CN114174109B - 线性驱动器、座椅的纵向调节单元和机动车辆 - Google Patents

线性驱动器、座椅的纵向调节单元和机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种线性驱动器(1)，其具有：可围绕纵向轴线(X)旋转的驱动轴(10)；至少一个具有推进齿(21)的推进元件(20)；齿条(30)；以及至少一个引导器件(40)；其中，至少一个推进元件(20)与驱动轴(10)如此耦合，使得当驱动轴(10)围绕纵向轴线(X)绕转时，至少一个推进元件(21)的推进齿(21)被压入齿条(30)中以在循环移动(22)中生成推进力；以及其中，当至少一个推进元件(20)的推进齿(21)压入齿条(30)中时，至少一个引导器件形成用于至少一个推进元件(20)的对齿条(30)实施反作用的支座。本发明还涉及一种纵向调节单元和一种机动车辆。

Description

线性驱动器、座椅的纵向调节单元和机动车辆
技术领域
本发明涉及一种线性驱动器、用于座椅的纵向调节单元和机动车辆。
背景技术
线性驱动器从现有技术中已知采用不同的设计方案并且广泛用作纵向调节单元，用于调节机动车辆中的座椅的位置。纵向调节单元通常与固定在底盘上的下导轨和布置在该下导轨内的上导轨相互作用，其中，上导轨可通过纵向调节单元电动移动并与座椅耦合。在现有技术中，通过纵向调节单元对上导轨的调节通常借助主轴进行，该主轴布置在上导轨内并且被支撑在其相应的第一端部和第二端部处。
这种纵向调节单元例如从DE3640197A1、DE4208948C2、DE19642655C2、DE19815283A1、DE102004013009A1和DE102006052936A1已知。
由于对除了作为纵向调节单元的调节功能外还必须确保事故保险的线性驱动器的高要求，这种线性驱动器具有不同的结构形式，这些不同的结构形式需要不同的制造方法和工艺。已经表明，无间隙的线性移动需要付出很大的努力才能实现，并且断裂负载的适配也需要付出很大的努力。新颖的机动车辆内部空间概念除了事故保险之外，还需要更大的移动距离和更高的移动速度。利用主轴进一步提高在过去已得到证明的线性驱动器的移动速度，这只能是有限的。更大的行进路径能够实现新的空间概念，其中，为了实现新的空间概念，所参与的组件不应突出到空间中。更确切地说，要求所参与的组件可以集成到尤其是机动车辆的底座中，以便减少伤害源并且不显眼。
发明内容
在此提出本发明。
本发明的目的是提出一种改进的线性驱动器，其以符合目的的方式消除了现有技术中已知的缺点。此外，还要提出一种具有特别紧凑的结构形式的线性驱动器，该结构形式能够实现几乎无间隙的线性移动，同时断裂负载是可变的和可适配的。此外，利用根据本发明的线性驱动器应可以实现高的调节速度。
这些目的通过一种线性驱动器、纵向调节单元和机动车辆来实现。
根据本发明的线性驱动器具有：可围绕纵向轴线旋转的驱动轴；至少一个具有推进齿的推进元件；齿条；以及至少一个引导器件；其中，至少一个推进元件与驱动轴如此耦合，使得当驱动轴围绕纵向轴线绕转时，推进元件跟随循环移动，并且推进元件的推进齿被压入齿条中以生成推进力；以及其中，当至少一个推进齿压入齿条中时，至少一个引导器件形成对齿条实施反作用的支座。引导装置吸收当压入至少一个推进元件的推进齿时产生的力或分力，该力或分力横向于纵向轴线作用在推进元件上。
本发明基于这样的思想，即当驱动轴围绕纵向轴线完全绕转时，至少一个推进元件跟随至少一个完全循环移动，并且为了生成推进力，将推进齿压入齿条中并随后又压出。
当压入时，至少一个推进元件的至少一个推进齿与齿条有效接触，或者可以优选地完全压入齿条的两个齿之间的齿间隙中，并且可以在这种状态下楔入至少一个引导器件和齿条之间，其中，至少一个引导器件可以作为支座吸收齿条的平面内或切线方向上的合力或分力，由此不会有额外的横向力作用在驱动轴上，并且保证线性驱动器的高断裂负载。
此外，在此和在下文中，循环移动应理解为至少一个推进元件的至少一个推进齿的移动过程，其中至少一个推进齿从起始点被一次压入齿条中，并且一次完全从齿条伸出并返回到起始点，反之亦然。相应的推进齿可以在驱动轴的绕转期间经过一个或多个完全周期或循环，其中，周期数量或循环数量总是对应于一个整数。
