CN102308458A - 丝杠电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丝杠电机，包括带转子(2)的电机(1)，该转子与螺纹丝杠(5)相连接，该螺纹丝杠的螺纹与丝杠螺母(6)的螺纹相啮合，该丝杠螺母与一活塞杆(14)相连接，其中，所述丝杠螺母(6)与所述活塞杆(14)在该丝杠电机(1)的一壳体件(15)中沿轴向被引导，其中，为了沿轴向进行引导而使一导向件(9)与所述丝杠螺母(6)和所述活塞杆(14)相连接，其中螺纹丝杠(5)在其面向电机(1)的轴向端部区域中，通过轴承支承在所述壳体件中或支承在与该第一壳体件相连接的第二壳体件(14)中，其中，所述螺纹丝杠(5)在其背离所述电机(1)的轴向端部区域中通过一设置在所述螺纹丝杠(5)上的轴承(18)支承在所述活塞杆(14)上。

Description

丝杠电机

技术领域

本发明涉及一种丝杠电机。

背景技术

由DE102 35 078 A1已知一种丝杠电机，该丝杠电机只具有受限的(润滑)脂体积，因而使用寿命也很短。

由DE 10 2007 014 714已知一种丝杠电机，该丝杠电机具有该专利文献的图2中所示的润滑剂通道21。必须时不时地为其增加润滑剂。

由Dichtomatik公司的产品目录已知多种出自液压领域的高压密封装置，例如一种称为MA47的带V型钢制弹簧的PTFE螺帽密封圈(Nutringdichtung)。此外还已知一种高压密封装置，如产品WCP21，该产品具有一带PTFE密封唇口和弹性体预紧片的径向轴密封件，所述密封唇口和弹性预紧片被夹紧在两个金属笼之间。

由DE 10 2008 025 072 A1已知一种丝杠电机，其中螺纹丝杠5在其轴向端部区域上在活塞杆移入时支撑在附图标记8表示的支撑部中并且压入连接到活塞杆14中。因此，在活塞杆14移出时螺纹丝杠则离开接触一定的距离。

发明内容

本发明的目的在于延长丝杠电机的使用寿命，尤其是长行程丝杠电机的使用寿命。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1所述特征的丝杠电机来实现。

对于丝杠电机，本发明的重要特征是，该丝杠电机包括带转子的电机，该转子与螺纹丝杠相连接，该螺纹丝杠的螺纹与丝杠螺母的螺纹相啮合，该丝杠螺母与一活塞杆相连接，

其中，所述丝杠螺母与所述活塞杆在该丝杠电机的一壳体件中沿轴向被引导，

其中，为了沿轴向进行引导而使一导向件与所述丝杠螺母和所述活塞杆相连接，

其中所述螺纹丝杠在其面向所述电机的轴向端部区域中通过轴承支承在所述壳体件中或支承在与第一壳体件相连接的第二壳体件中，

其中，所述螺纹丝杠在其背离所述电机的轴向端部区域中通过一设置在所述螺纹丝杠上的轴承支承在所述活塞杆上。

其优点是，螺纹丝杠在两侧得到支承、进而被支撑。这一点令人惊讶地在活塞杆的线性行程运动的情况下实施。此外，为轴承外圈设有一塑料件，该塑料件必须承受在轴向行程运动时的滑动摩擦。通过在支撑元件的弹性区域中设置的相应的预载来实施耐久的支承。

在一有利的实施形式中，在所述螺纹丝杠的轴向端部区域上形成一轴颈，在该轴颈上设置轴承的内圈，特别是其中，所述轴颈一体形成在所述螺纹丝杠上。其优点在于，该螺纹丝杠的螺纹区域不与支撑装置接触。因此，还能实现支撑装置的可靠功能和可靠保持。

在一有利的实施形式中，所述轴承的外圈被保持在一支撑装置，即支撑件中。其优点在于，轴承可吸收螺纹丝杠的旋转运动和支撑装置的线性运动。因此可使用一低摩擦的滚珠轴承，支撑装置仅须支承在可轴向移动的活塞杆上，其中相对速度比无旋转轴承情况的速度小很多，因为这样在活塞杆的较大直径上存在较高的相对速度。

