CN113324016A - 具有用于轴向间隙补偿的止动部的传动机构壳体单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传动机构壳体单元，其可容置轴(4)的或布置在轴(4)上的轮(3)的至少一部分且具有壳体本体(5、6)，壳体本体具有用于在轴(4)或轮(3)与壳体本体(5、6)之间的轴向间隙补偿的弹簧元件(10)。传动单元还具有止挡盘(9)，轴(4)或轮(3)的一部分可支撑在止挡盘的一个侧面上且止挡盘的另一个侧面支撑在弹簧元件(10)处。壳体本体(5、6)具有止动部(12)，当弹簧元件(10)的压缩已经达到预先确定的量度时，止挡盘(9)可抵靠在止动部处。本发明还涉及一种传动单元(1)，其具有传动机构壳体单元、突入传动机构壳体单元的轴(4)和在传动机构壳体单元内布置在轴(4)上的轮(3)。

Description

具有用于轴向间隙补偿的止动部的传动机构壳体单元
技术领域
本发明涉及一种传动机构壳体单元，其可以容置轴的或布置在轴上的轮的至少一部分并且具有壳体本体，该壳体本体具有用于在轴或轮与壳体本体之间的轴向间隙补偿的弹簧元件。本发明还涉及一种具有传动机构壳体单元的传动单元。
背景技术
由DE 102008043904 A1已知一种用于借助两个螺栓支承线性驱动机构的装置，其中线性驱动机构包括位于具有传动机构壳体的传动机构处的马达。传动机构壳体具有筒形的套管，在其中径向地支承蜗轮。借助轴承座圈实现轴向支承，其中在套管和轴承座圈之间设置用于间隙补偿的波纹弹簧。传动机构壳体处的两个开口形成螺栓容置部。螺栓分别具有用于以下述方式将螺栓固定在螺栓容置部中的固定区段，即螺栓头与传动机构壳体的外侧间隔开并且因此在传动机构壳体之外的轴承区段布置成用于线性驱动机构的轴承。
DE 102011077584 A1公开了一种包括丝杠和蜗轮的调节装置，其中蜗轮经由外齿部与驱动单元联接。蜗轮具有与丝杠的外螺纹啮合的内螺纹和容置蜗轮的壳体，其中壳体以两件式的形式由第一壳体部分和第二壳体部分形成。壳体具有两个轴向支承面和两个径向支承面。锥形的弹簧元件在蜗轮处用于间隙补偿。该弹簧元件位于蜗轮与壳体的第一轴向支承面之间。
由WO 2018215010 A1已知一种用于机动车的伺服驱动机构，其具有由壳体外壳和壳体盖组成的壳体以及电驱动机构，借助该电驱动机构可以使调整器件(Stellmittel)移动。调整器件经由丝杠驱动机构来移动，其中丝杠在预紧的情况下保持在轴承容置部中。借助插入壳体中的弹簧元件产生预紧。弹簧元件在壳体的肋条的突起之间被夹住，并且蜗轮的轴向端部作用在该弹簧元件上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的传动机构壳体单元，其可以容置轴的或布置在轴上的轮的至少一部分并且具有壳体本体，该壳体本体具有用于在轴或轮与壳体本体之间的轴向间隙补偿的弹簧元件。尤其地，本发明应当能实现，当使用在市场上常见的弹簧元件时能实现传动机构壳体单元的简单的可装配性和满意的轴向间隙补偿。本发明的目的还在于提供一种改进的具有传动机构壳体单元的传动单元。
在以下内容中，如果没有相反的提示，则任何涉及一个(无论有没有定冠词)、两个或其他数量的物体理解为，不排除其他这种物体的存在。所有权利要求中的附图标记不具有限定作用，而是应仅改进权利要求的易读性。
该目的通过下述传动机构壳体单元得以实现。传动机构壳体单元可以容置轴的或支承在轴上的轮的至少一部分并且具有壳体本体，该壳体本体具有用于在轴或轮与壳体本体之间的轴向间隙补偿的弹簧元件。传动机构壳体单元还具有止挡盘，轴或轮的一部分可以支撑在止挡盘的一个侧面上，并且止挡盘的另一个侧面支撑在弹簧元件处。壳体本体具有止动部，当弹簧元件的压缩已经达到预先确定的量度(Maβ)时，止挡盘可以抵靠在该止动部处。