当至少一个推进齿伸入齿条中时，齿条的齿和推进齿开始有效接触，由此产生沿纵向轴线的推进力。为此目的，相应的推进齿伸入齿条中或两个齿之间的齿间隙中，其中，推进齿和齿条的齿在所谓的摩擦面处有效接触，由此产生推进力。为此，要求的是，至少齿和/或推进齿具有至少一个摩擦面，优选两个摩擦面，所述摩擦面以楔形面的方式构成。
根据本发明的一个改进方案规定的是，至少一个引导器件使至少一个推进齿在齿条的方向上的移动偏转。通过至少一个引导器件，一个力在移动或行程移动期间作用在至少一个推进齿上，通过该力在切线方向上发生偏转。在这种改进方案中，至少一个推进齿因此跟随枢转移动。
另外，已证明有利的是，至少一个引导器件预给定围绕旋转轴线和/或沿运动连接件或瞬时极点的移动。在旋转轴线上可以可枢转移动支承地保持有至少一个推进齿。运动连接件可以优选地具有构成为接触面的引导件，在该引导件处存在至少一个引导器件和至少一个推进齿之间的有效接触。运动连接件可以将至少一个推进元件的移动引导成沿一轴线的移动，该轴线不与纵向轴线相交，而是相切或相割地取向。至少一个推进元件的移动也可以偏转成围绕固定旋转轴线或围绕瞬时极点的枢转移动，在一个优选改进方案中，这些瞬时极点沿L形曲线布置，其中，L形曲线近似对应于螺旋线的走向，并且L形曲线可以在纵向轴线上具有原点。在引导器件的这种设计方案中，至少一个推进齿的移动可以最初被描述为近似纯径向移动，近似纯径向移动随着行程的增加被偏转成切线方向。
根据本发明的另一设计方案，齿条布置在第二平面中，所述第二平面布置成平行于第一平面并与所述第一平面间隔开，所述第一平面位于纵向轴线上。因此，第二平面如此布置，使得第二平面以不与纵向轴线相交的方式布置，而是优选地布置在任意圆的切线上，该任意圆位于垂直于纵向轴线的平面内，并且其中心形成纵向轴线。至少一个齿条在第二平面内的取向使得齿条的齿位于该平面中，或者换句话说，齿尖和齿根都位于第二平面内。当压入至少一个推进元件的推进齿时产生横向力或切向力，该横向力或切向力可以至少部分地、优选完全地由引导器件吸收。
另外，已证明有利的是，至少一个推进元件突出到齿条壳体中。齿条壳体可以构成为U形并收纳齿条。根据本发明的一个优选设计方案，齿条壳体可以以模块化方式构成，由此可以通过在纵向轴线上并排布置多个齿条壳体部段而以任意扩大的方式调节齿条壳体的长度。尤其优选的是，多个齿条壳体部段可以以插接系统的方式和/或通过连接器件相互连接。
此外，已证明有利的是，至少一个推进齿突出到齿条壳体的凹部中，齿条布置在凹部中的第一侧部上，以及至少一个引导器件，优选为运动连接件，布置在相对的第二侧部上。当至少一个推进齿伸入凹部中时，至少一个引导器件迫使齿条方向上的相对移动，并且至少一个推进齿伸入齿条中。针对由此产生的横向力或径向力，运动连接件形成支座。因此，这些横向力或径向保留在齿条壳体内并且没有扭矩作用在推进元件上。当伸入齿条壳体的凹部中时，至少一个推进齿被压入至少一个引导器件和齿条之间的形状配合部中。
本发明的另一优选设计方案规定的是，运动连接件构成为楔形和/或弓形，或者至少一个推进齿在行程移动期间通过运动连接件的偏转线性地和/或非线性地发生。至少一个推进齿在切线方向上的移动特性会受到运动连接件设计的决定性影响，其中，楔形运动连接件使至少一个推进齿恒定偏转成切线方向。根据一个优选设计方案，可以使用弓形运动连接件，以便实现至少一个推进齿在压入齿条中和/或从齿条压出时在齿条方向上的尽可能线性的移动。
本发明的一个改进方案规定的是，驱动轴包括具有至少一个凸轮轴盘的凸轮轴，以及凸轮轴盘与至少一个推进元件驱动耦合。至少一个凸轮轴盘预给定至少一个推进齿的循环行程移动，其中，驱动耦合优选地通过在凸轮轴盘的滑动面和至少一个推进齿之间的摩擦接触来进行。至少一个凸轮轴盘可以例如构成为偏心盘或具有一形状，该形状为此优化成在两个最大值之间生成至少一个推进齿在齿条方向上的尽可能线性的行程移动。
本发明的一个优选设计方案规定的是，凹槽穿过推进元件。因此，凹槽完全延伸穿过推进元件，其中，凹槽可以构成为通孔或穿孔，或者构成为向外敞开的槽。凹槽优选地构成两个侧表面，该两个侧表面构成为建立与至少一个凸轮轴盘中的一个的滑动接触。优选地，凹槽布置在推进元件的第一端部区域中，而在相对的端部区域处布置有至少一个推进齿。