在一有利的实施形式中，轴承的外圈借助一在一轴向方向上设置的止挡并且借助一在另一轴向方向上设置的固定圈而保持在所述支撑装置中。其优点在于可实现形锁合的保持。

在一有利的实施形式中，支撑装置具有一弹性区域，借助该弹性区域该支撑装置将支撑力传递到所述活塞杆上。其优点在于，可施加一预载从而实现与安装位置无关的均匀支撑。此外，在较高的预载下可降低振动倾向。

在一有利的实施形式中，支撑装置的弹性区域沿周向形成开口或具有缺口。其优点在于可使油穿过，因此在沿轴向位于支撑装置前的空间区域与沿轴向位于支撑装置后的空间区域之间不会产生大的压差。

在一有利的实施形式中，支撑装置由聚乙烯制成或由含聚乙烯的材料制成。其优点在于，即使在高温下也能持久地保持预载。

在一有利的实施形式中，丝杠螺母具有通风孔。其优点在于，在由活塞杆包围的空间区域与位于活塞杆和壳体之间的空间区域之间不会建立高压差。位于活塞杆和壳体之间的空间区域朝向丝杠螺母的面对电机的一侧敞开或借助相应的缺口连通，使得沿轴向离开电机侧的空气能够在无特别的流动阻力的情况下流入位于活塞杆与壳体之间的空间区域中。

在一有利的实施形式中，通风孔基本上沿轴向取向，特别是其中，通风孔使得由活塞杆包围的空间区域与设置在活塞杆与壳体之间的空间区域相连接以平衡压力。其优点在于，即使是在该空间区域中存在很大份额的油也可以避免逆螺纹丝杠带同活塞杆的运动取向的很大的力。

在一有利的实施形式中，在所述空间区域中具有油气混合物。其优点在于，在不可压缩的油份额高的情况下仅出现很小的、逆行程运动的力。这是因为既避免了真空的形成，又避免了抵抗油移动。

在一有利的实施形式中，在周向方向上具有四个或更多的通风孔。其优点在于，即使在高油填充量下、在任意的安装位置下，至少有一个通风孔基本上处在空气中。

在一有利的实施形式中，所述壳体件沿轴向设置在电机与所述丝杠螺母之间。其优点在于，排热材料为丝杠驱动装置的两个空间区域排热，因此热流根据驱动类型流动。

在一有利的实施形式中，设有油浴润滑结构。其优点在于，可实现持续的、不会中断脂润滑及类似物的运行。此外可实现特别紧凑的结构方式可具有很小的摩擦损失。尤其是可实现永久润滑。散热也得到改进，因为在内部产生的热量被更好地散出，因此整个表面可被用于对局部受限的摩擦源、进而是热源进行散热。

在一有利的实施形式中，在所述丝杠电机内部，特别是在电机的输出侧的丝杠区域中设有油浴。特别是在所述电机的空间区域与设置所述丝杠螺母的空间区域之间设有一密封装置。特别是将至少一个高压密封装置用于密封，尤其是在丝杠区域与电机之间和/或在丝杠区域与环境之间(进行密封)。其优点在于，在电机中不出现油润湿，而不影响电机功能。

在一有利的实施形式中，所述密封装置沿轴向设置在所述螺纹丝杠的轴承与一连接所述转子轴和螺纹丝杠的联接装置之间。其优点在于，轴承和密封圈都可以被油润滑。

在一有利的实施形式中，所述联接装置是一能沿轴向接插的联接装置。其优点在于，可简单、不费事地将电机拆松和再连接。此外在更换电机时不会损失油，也不会污染油。

在一有利的实施形式中，所述密封装置设计成轴密封圈，该轴密封圈在一壳体件中具有支座，该壳体件还具有用于接纳螺纹丝杠的轴承的支座，其中所述轴密封圈的作用面设置在所述螺纹丝杠上。其优点在于，能实现紧凑的结构形式，仅需给壳体件加工出两个支座。此外，向轴密封圈的区域中供给的油能简单、方便地到达轴承。

在一有利的实施形式中，所述螺纹丝杠具有一用于吸收轴向力的肩部。其优点在于保护电机不受轴向力作用。此外可使用可轴向接插的联接装置来进行连接，因为在常规工作中联接装置也被保护而免受轴向力。仅当希望使电机与丝杠分开时，在取下电机时带来轴向力，由此使联接装置分开。

