位置。套裝體恥也可以由多於兩個的元件組成，例如由兩個翼元件組成，為了插入到槽4內而通過頭元件將這些翼元件保持在規定的位置。此外，引導元件5的插入到槽4內的彈性區也可以設置在引導元件的側面上，亦即不像在圖2和3中所示那樣朝向引導元件5的一端設置。相應的例子在圖如中示出。除了兩個突起5b』和5b」之外，在兩個「翼」的自由端，套裝件恥還具有另一個彈性區5b』 」，該彈性區由相應的「翼」的在套裝件恥的頭區^Dk的開端(Ansatz)處的加厚部分形成，在這裡，該加厚部分在其內部具有凹口。此外，彈性區也可以直接在引導元件5的頭端構造，例如作為如在圖恥中示出的套裝件5b的突起5b，和5b」。圖6的示意圖表示減小噪聲和振動的直線式引導機構的另一種可選的實施方式。 在這裡，引導元件5包括卡頭(Mitnehmer) 5c*，該卡頭的功能與在圖2中表示的引導元件的凹口 5c—致。代替用於要移動的物體的卡頭，該部分5c*也可以由要移動的物體自身的一部分構成。該卡頭的矩形形狀僅表示一個例子，而不是具有約束力的(verbindlich)形狀。 在該部分5c*上安置有兩個金屬彈簧S3f，這些金屬彈簧支撐在槽4的側面上。彈簧5bf可以而不是必須具有塑料塗層。在另一種實施方式中，槽不在蝸杆傳動器10的參考體上形成，也就是說，在當前情況下不在蝸杆外殼3內形成，而是在蝸杆上形成，如圖7所示。相應地，在該實施方式中， 引導元件在由蝸杆外殼3構成的參考體上形成。如可從圖7的橫剖面圖中看出的那樣，(這裡未給出自己的附圖標記的)引導元件具有平行於蝸杆軸線延伸的接片(Meg) 3a，它構成引導元件的基體。該接片可以沿著蝸杆外殼3的整個部分延伸，當槽4在蝸杆內構造有相應長度時，延伸到蝸杆螺母。一個或者多個彈性元件北形狀配合地與該接片3a連接，所述彈性元件的外面壓在槽側面上。在圖8表示的實施方式中，槽基本上被構造成為蝸杆2內的軸向開孔。一個引導元件在端側插入到該開孔內，該引導元件由一個杆形基體3a構成，在該杆形基體上安置有彈性區3b。彈性區北或恥，例如圖3所示的套裝件，也可以由金屬材料例如彈簧鋼 (Federstahl)製成。然而，為了保證在槽側面上的小的摩擦，至少給與槽側面接觸的面優選設置有塑料材料。所介紹的用於蝸杆傳動器的直線式引導機構能夠補償(Ausgleich)引導元件的在槽4中被引導的區域的間隙。該間隙補償通過彈性的裝置例如藉助在槽中引導的區域的彈性的末端來實現。不言而喻，也可以以彈性方式實現其他的區域例如中間區域。在圖7 表示的例子中，引導元件的在槽中引導的彈性區域被構造成由彈性材料製成的中空體的形式。引導元件的彈性地壓在槽側面上的區域阻抑蝸杆傳動器的振動運動。因為這種振動運動導致形成噪聲，並且會增加磨損，所以通過所介紹的直線式引導機構既減小了噪聲的產生，又減小了磨損。附圖標記列表1蝸杆螺母2 蝸杆3參考體3a引導元件的在參考體上形成的基體3b設置在參考體上的引導元件的彈性區4直線式引導機構的槽5直線式引導機構的引導元件引導元件的基體5ax裝配突起5b弓丨導元件/套裝件的彈性區5b，第一突起5b」 第二突起5b，」第三彈性區5bk頭區、頭部5bx 裝配凹口5bf支撐彈簧5c引導元件的裝配開孔5c* 卡頭6驅動器7傳動裝置7a第一傳動輪7b第二傳動輪8傳動裝置外殼9蝸杆的軸線10蝸杆傳動器
權利要求
1.一種蝸杆傳動器，具有蝸杆螺母(1)和藉助直線式引導機構抗轉動地並且軸向可移動地支撐在參考體(3)上的蝸杆O)，其中蝸杆(2)的軸線(9)平行於直線式引導機構的縱向布置，其中直線式引導機構具有槽(4)和插入到槽內的引導元件(5)，該引導元件包括彈性區(5bjb』、恥」)，彈性區的垂直於直線式引導機構的縱向的寬度大於在為直線式引導機構使用的區域內的最大的槽寬度。
2.根據權利要求1所述的蝸杆，其中，引導元件的彈性區(5b)包括彈性元件。
3.根據權利要求2所述的蝸杆，其中，彈性元件具有兩個成叉狀彼此連接的突起( 』、 恥」)，所述突起如此地布置，使得垂直於直線式引導機構的縱向的突起的自由端的外部距離在未施加負荷的狀態下大於在為直線式引導機構使用的區域內的槽寬度。
4.根據權利要求1、2或3所述的蝸杆，其中，引導元件包括基體( )，該基體可形狀配合地與包括彈性區的套裝件(5b)連接。
5.根據上述權利要求之一所述的蝸杆，其中，直線式引導機構包括至少兩個槽，所述槽彼此平行地並且與蝸杆O)的軸線(9)平行地布置。
6.根據上述權利要求之一所述的蝸杆，其中，直線式引導機構的槽(4)設置在參考體 (3)上，引導元件(5)設置在蝸杆(2)上。
7.根據上述權利要求之一所述的蝸杆，其中，直線式引導機構的槽⑷設置在蝸杆(2) 上，引導元件( 設置在參考體C3)上。
8.根據上述權利要求之一所述的蝸杆，其中，引導元件(5)的指定用於接觸槽⑷的側面的面被構造成為塑料表面。
全文摘要
本發明涉及一種蝸杆傳動器，其具有蝸杆螺母(1)和藉助直線式引導機構抗轉動地而在軸向上可移動地支撐在參考體(3)上的蝸杆(2)，其中蝸杆(2)的軸線(9)平行於直線式引導機構的縱向布置，其中直線式引導機構具有槽(4)和插入到槽內的引導元件(5)，該引導元件包括彈性區(5b、5b』、5b」)，彈性區的垂直於直線式引導機構的縱向的寬度大於在為直線式引導機構使用的區域內的最大的槽寬度。
文檔編號F16H25/24GK102187123SQ200980141011
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月25日 優先權日2008年10月14日
發明者C·施勒希特, J·施蒂策 申請人:歐陸汽車有限責任公司