本发明的另一优选设计方案规定的是，凸轮轴贯穿凹槽中的至少一个推进元件。换句话说，凸轮轴沿纵向轴线插通凹槽，其中，优选地，推进元件横向于纵向轴线取向。有利的是，凸轮轴至少与凹槽的侧表面中的一个接触，并且在凸轮轴和至少一个推进元件之间形成驱动耦合。
本发明的另一有利设计方案规定的是，凸轮轴盘围绕纵向轴线不对称地构成，其中，进一步优选地，凸轮轴盘可以围绕对称平面在纵向轴线上镜像对称地构成。
此外，已证明有利的是，至少一个凸轮轴盘如此设计，使得至少一个推进齿在驱动轴以恒定的角速度围绕纵向轴线旋转时基本以恒定的速度被压入齿条中并被压出。在上下文中，至少一个推进齿的基本恒定的速度应理解为至少一个推进元件被压入齿条或从齿条被压出所在的两个拐点或最大值之间的近似恒定的速度。在两个拐点之间，优选地大于行程的80％、优选地大于行程的90％，速度应在平均值左右的±10％、更优选地±5％的公差内。在拐点处，推进元件相应地减速并然后又加速。这种移动可以在X-Y图中描述为锯齿形，其中，在X轴上解析行程，并在Y轴上解析绕转角。在该设计方案中，至少一个推进齿在驱动轴完全绕转(＝360°)时一次被压入齿条中并又被压出以生成推进力。
根据上述线性驱动器的一个改进方案，可以有利的是，驱动轴包括曲轴。至少一个推进齿可以间接地或直接地与至少局部构成为曲轴的驱动轴驱动耦合，其中，优选地，至少一个推进齿通过连杆与驱动轴耦合。驱动轴可以是已经描述的凸轮轴和曲轴之间的组合。
另外，已证明有利的是，至少一个推进元件由至少一个引导器件在齿条的方向上如此偏转，使得朝齿条定向的移动在最大值之间是尽可能恒定的。在该设计方案中，可以有利的是，运动连接件提供弓形引导件。
根据本发明的一个改进方案，设置有至少两个推进元件，该至少两个推进元件各自具有至少一个推进齿，这些推进元件在纵向轴线上平行且间隔开地布置。因此，相应的凸轮轴盘或连杆分别分配有一个推进元件，其中，相应的推进齿的偏转依赖于相应的凸轮轴盘或曲轴的角度位置。
根据本发明的一个改进方案已证明有利的是，至少两个推进元件围绕纵向轴线的移动以一定角度相位偏移地进行。因此，相应的推进元件的偏转在驱动轴旋转期间在驱动轴的旋转速度保持相同的情况下以时间偏移的方式进行。在此和在下文中，相位偏移应理解为至少两个推进元件针对凸轮轴旋转的不同角度伸入齿条中并伸出。
相位偏移可以例如通过在凸轮轴盘或曲轴的曲柄部段之间围绕纵向轴线的角度偏移进行。
根据本发明的线性驱动器的一个有利设计方案可以规定的是，至少两个推进元件相对于驱动轴的绕转的循环移动的相位偏移Δφ为至少1/256，更优选地至少为1/128、1/64、1/32、1/16或1/8且优选小于或等于1/2。优选地，相位偏移Δφ小于1/2，尤其是1/3或1/4绕转。两个相邻的推进元件之间的相位偏移可以相对于驱动轴的绕转为0≤Δφ≤1之间，优选地为0<Δφ<1。至少两个相邻的推进元件之间的相位偏移Δφ可以优选地为Δφ＝0.2或72°或Δφ＝0.4或144°。因此，两个相邻的凸轮轴盘之间的角度α此也可以是72°或144°。
可以有利的是，相位偏移的相应分数(1/n)的数学倒数预给定要设置的推进元件的最小数量k，即k＝(n/i)-1，其中，数量i是推进元件在驱动轴的绕转φ时的循环移动数量。例如，当推进元件之间的相位偏移为1/3φ并且推进元件每个绕转执行完全循环移动时，优选地设置有至少2个推进元件。
根据本发明的一个有利设计方案，至少两个推进元件的至少两个推进齿在纵向轴线上以第一距离布置，并且齿条的齿沿纵向轴线以第二距离布置，其中，第一距离小于第二距离，或者第二距离小于第一距离。换句话说，不同的推进元件的推进齿之间的第一距离与齿条的齿之间的第二距离必须不相等。
第一距离和第二距离分别与相应的推进齿或齿条的齿或齿尖的几何中心相关并且平行于纵向轴线来测量。通过对第一距离和第二距离的不同测量实现的是，在具有相位偏移的至少两个推进齿的循环移动期间，相应的推进齿相对于齿条的齿定位在不同的位置。
还已证明有利的是，相应的推进齿和/或齿条的齿构成为矩形、三角形、渐开形或正弦形。三角形或正弦形齿形是优选的。此外，优选地，齿条的齿和/或推进齿平行于纵向轴线等距布置。在设置有多于两个的推进齿的情况下，也优选的是，这些推进齿平行于纵向轴线等距布置成至少一排。