特别的是所述肩部支撑在为所述螺纹丝杠设置的轴承的内圈上。其优点在于，电机的分离可通过可接插的联接装置来实现。

在一有利的实施形式中，活塞杆在输出侧由一受润滑剂作用的密封组件朝向输出侧壳体件密封。其优点在于，与干式密封装置不同，可以使用简单、经济的密封装置。

在一有利的实施形式中，该密封组件至少包括一刮除器、一O型圈和/或一槽密封件(Nutdichtung)。其优点在于，可使用受润滑剂作用的、特别是受油作用的密封元件，该密封元件即使在2bar以上的超压下也能保证密封性。

在一有利的实施形式中，螺纹丝杠与转子一起支承在电机的一壳体件中。其优点在于可节省轴承。

在一有利的实施形式中，为进行轴向引导而使一导向件与丝杠螺母和活塞杆相连接。其优点在于，导向件既起到了连接丝杠螺母与活塞杆的作用，也起到了在轴向方向上进行引导的作用。

在一有利的实施形式中，导向件通过一滑块——特别是以能沿轴向运动的方式设置在壳体件的凹槽中的滑块——在壳体件中沿轴向被引导。其优点在于，可使用简单、经济的元件。

在一有利的实施形式中，所述转子与所述螺纹丝杠无间隙地连接，特别是借助螺纹连接结构和夹紧连接结构进行连接。其优点在于，能以高精度的轴向定位运行，并能实现高重复精度。

在一有利的实施形式中，活塞杆借助一密封装置、特别是杆密封装置、特别是刮除器，相对于壳体件密封。其优点在于，丝杠电机的内部得到保护，特别是螺纹丝杠和丝杠螺母的螺纹区域得到保护。

在一有利的实施形式中，在所述导向件的轴向终端位置的区域中，即止挡处，各设有一弹性元件、特别是O型圈以在该终端位置被撞击时吸收动能。其优点在于，即使在安全性不足的情况下也避免损坏。

在一有利的实施形式中，所述导向件借助夹紧连接结构与所述活塞杆相连接。其优点在于，实现无间隙的连接。

在一有利的实施形式中，夹紧连接结构包括张紧装置，利用该张紧装置可使导向件变形成，使得活塞杆能被夹入。特别是所述张紧装置沿切向取向，特别是用以使活塞杆不能相对于导向件转动。其优点在于，可使用简单、经济的元件。

在一有利的实施形式中，在周向上设有三个滑块。其优点在于，仅需使用少量滑块。

在一有利的实施形式中，设有一调节环，其中借助螺纹元件能对电机轴承的内圈进行加载。此外，借助另外的螺纹元件可产生用于在螺纹丝杠与转子间的夹紧连接的压力。其优点在于，能以简单的方式实现无间隙的连接。

在一有利的实施形式中，转子在轴向端部区域中具有一个或多个轴向狭槽。其优点在于，为进行加载仅需很小的压力。

在一有利的实施形式中，导向件与活塞杆间借助张紧装置形锁合地连接。可使用插入柱形孔中的紧固销/夹紧销、即紧固套作为张紧装置。为该形锁合的连接而在活塞杆上设有这样的展平部，使得紧固销被接触地包围并且由于其由弹性变形引起的压紧力而紧贴在该展平部表面上。为此，该展平部实施成一假想的柱体表面的一部分。其优点在于，为进行加载仅需很小的压紧力。

在一有利的实施形式中，螺纹丝杠在其一端部区域中具有一用于定心的轴颈。其优点在于，提供了简单、经济的定心结构，且不需要为此提供额外的结构空间。

在一有利的实施形式中，在电机法兰上设有用于壳体件的定心的定心件。特别是设有用于接纳弹性元件的定心件。其优点在于，可设有用于导向元件的弹性止挡。

在一有利的实施形式中，所述活塞杆的朝向环境的表面设计成光滑的。其优点在于，由于可以更简单、有效地实现相对壳体件的密封，所以污物不能进入到丝杠电机内。

在一有利的实施形式中，转子包括永磁体，特别是丝杠电机按照同步电机原理运行。其优点是，可产生很高的力。其它优点由从属权利要求得到。

其它优点由从属权利要求得到。本发明不限于权利要求的特征组合。尤其是通过提出任务和/或通过与现有技术相比较而提出任务，本领域技术人员可以得出由权利要求、和/或单独的权利要求特征、和/或说明书特征和/或附图特征组成的其他有意义的可能组合方式。