本发明还基于下述认识，即例如当轮是蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮时，相当大的力可能沿轴向作用于这种类型的传动机构壳体单元的弹簧元件。在这种情况下，在壳体传动单元的传统的结构中，为了有效地限制轴向间隙，必须使用具有高的弹性常数的弹簧元件。然而当弹簧元件必须被预紧并且装配工人或装配机器人不能施加力或仅费力地才能施加力以克服弹簧元件的必要的预紧力时，将这种传动机构壳体单元与轴组装成传动单元可能是困难的。
通过根据本发明的止动部能以下述方式来限定轴或轮的轴向移动，即只要弹簧元件的压缩已经达到预先确定的量度，止挡盘就抵靠到止动部处，即使在轴的轴向上沿弹簧元件的方向作用的力如此大使得弹簧元件能弯曲超过所述量度。以此方式可以有利地限制轴和/或轮的间隙并且还可以使用具有低弹性常数的弹簧元件。
本发明包括：传动机构壳体单元完全容置轴或轮的实施方式；传动机构壳体单元仅部分地容置轴或轮、例如仅容置轴或轮的一个区段的实施方式。本发明包括：弹簧元件直接地支撑在止挡盘处的实施方式；弹簧元件间接地经由另一个元件支撑在止挡盘处的实施方式。
根据本发明的“轴向间隙补偿”是指沿轴的轴线方向对轴和/或轮的间隙进行限制。特别优选地，轮或轴或其一部分止挡在止挡盘处，但本发明也包括本发明的弹簧元件和/或止动部止挡在止挡盘处的实施方式。根据本发明的“止挡”是指，轴或轮或其一部分或者说弹簧元件或止动部可以沿轴向支撑在止挡盘处，但是轴和/或轮在此可以继续围绕其轴线转动。
本发明的目的还通过下述传动单元得以实现。传动单元包括突入传动机构壳体单元中的轴和布置在传动机构壳体单元内的轮。
从属权利要求和以下说明描述了有利的实施方式和改进方案，其可以单独地或以彼此结合的方式使用。
在优选的传动单元中，弹簧元件被预紧靠在止挡盘上。优选的传动机构壳体单元的弹簧元件在其背离止挡盘的侧面处支撑在壳体本体处，优选的传动机构的弹簧元件优选地也在止挡盘和壳体本体之间被预紧。
优选的壳体本体具有壳体基体和壳体盖。有利地，壳体盖可使得传动机构壳体单元和传动单元的装配变得容易。有利地，壳体盖可以与传动机构壳体单元的壳体基体一起用于保护布置在其中的构件避免受到机械损害或污染。优选地，弹簧元件在其背离止挡盘的侧面处支撑在壳体盖处。
优选地，止动部是壳体盖的一部分，当弹簧元件的压缩已经达到预先确定的量度时，止挡盘可以抵靠在该止动部处。优选地，止动部与壳体盖一件式地形成，特别优选地由壳体盖材料制成。
优选的止动部、在本发明的特别优选的实施方式中止动部和壳体盖包含塑料，特别优选地止动部和/或壳体盖由塑料制成。优选的塑料是聚酰胺和玻璃纤维增强的塑料，例如PA66 GF50。有利地，可以用塑料材料以特别简单和/或物美价廉的方式制造由止动部和壳体盖组成的组合。塑料材料的其他可实现的优点可以在于，止动部具有固有弹簧弹性。由此，止动部可以在大的、轴向作用于止动部的力的情况下稍微弯曲并由此防止传动单元的损坏。
在本发明的优选的实施方式中，弹簧元件是环形的。特别优选地，该弹簧元件布置在壳体本体的槽中、特别优选地布置在壳体盖的槽中。
优选地，止动部邻接到弹簧元件的内边缘或外边缘处。特别优选地，止动部是环形的突出部。优选的突出部朝向止挡盘的方向突出于壳体本体的平面，弹簧元件在该平面处支撑在壳体本体处。特别优选地，突出部朝向止挡盘的方向突出于壳体盖的平面，弹簧元件在该平面处支撑在壳体本体处。这实现了壳体本体、尤其是壳体盖的特别简单的构造。
优选地，止动部沿止挡盘的方向的高度小于在弹簧元件的松弛状态下弹簧元件的高度。优选地，弹簧元件在所述状态下突出于止动部大于0.2mm(毫米)、特别优选地大于0.3mm、特别优选地大于0.4mm、特别优选地大于0.5mm。