还已证明有利的是，相应的推进齿和/或齿条的齿对称地构成。通过相应的推进齿和/或齿条的齿的对称构成，可以在驱动轴的转速保持恒定的情况下沿纵向轴线在两个推进方向上实现相同的调节速度。
根据本发明的另一优选设计方案，相应的推进齿具有与齿条的相应的齿相比更大、相同或更小的齿长和/或更大的齿高。通过增大齿条的齿的齿高和齿长，可以提高推进齿在齿面上的接触面积或在齿面上的摩擦面积，由此可以实现齿条和推进齿之间更均匀的力传递。也能够使推进齿的齿高和齿长大于齿条的齿的齿高和齿长，由此可以生成更高的重叠度并可以实现更高的最大负载，并且可以改进驱动装置的运转平稳性。因此，可以通过选择推进齿和齿条的齿之间的尺寸比来设定最大负载和不同的运行特性。在推进齿的齿长和齿高小于齿条的齿的齿长和齿高的情况下，多于一个的推进齿也可以同时伸入齿条的两齿之间的齿间隙中或伸出。
另外，已证明有利的是，至少两个推进齿与齿条的齿具有相对应的齿形。相对应的齿形应理解为，相应的推进齿可以在完全伸入齿条的两齿之间的齿间隙中时以其面向齿条的齿的摩擦面平坦地贴靠在齿条的齿的摩擦面中的至少一个上。尤其已证明有利的是，不仅相应的推进齿而且齿条的至少一个齿具有相同的齿面角。在此方面要注意的是，相应齿面的摩擦面不一定必须对应于平面，而是也可以构成为弯曲的表面，优选向外弯曲的表面。
此外，已证明有利的是，至少两个推进元件沿平行于纵向轴线的轴线布置成一排。也有利的是，齿条具有多个齿，该多个齿在第二平面中并在平行于纵向轴线的轴线上布置成第二排。
根据本发明的线性驱动器的另一有利设计方案，设置有滑座，在该滑座中支承地布置有至少一个推进元件和驱动轴。优选地，至少一个推进元件以滑动轴承的方式保持在垂直于纵向轴线的平面内，由此由至少一个推进齿生成的推进力可以被传递到滑座。滑座可以构成为单件式或多件式并且具有器件，滑座通过该器件朝至少一个齿条或齿条壳体线性可移动地保持。尤其优选的是，滑座通过合适器件轻便地支撑保持在齿条壳体上。
线性驱动器的一个改进方案规定的是，设置有驱动器。优选地，驱动器可以是电动机，通过该电动机可以驱动凸轮轴。
另外，有利的是，在驱动器和驱动轴之间布置有变速器，其中，特别优选地，可以在驱动器和驱动轴之间布置有行星齿轮变速器。
驱动器和/或变速器可以根据线性驱动器的一个设计方案布置在滑座中。向滑座中的驱动器提供能量和/或控制信号可以通过具有相应的导电线的拖链来进行。
此外，本发明涉及一种具有根据本发明的线性驱动器的纵向调节单元。
本发明的另一方面涉及一种具有这种根据本发明的线性驱动器的机动车辆。
附图说明
以下参照附图详细描述根据本发明的实施例和本发明的改进方案。在附图中：
图1示出了根据本发明的线性驱动器的立体图，该线性驱动器具有布置在齿条壳体上的滑座，该滑座具有至少一个推进齿，该至少一个推进齿与驱动轴驱动耦合并可以当驱动轴在循环移动中绕转时被压入至少一个布置在齿条壳体的凹槽中的齿条中以生成推进力；
图2示出了根据图1的根据本发明的线性驱动器的简化立体图；
图3示出了根据图1的线性驱动器的简化前视图，其中，可以看到滑座中的组件；
图4示出了根据图1的线性驱动器的简化后视图；
图5示出了根据图1至图4的推进齿的详细视图，该推进齿通过凸轮轴盘与驱动轴耦合；
图6示出了根据第一改进方案的推进齿的详细视图；
图7示出了根据第二改进方案的推进齿的详细视图；
图8a至图8d示出了齿条壳体部段的简化的部分剖视图。
具体实施方式
以下，相同或功能相同的构件用相同的附图标记标识。为了清楚起见，并非所有相同或功能相同的部件在各个图中都标有附图标记。
图1示出了根据本发明的线性驱动器1的简化立体图，该线性驱动器1具有齿条壳体50和滑座70，该滑座70沿纵向轴线X可移动支承地保持在齿条壳体50上或上方。线性驱动器1可以使用在纵向调节单元(未示出)中以调节机动车辆(未示出)中的座椅(未示出)，其中，齿条壳体50可以牢固地嵌入车辆地板中并且滑座70可以与座椅和/或座椅排耦合。
在图8a至图8d中详细示出的齿条壳体50可以是模块化系统，该模块化系统可以由一个或多个齿条壳体部段51形成，由此滑座70在齿条壳体50上的行进路径可以构造成特定于应用且理论上无限长。