附图说明

图3以剖视图示出根据本发明的丝杠电机。

图2和图1分别示出该丝杠电机的放大的局部。

附图标记表

1       电机壳体

2       转子轴

4       壳体件

5       螺纹丝杠

6       丝杠螺母

7       壳体件

8       支撑装置

9       导向环

10      密封圈

14      活塞杆

15      壳体件

18      轴承

25      丝杠螺母

26      导向件

50      轴承

51      通风孔

52      密封装置

53      轴颈

54      活塞杆内部的空间区域

55      活塞杆外部的空间区域

81      弹性区域

82    轴承接纳区域

83    固定圈

具体实施方式

现借助于附图详细说明本发明：

包括转子轴2和定子的电机的电机壳体1与丝杠电机的壳体件4、7、15密封连接。优选地，在壳体件的每个连接接口部位处都装有O型圈，从而即使在高于例如2bar的超压下也保证密封性。

一壳体件4接纳支承螺纹丝杠5的轴承18。该螺纹丝杠通过通过一能沿轴向插接的联接装置与转子轴2相连接。该联接装置具有爪形件，在所述爪形件之间可布置有塑料材料。优选地，这个联轴结构是无间隙的。

一设置在壳体件4中的密封装置使丝杠内部空间相对于电机密封。特别是，密封装置52设计成O型圈。

因此可在内部空间填充有油。在输出侧，借助导向环9和密封圈10使活塞杆14相对周围环境密封。

在此将密封装置选择成，使该密封装置确保相对于高于2bar的超压的密封性。

螺纹丝杠具有一肩部，该肩部将轴向力传递到轴承18上。

在螺纹丝杠5转动时丝杠螺母6进行轴向移动，这是因为该丝杠螺母通过与线性引导装置相连的导向件25，26线性引导。

为了在螺纹丝杠5设计较长的情况下有利地有效进行支撑而设有支撑装置8，该支撑装置具有一柱形缺口用以接纳轴承50，该轴承的内圈设置在形成于螺纹丝杠5的轴向端部区域上的轴颈53上。有利的是，轴颈53与螺纹丝杠5一体形成。

支撑装置8不与活塞杆14相连接，因此在活塞杆14的任意位置下都实施支撑，也就是说即使活塞杆移出时也实施支撑。

因此，轴承50的外圈由支撑装置8的接纳区域82接纳。该外圈朝向轴向内侧利用一止挡固定，朝向轴向外侧利用一固定圈83固定。为补偿公差可以使用贴靠在固定圈83上的垫圈。支撑装置8具有一弹性区域81，使得该支撑装置利用其外周压在活塞杆的内壁上，进而支撑螺纹丝杠。

弹性区域81在周向上具有开口(Unterbrechung)和/或缺口，由此油能沿轴向方向穿过。有利地，该支撑装置是位置固定的，因此仅须针对活塞杆的线性运动来设置该支撑装置。

优选地，支撑装置由专门的聚乙烯材料制成，因此，即使在高达80摄氏度的温度下基本上也能持久地保持其预载，也就是弹性力。

包围螺纹丝杠5设有润滑剂，特别是油。

油浴改进了散热，这是因为热量被更好地分散、由此从丝杠电机区域内部起使各壳体件均匀受热。

丝杠螺母6具有轴向的通风孔51，使得由活塞杆14包围的空间区域54，即基本上包围在螺纹丝杠5与活塞杆14之间并含有油气混合物的空间区域，为平衡压力而与在电机侧紧邻丝杠螺母6的空间区域相连接，该电机侧紧邻丝杠螺母的空间区域与位于壳体和活塞杆之间的、含有空气或油气混合物的空间区域55相连接。因此在丝杠螺母6移动时不会建立明显的超压。特别是混合物中空气越少这一点便越为重要。这是因为油基本上是不可压缩的，所以在没有空气或没有通风孔的情况下便可能在丝杠螺母朝向油移动时建立极端的力；或者当丝杠螺母在形成真空的情况下离开油移出时产生很高的力。

在丝杠螺母6上沿周向依次设有多个轴向通风孔。优选在周向上设有4个通风孔。

Claims (33)