特别优选地，止动部朝向止挡盘的方向的高度在壳体基体和壳体盖组装之后在弹簧元件的预紧状态下也小于弹簧元件的高度。优选地，弹簧元件在所述状态下突出于止动部大于0.1mm、特别优选地大于0.2mm(毫米)、特别优选地大于0.3mm、特别优选地大于0.4mm。
传动机构壳体单元的壳体本体优选地具有通孔，轴延伸穿过该通孔。轴能以此方式突入传动机构壳体单元。在本发明的优选实施方式中，壳体本体具有两个这种通孔，从而轴可以在两侧突出于壳体本体并且因此突出于传动机构壳体单元；换言之，轴可以穿过壳体本体。为此有利地，通孔位于壳体本体的对置的端部处。特别优选地，壳体基体和壳体盖分别具有通孔，轴可以延伸穿过该通孔。
止动部优选地邻接到该通孔或通孔之一处，止动部特别优选地呈环形围绕该通孔。为此优选地，由通孔通过设置形式为环形的杆条的止动部来形成槽，止动部的内壁形成壳体本体的通孔的壁的一部分，而止动部的外壁形成槽的朝向通孔的壁。在本发明的优选的实施方式中，止动部邻接到壳体盖中的通孔处，止动部特别优选地呈环形围绕壳体盖中的通孔。
优选的止挡盘是环形的，其中轴延伸穿过环形的止挡盘的孔。止挡盘优选地基本上垂直于轴或轮的轴向。优选地，止挡盘相对于轮是静止的，这意味着，轮止挡到止挡盘处。优选的止挡盘包括金属或由金属制成，优选是钢、例如是根据DIN EN10088-3的材料1.4310。优选的止挡盘的表面至少在下述区域中装备有优化摩擦的、优选的铬表面，在该区域中另一个物体、优选地轮的一部分止挡到止挡盘处。由此可以有利地减少轮与止挡盘之间的摩擦。在一种实施方式中，整个止挡盘被镀铬。优选的止挡盘包括钢、特别优选镀铬的钢。在另一种可能的实施方式中，止挡盘包括非金属材料、优选陶瓷，例如氧化锆或由非金属材料、优选陶瓷，例如氧化锆制成。
优选的弹簧元件包括或是波纹垫圈、优选环形的波纹垫圈。特别优选地，轴的轴线延伸穿过环形的波纹垫圈的孔。优选地，波纹垫圈基本上垂直于轴或轮的轴向。本发明的所述实施方式的可实现的优点是，波纹垫圈可以支撑在轴的轴线的对置的侧面上或以均匀间隔开的形式完全地(rundum)支撑在止挡盘上。有利地，以此方式可以克服单侧的构件负荷。优选地，止动部邻接到波纹垫圈的内边缘或外边缘处，止动部特别优选地呈环形围绕波纹垫圈的内边缘或外边缘。
弹簧元件优选地包括弹簧钢，特别优选地由弹簧钢制成。一方面，弹簧元件的弹性常数应具有一定的最小量度，以便实现充分的间隙补偿。优选地，弹性常数大于10N/mm(牛顿每毫米)、特别优选地大于20N/mm、特别优选地甚至大于50N/mm。
另一方面，弹簧元件的弹性常数不应超过一定的最大量度，以便能以简单的方式装配传动单元。优选地，弹性常数小于750N/mm、特别优选地小于500N/mm、特别优选地甚至小于100N/mm。
在优选的传动机构壳体单元中，壳体基体和壳体盖可以借助螺纹螺钉彼此固定。优选地，设有至少两个、特别优选地至少三个螺纹螺钉。壳体盖优选地具有通孔，螺纹螺钉可以穿过该通孔。壳体基体优选地具有孔，螺纹螺钉的螺纹可以分别拧入该孔中，以便将壳体盖固定在螺纹基体处。
优选地，传动机构壳体单元构造为传动单元，其除了传动机构壳体单元还具有突入传动机构壳体单元的轴和在传动机构壳体单元内布置在轴上的轮。优选地，该轮构造为蜗轮，该蜗轮特别优选地与可以由电动机驱动的蜗杆啮合。
附图说明
其他有利的设计方案在下文中借助多个在附图中示出的实施例详细描述，但本发明并不限于这些实施例。
示意性地在附图中示出了：
图1示出了具有根据本发明的传动机构壳体单元的根据本发明的传动单元的透视分解图；
图2示出了图1的传动单元的细节的局部剖视图；
图3示出了图1和图2的传动机构壳体单元的壳体盖的朝向壳体基体的侧面的透视图；和
图4示出了图1至图3的传动机构壳体单元的由波纹弹簧和止动部组成的组合的力-行程曲线。
具体实施方式