齿条壳体50可以如所示的实施例中那样构成为长方体形状并且具有凹部55，该凹部55设计成从面向滑座70的一侧敞开并因此可接近。
从图2可以看出，在凹部55中布置有齿条30，该齿条30由多个齿31形成，该多个齿31优选地沿平行于纵向轴线X的轴线等距布置。在每两个齿31之间构成有相应的齿间隙32。
齿条30布置在第二平面E2的凹部55内，该第二平面E2平行于第一平面E1并与该第一平面E1间隔开，该第一平面E1位于纵向轴线X上。齿条30的齿31朝第二平面E2的方向指向，据此齿根和齿尖均布置在第二平面E2中。
齿条壳体50可以如此设计，使得其在纵向轴线X上在第一端部区域中和在第二端部区域中在凹部55中分别形成止挡部，通过该止挡部预给定滑座50在齿条壳体50上的最大行进路径。
齿条30的齿31是相同的并且具有齿高H2、齿长L2和齿面角γ2。齿31以第二距离A2布置，其中，如图2所示，相应的第二距离A2分别相对于相应的齿31的几何中心来测量。在对称齿31的情况下，齿尖通常构成在几何中心处，两个对称齿面作为摩擦面33从该几何中心延伸。在图示的实施例中，两个齿面围成约135°的角度，其中，齿面优选地围成小于或等于180°且大于30°的角度。
滑座70可以如图1或图5所示具有由第一壳体部61和第二壳体部62构成的两件式壳体60。壳体60具有第一端部区域和第二端部区域，该第一端部区域和该第二端部区域可以作为端部止挡部与齿条壳体50相互作用。
再次参照图1可以看出，在滑座70的壳体60中与纵向轴线X同轴地布置有驱动轴10，该驱动轴10借助轴承68在纵向轴线X上可旋转支承地保持。驱动轴10可以借助变速器85与驱动器80耦合，由此驱动轴10可以通过驱动器80处于围绕纵向轴线X的旋转移动中。
驱动器80可以优选地是电驱动器并可以进一步优选地利用构成为行星齿轮变速器的变速器85与驱动轴10耦合。变速器85可以将驱动器80的转速增速或减速成驱动轴10的转速。
驱动轴10可以根据所示的实施例至少分段地构成为凸轮轴12并且具有凸轮轴盘13，这些凸轮轴盘13彼此间隔开地布置在两个轴承68之间。凸轮轴盘13分别布置在横向于纵向轴线X的平面中。
凸轮轴盘13布置成沿纵向轴线X分别彼此以角度α旋转，其中，在本实施例中，十个凸轮轴盘13布置成围绕纵向轴线X分别以角度α＝22.5°旋转。
进一步参照图4可以看出，在壳体60中分别布置有多个引导凹槽65，这些引导凹槽65横向于纵向轴线X在朝驱动轴10的径向方向R上布置并且朝齿条壳体50的凹部55定向。
在相应的引导凹槽65中布置有具有推进齿21的推进元件20，该推进元件20可在引导凹槽65中移动并且如双箭头所示可以进行移动22，该移动22如此表现，使得推进齿被压入凹部55内的齿条30中，如稍后参照图5、图6和图7描述的那样。
进一步参照图2、图5、图6和图7可以看出，相应的推进元件20具有凹槽25，该凹槽25可以分别收纳凸轮轴盘13。凹槽25以通孔或穿孔的方式完全穿过推进元件20。
推进元件20构成为具有第一端部部段和第二端部部段的I形，其中，在第一端部部段中布置有凹槽25，并且在第二端部部段中布置有推进齿21。相应的推进齿21具有高度H1、齿长L1和齿面角γ1。
在凸轮轴12和推进元件20之间的驱动耦合通过在凸轮轴盘13的摩擦面14和凹槽25的内表面26之间的有效接触在凹槽25内进行，这尤其在根据图5至图7的剖视图中示出。通过在驱动轴10和相应的推进元件20之间的耦合，推进元件20可以被压入齿条30中并再次被压出，而不必为此设置单独的复位器件。为了压入，将凸轮轴盘13在内表面26中的一个上进行施力，并且为了压出，将凸轮轴盘13在相对的内表面26上进行施力。推进元件20的相应的推进齿21可以在循环移动中一次被压入齿条30或齿间隙32中并且可以完全伸出并返回到起始位置。
在平行于纵向轴线X的一排中，沿驱动轴10以距离A1布置有十个推进齿21，其中，距离A1与推进齿21的几何中心有关。相应地，可以为每个推进齿21分配一个凸轮轴盘。
引导凹槽65针对相应的推进元件20形成轴向轴承，由此推进元件20轻便地可移动支承，并且可以通过引导凹槽65突出到齿条壳体50的凹部55中，并且可以在那里在凹部55内被压入齿条30的齿间隙32中的一个中并被压出。