1.一种丝杠电机，

包括带转子的电机，该转子与螺纹丝杠(5)相连接，该螺纹丝杠的螺纹与丝杠螺母(6)的螺纹相啮合，该丝杠螺母与一活塞杆相连接，

其中，所述丝杠螺母(6)与所述活塞杆(14)在该丝杠电机的一壳体件中沿轴向被引导，

其中，为了沿轴向进行引导而使一导向件与所述丝杠螺母(6)和所述活塞杆(14)相连接，

其中所述螺纹丝杠(5)在其面向所述电机的轴向端部区域中通过轴承(18)支承在所述壳体件中或支承在与第一壳体件相连接的第二壳体件(14)中，

其特征在于：

所述螺纹丝杠(5)在其背离所述电机的轴向端部区域中通过一设置在所述螺纹丝杠(5)上的轴承(50)支承在所述活塞杆(14)上。

2.根据权利要求1所述的丝杠电机，

其特征在于：

在所述螺纹丝杠(5)的轴向端部区域上形成一轴颈，在该轴颈上设置轴承(50)的内圈，特别是其中，所述轴颈一体形成在所述螺纹丝杠(5)上。

3.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述轴承(50)的外圈被保持在一支撑装置，即支撑件中。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述轴承(50)的外圈借助一在一轴向方向上设置的止挡并且借助一在另一轴向方向上设置的固定圈而保持在所述支撑装置(8)中。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述支撑装置(8)具有一弹性区域，借助该弹性区域该支撑装置将支撑力传递到所述活塞杆上。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述支撑装置的弹性区域沿周向形成开口或具有缺口，特别是用于使油穿过。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述支撑装置由聚乙烯制成或由含聚乙烯的材料制成。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述丝杠螺母具有通风孔。

9.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述通风孔基本上沿轴向取向，特别是其中，所述通风孔使得由活塞杆包围的空间区域与设置在活塞杆与壳体之间的空间区域相连接以平衡压力。

10.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

在所述空间区域中具有油气混合物。

11.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

在周向方向上具有四个或更多的通风孔。

12.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述壳体件沿轴向设置在电机与所述丝杠螺母之间。

13.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

在所述电机的空间区域与设置所述丝杠螺母的空间区域之间设有一密封装置。

14.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述密封装置沿轴向设置在所述螺纹丝杠的轴承与一连接所述转子轴和螺纹丝杠的联接装置之间。

15.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述联接装置是一能沿轴向接插的联接装置。

16.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述密封装置设计成轴密封圈，该轴密封圈在一壳体件中具有其支座，该壳体件还具有用于接纳螺纹丝杠的轴承的支座，

其中所述轴密封圈的作用面设置在所述螺纹丝杠上。

17.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述螺纹丝杠具有一用于吸收轴向力的肩部。

18.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述肩部支撑在为所述螺纹丝杠设置的轴承的内圈上。

19.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

设有油浴润滑结构。

20.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

在所述丝杠电机内部，特别是在电机的输出侧的丝杠区域中设置所述油浴。

21.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

采用至少一个高压密封装置来进行密封，特别是在丝杠区域与电机之间、和/或在丝杠区域与周围环境之间进行密封。

22.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

活塞杆在输出侧由一受润滑剂作用的密封组件朝向输出侧壳体件密封。

23.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

密封组件至少包括一刮除器、一O型圈和/或一槽密封件。

24.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述导向件通过一滑块——特别是以能沿轴向运动的方式设置在壳体件的凹槽中的滑块——在壳体件中沿轴向被引导。

25.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述螺纹丝杠与所述转子也支承在所述电机的一壳体件中。

26.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述转子与所述螺纹丝杠无间隙地连接。

27.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

在所述导向件的轴向终端位置的区域中，即止挡处，各设有一弹性元件、特别是O型圈，以在该终端位置被撞击时吸收动能。

28.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述导向件借助夹紧连接结构与所述活塞杆相连接。

29.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述导向件与所述活塞杆形锁合连接。

30.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

为使导向件与活塞杆形锁合连接而设有张紧装置，特别是紧固销。

31.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述张紧装置被夹紧地保持在导向件的孔中，特别是用于在形锁合连接时形成无间隙性。

32.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述张紧装置沿切向取向，特别是用以使活塞杆不能相对于导向件转动。

33.根据上述权利要求中至少一项所述的丝杠电机，

其特征在于：

所述活塞杆的朝向环境的表面设计成光滑的。

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