在本发明的优选实施方式的以下描述中用相同的附图标记标注相同的或同类的组件。在多个相同的组件的情况中，通常仅一个组件配设有附图标记。
在图1和图2中示出的传动单元1主要包括传动机构壳体单元、可由可建立在法兰2处的马达(未示出)驱动的驱动轴(同样未示出)、安装在传动机构壳体单元内的蜗轮蜗杆传动机构(其中示出了蜗轮3)、以及蜗轮蜗杆传动机构的穿过传动机构壳体单元、仅在图2中局部地示出的输出轴4。
输出轴4在本实施例中设计成丝杠并且尤其可以用于调节机动车中的可移动的部件。输出轴4是本发明意义上的轴。驱动轴的轴线相对于输出轴4的轴线基本上错开90°。
传动机构壳体单元通过由壳体基体5和壳体盖6组成的壳体本体在其内部形成用于蜗轮蜗杆传动机构的容置空间，该壳体基体和壳体盖均由塑料制成。壳体基体5和壳体盖6经由四个螺纹螺钉(未示出)彼此连接。为此，壳体盖6具有四个通孔，并且在壳体基体5中设置四个相对应的、螺纹螺钉的螺纹可以拧入其中的孔。蜗轮蜗杆传动机构在本实施方式中由构造在驱动轴上的与蜗轮3啮合的蜗杆(未示出)形成。蜗轮3布置在输出轴4处并且将蜗杆的运动传递至设计成丝杠的输出轴4。蜗轮3的轴向间隙要通过如下进一步详述的措施得以补偿。
壳体本体的壳体基体5具有与输出轴4的外径相匹配的通孔8。壳体盖6以类似的方式具有与壳体基体5的通孔8相对应的通孔7，从而输出轴4可以穿过传动机构壳体单元并且能以其从传动机构壳体单元向两侧突出的方式支承在该传动机构壳体单元中。
在蜗轮3和壳体盖6之间设置止挡盘9，蜗轮3的一部分支撑在该止挡盘的一个侧面处。止挡盘不与蜗轮3一起转动，而是相对于蜗轮静止，这意味着，蜗轮3止挡到止挡盘9处。止挡盘9由涂有铬的钢制成，以便减少蜗轮3在止挡盘9处的摩擦。形式为波纹垫圈10的弹簧元件在另一侧支撑在止挡盘9处。波纹垫圈10位于壳体盖6的环形的槽11中，该槽围绕壳体盖6的通孔7。
由壳体盖6的通孔7通过设置止动部12形成槽11，该止动部构造成环形的杆条并且该止动部的内壁形成壳体盖6的通孔7的壁的一部分，而该止动部的外壁形成槽11的朝向壳体盖6的通孔7的壁。这一点在图3中可以特别清楚地看出，在其中示出了没有波纹垫圈10的壳体盖6。在本发明的替选的、未示出的实施方式中，止动部12构造在槽11的径向外边缘处。
止动部12的从槽底部朝向止挡盘9测量的高度小于在波纹垫圈10的松弛状态下以及在壳体基体5和壳体盖6组装之后在波纹垫圈10的预紧状态下的波纹垫圈10的高度。
特别地，为了组装传动单元1，波纹弹簧10被装入壳体盖6中的槽11中，并且蜗轮3在止挡盘9被安放时被装入壳体盖6的开孔
Figure BDA0002951635870000081
7中。然后克服波纹弹簧10的力将壳体盖6与壳体基体5压在一起并且将所述两个组件用螺纹螺钉拧紧。由此，波纹弹簧10被持续地预紧并且被部分地压缩。
在传动单元运行时通过波纹弹簧10的力朝向在壳体基体5中的未示出的止动部的方向挤压蜗轮3，其中在所述止动部和蜗轮3之间布置有另一个止挡盘13。根据传动机构的运转方向，所述力还被加强，或传动机构产生相反的力、即朝向壳体盖6的方向推挤蜗轮3的力。所述力引起波纹垫圈10进一步压缩。这一点可以清楚地在图4中的力-行程-曲线的右上象限中看出。在图4中，压缩行程D是朝向壳体盖6的方向的行程，并且F是为此所需的力。
当弹簧元件的压缩已经达到了预先确定的量度D1时，波纹垫圈侧的止挡盘9抵靠到波纹垫圈侧的止动部12处。由于该止动部由塑料材料制成，则止动部本身可以稍微弯曲，但是由于塑料材料的明显更高的弹性常数ε1，曲线明显更为陡峭(wesentlichsteiler)，从而止动部有效地限制了蜗轮3的间隙。
对于以不同的实施方式来实现本发明而言重要的是，在上述说明书、权利要求书和附图中公开的特征不仅可以是单独的而且可以是任意组合的方式。

Claims (15)