相应的推进齿21可以优选地适配于齿条30的齿31的形状，由此推进齿21的齿面在推进齿21完全伸入齿间隙32中的状态下平坦地贴靠在齿31的齿面上。相应的推进齿21的齿长L1可以对应于两个齿31之间的距离A2。然而，重要的是，两个推进齿21之间的距离A1大于或小于两个齿31之间的距离A2。因此，为A2<A1或优选为A1>A2。换句话说，必须为A1≠A2。
由于凸轮轴盘13围绕纵向轴线X彼此成角度α旋转，相应的推进元件20的循环移动以相位偏移的方式进行，由此推进元件20针对驱动轴10的不同旋转角度被压入或伸入齿条30或齿间隙32中的一个中并被压出或伸出。
线性驱动器1的功能方式基于以下事实：相应的推进元件20可以突出到凹部55中并且在凹部55内通过引导器件40被引导地在径向方向上伸入齿条30中。引导器件40形成用于相应的推进元件20的强制引导并且用作支座，该支座对齿条30实施反作用并且吸收来自至少一个推进元件20在第二平面E2的方向上的力。
当相应的推进齿21伸入时，第一齿面或摩擦面23中的一个与齿31中的一个的齿面或摩擦面33接触。两个摩擦面23、33由于楔形设计而生成沿纵向轴线X定向的推进力，通过该推进力将滑座70沿纵向轴线X在空间中位移。一旦推进元件20的推进齿21中的一个完全伸入齿条30中，则另一推进齿21就以相位偏移的方式跟随，该另一推进齿21布置成朝另一齿间隙32的中心偏移。另一推进元件20的另一推进齿21在生成推进力的情况下伸入另一齿间隙32中。同时，首先完全伸入齿间隙32中的推进齿21通过接触的摩擦面23、33从齿间隙32中被压出，并且布置在相应的推进元件20的相对侧上的推进齿21同时被压入相对的齿条30的相对的齿间隙32中。另外的推进齿21可以偏移或同时跟随，由此可以生成另外的推进力。
从根据图5至图7的放大图可以看出，凸轮轴盘13具有特殊造型，通过该特殊造型可以生成相应的推进元件20的尽可能线性或恒定的移动。更具体地，凸轮轴盘13在图示的实施例中构成为近似心形并且具有第一部段和第二部段，该第一部段和该第二部段各自通过半圆延伸。第一部段和第二部段镜像对称地构成并且近似具有螺旋的走向。在这里，相应的部段的螺旋形走向如此选择，使得半径R的变化，即纵向轴线X和摩擦面14之间的距离，在绕转方向上随着绕转角φ的增加而近似恒定地变化，即Δφ≈|Δr|。因此，在第一部段中，半径r线性增加。在该部段中，近似适用Δφ≈Δr。在第二部段中，半径r线性下降。在该部段中，近似适用Δφ≈-Δr。
在第一部段和第二部段之间分别构成有过渡部，该过渡部将螺旋形走向连接。部段和过渡部由点划线象征性地分开。
过渡部以过渡半径的方式构成，并且可以在优选和图示的实施例中近似对应于凹槽25的宽度B。为了避免凸轮轴盘13在凹槽25中的楔入或卡住，可以如此选择过渡部，使得两个相对的沿直径构成的过渡部之间的距离为凹槽25的宽度B的最小90％，优选大于95％。
相应的推进元件20在绕转(φ＝360°)时经历一个完全循环或周期。换句话说，相应的推进元件20在驱动轴10或凸轮轴12绕转(φ＝360°)时一次被压入齿条30中并被推出。由于在纵向轴线X上间隔开的两个凸轮轴盘13之间的角度偏移，相对于纵向轴线X的绕转(φ＝360°)的相位偏移Δφ为1/16φ。换句话说，凸轮轴12必须旋转22.5°，以便在第一推进元件20压入之后，第二推进元件20伸入同一齿条30的另一齿间隙32中。布置在相对侧上的相应的第二推进齿21以180°的相位偏移Δφ被压入布置在相对侧上的齿条30中并被压出。在一个优选改进方案中，两个在纵向轴线上相邻的推进元件20之间的相位偏移Δφ为Δφ≈144°。
从图5可以看出，相应的推进元件20突出到齿条壳体50的凹部55中。凹部55以纵向槽的方式沿纵向轴线X加工或模制到齿条壳体50中并且具有两个纵向侧部52a、52c和底侧部52b。在纵向侧部52a上，在第二平面E2中的底切部53内布置有齿条30，并且在相对的纵向侧部52c上布置有引导器件40，该引导器件40以运动连接件45的形式构成。运动连接件45设计成具有引导面46的楔形并且当推进元件20伸入或压入凹部55中时在凹部55中的与齿条30相对的一侧上构成支座，并且强迫推进元件20或推进齿21进入齿条30中。当压入时，推进元件20在引导面46处滑动并且通过该引导面46相应地在齿条30的方向上被引导。
从图5还可以看出，在壳体60中可以布置有另外的引导器件47、48，这些另外的引导器件47、48在壳体60内引导推进元件20的第一端部区域。另外的引导器件47、48可以类似于运动连接件45构成为楔形，其中，引导面平行且间隔开地布置。另外的引导器件47、48可以布置在壳体60的径向侧上，据此另外的引导器件47布置在第一壳体部61中，并且第二另外的引导器件48布置在第二壳体部62中。
另外的引导器件47、48构造成与运动连接件45一起在行程移动中沿轴线引导相应的推进元件20，其中，该轴线不与纵向轴线X相交，而是与该纵向轴线X相切或相割地取向。为清楚起见，在图5中用附图标记22表示移动或行程移动，其中，移动与第一平面E1和第二平面E2成大约80°的角度定向。
根据图6的改进方案示出了引导器件40，该引导器件40以旋转轴线42的形式构成，相应的推进元件20围绕该旋转轴线42在循环移动中枢转，该循环移动也由附图标记22表示。
旋转轴线42可以由相应突出的轴承销43形成，该轴承销43构成在壳体60中的引导凹槽65内。在压入相应的推进元件20时，轴承销43吸收垂直于纵向轴线X的横向力并因此针对推进元件20形成支座，该支座在推进元件20处对齿条30实施反作用。
在图7中示出了另一实施例。与图5所示的实施例不同，未设置有另外的引导器件47、48，因此相应的推进元件20的移动对应于叠加的旋转移动和行程运动。推进元件20通过与驱动轴10耦合而呈匕首状在凹部55中被压入齿条30中。
附图标记说明：
1 线性驱动器
10 驱动轴
12 凸轮轴
13 凸轮轴盘
14 摩擦面
20 推进元件
21 推进齿
22 移动
23 摩擦面
25 凹槽
26 内表面
30 齿条
31 齿
32 齿间隙
33 摩擦面
40 引导器件
42 旋转轴线
43 轴承销
45 运动连接件
47 另外的引导器件
48 另外的引导器件
50 齿条壳体
51 齿条壳体部段
52a 纵向侧部
52b 底侧部
52c 纵向侧部
53 底切部
55 凹部
60 壳体
61 第一壳体部
62 第二壳体部
65 引导凹槽
68 轴承
70 滑座
80 驱动器
85 变速器
A1 20或21之间的第一距离
A2 31之间的第二距离
E1 第一平面
E2 第二平面
X 纵向轴线

Claims (23)

1.一种线性驱动器(1)，其具有：
-可围绕纵向轴线(X)旋转的驱动轴(10)；
-至少一个具有推进齿(21)的推进元件(20)；
-齿条(30)；以及
-至少一个引导器件(40)；
-其中，所述至少一个推进元件(20)与所述驱动轴(10)如此耦合，使得当所述驱动轴(10)围绕所述纵向轴线(X)绕转时，所述至少一个推进元件(20)的所述推进齿(21)被压入所述齿条(30)中以在循环移动(22)中生成推进力；以及
-其中，当所述至少一个推进元件(20)的所述推进齿(21)压入所述齿条(30)中时，所述至少一个引导器件(40)形成用于所述至少一个推进元件(20)的对所述齿条(30)实施反作用的支座。
2.根据权利要求1所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个引导器件(40)使所述至少一个推进元件(20)在所述齿条(30)的方向上的移动偏转。
3.根据权利要求1所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个引导器件(40)预给定围绕旋转轴线(42)和/或沿运动连接件(45)的移动。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述齿条(30)布置在第二平面(E2)中，所述第二平面(E2)布置成平行于第一平面(E1)并与所述第一平面(E1)间隔开，所述第一平面(E1)位于所述纵向轴线(X)上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个推进元件(20)突出到齿条壳体(50)中。