1.一种传动机构壳体单元，其能够容置轴(4)的或布置在所述轴(4)上的轮(3)的至少一部分并且具有壳体本体(5、6)和止挡盘(9)，所述壳体本体具有用于在所述轴(4)或所述轮(3)与所述壳体本体(5、6)之间的轴向间隙补偿的弹簧元件(10)，所述轴(4)或所述轮(3)的一部分能够支撑在所述止挡盘的一个侧面上，并且所述止挡盘的另一个侧面支撑在所述弹簧元件(10)处，其特征在于，所述壳体本体(5、6)具有止动部(12)，当所述弹簧元件(10)的压缩已经达到预先确定的量度时，所述止挡盘(9)能够抵靠在所述止动部处。
2.根据权利要求1所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述弹簧元件(10)在其背离所述止挡盘(9)的侧面处支撑在所述壳体本体(5、6)处。
3.根据权利要求2所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述壳体本体(5、6)包括壳体基体(5)和壳体盖(6)。
4.根据权利要求3所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述弹簧元件(10)在其背离所述止挡盘(9)的侧面处支撑在所述壳体盖(6)处。
5.根据权利要求3或4所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述止动部(12)是所述壳体盖(6)的一部分，当所述弹簧元件(10)的压缩已经达到预先确定的量度时，所述止挡盘(9)能够抵靠在所述止动部处。
6.根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述止动部(12)包含塑料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述弹簧元件(10)是环形的，并且所述止动部(12)邻接到所述弹簧元件(10)的内边缘或外边缘处。
8.根据权利要求7所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述止动部(12)是朝向所述止挡盘(9)的方向突出于所述壳体本体(5、6)的平面的环形的突出部，所述弹簧元件(10)在所述平面处支撑在所述壳体本体(5、6)处。
9.根据权利要求7或8所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述壳体本体(5、6)具有通孔(8、7)，所述轴(4)延伸穿过所述通孔，并且所述环形的止动部(12)邻接到所述通孔(8、7)处。
10.根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述弹簧元件(10)包括波纹垫圈。
11.根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述弹簧元件(10)包括弹簧钢。
12.根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元，其特征在于，所述壳体基体(5)和所述壳体盖(6)能够借助螺纹螺钉彼此固定。
13.一种传动单元(1)，其具有根据前述权利要求中任一项所述的传动机构壳体单元、突入所述传动机构壳体单元的轴(4)和在所述传动机构壳体单元内布置在所述轴(4)上的轮(3)。
14.根据权利要求13所述的传动单元(1)，其特征在于，所述弹簧元件(10)被预紧靠在所述止挡盘(9)上。
15.根据权利要求13或14所述的传动单元(1)，其特征在于，所述轮(3)构造为与能够由马达驱动的蜗杆啮合的蜗轮。
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