6.根据权利要求5所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个推进元件(20)突出到所述齿条壳体(50)的凹部(55)中，所述齿条(30)布置在第一侧部(52a)上，以及所述引导器件(40)布置在相对的第二侧部(52c)上。
7.根据权利要求3所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述运动连接件(45)具有楔形和/或弓形引导面(46)，和/或所述至少一个推进齿(21)通过所述运动连接件(45)的偏转线性地和/或非线性地发生。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述驱动轴(10)包括具有至少一个凸轮轴盘(13)的凸轮轴(12)，以及所述凸轮轴盘(13)与所述推进齿(21)驱动耦合。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个推进元件(20)具有凹槽(25)，所述凹槽(25)围绕所述驱动轴(10)接合，以及在所述驱动轴(10)的绕转时，所述至少一个推进元件(20)的所述至少一个推进齿(21)至少一次被压入所述齿条(30)中并被压出以生成推进力。
10.根据权利要求8所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述凸轮轴盘(13)将所述至少一个推进齿(21)在压入状态和压出状态之间以恒定速度压入所述齿条(30)中和/或从所述齿条(30)压出。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述驱动轴(10)包括曲轴。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述至少一个推进元件(20)通过连杆与所述驱动轴(10)耦合。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，相应推进齿(21)和/或齿(31)构成为对应和/或对称。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，设置有至少两个推进元件(20)，以及所述至少两个推进元件(20)的所述至少一个推进齿(21)以相位偏移(Δφ)被压入所述齿条(30)中和/或从所述齿条(30)被压出。
15.根据权利要求14所述的线性驱动器(1)，其特征在于，以下适用于所述至少两个推进元件(20)的循环移动相对于所述驱动轴(10)的绕转(φ)的所述相位偏移(Δφ)：1/256φ≤Δφ≤1/2φ。
16.根据权利要求14所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述齿条(30)的所述齿(31)以第一距离(A2)布置，以及所述推进齿(21)以第二距离(A1)布置，其中，所述第一距离(A2)不等于所述第二距离(A1)，即A1≠A2适用。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，至少两个推进齿(21)沿平行于所述纵向轴线(X)的轴线布置成一排。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，设置有滑座(70)，以及在所述滑座(70)处布置有所述驱动轴(10)和所述至少一个推进齿(21)。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的线性驱动器(1)，其特征在于，设置有驱动器(80)，其中，所述驱动器(80)驱动所述驱动轴(10)。
20.根据权利要求19所述的线性驱动器(1)，其特征在于，在所述驱动器(80)和所述驱动轴(10)之间布置有变速器(85)。
21.根据权利要求20所述的线性驱动器(1)，其特征在于，所述变速器(85)是行星齿轮变速器。
22.一种纵向调节单元，其具有根据前述权利要求中任一项所述的线性驱动器(1)。
23.一种机动车辆，其具有根据权利要求22所述的纵向调节单元。
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