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CN114643404A - 用于主轴装置的主轴杆和用于制造用于主轴装置的主轴杆的方法 - Google Patents

用于主轴装置的主轴杆和用于制造用于主轴装置的主轴杆的方法 Download PDF

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CN114643404A
CN114643404A CN202111560027.2A CN202111560027A CN114643404A CN 114643404 A CN114643404 A CN 114643404A CN 202111560027 A CN202111560027 A CN 202111560027A CN 114643404 A CN114643404 A CN 114643404A
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threaded rod
coupling
drive
threaded
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P·姆罗夫卡
C·巴尔特席斯
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Edscha Engineering GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于主轴装置的主轴杆，其包括：螺纹杆(2)，该螺纹杆具有沿着主轴轴线(S)延伸的螺纹区段(3)；和耦合件(7)，该耦合件用于将螺纹杆(2)与驱动装置的驱动器或传动器耦合。根据本发明，通过以下方式提供用于驱动装置的主轴杆或主轴装置(其可成本有利且灵活地制造并且节省结构空间地构造)，即该耦合件(7)与该螺纹杆(2)的第一端部材料配合地连接。

Description

用于主轴装置的主轴杆和用于制造用于主轴装置的主轴杆的 方法
技术领域
本发明涉及一种主轴杆和主轴装置。此外，本发明还涉及一种用于制造用于主轴装置的主轴杆的方法。
背景技术
在实践中公开了主轴装置，其包括具有外螺纹的主轴杆以及主轴螺母，其中该主轴螺母与主轴杆的外螺纹形成螺纹啮合并且从而通过旋转主轴杆实现主轴螺母沿着通过主轴杆限定的主轴轴线的轴向移位。这种主轴装置特别是在构造为用于车辆盖的驱动装置的主轴驱动装置中使用，该车辆盖通常包括第一壳体部分和第二壳体部分，其中第一壳体部分与固定的车身部分连接并且第二壳体部分与车辆盖连接。在此，该第一壳体部分与主轴杆耦合并且该第二壳体部分与主轴螺母耦合，从而通过该主轴装置可以实现第一壳体部分相对于第二壳体部分的线性移位，其方式是，主轴杆旋转并且主轴螺母线性移位。为了驱动主轴杆的旋转运动，设置驱动装置，该驱动装置通常由电驱动马达和连接在下游的传动装置组件构成，其中主轴杆与传动装置组件的输出轴抗扭转地耦合或者必要时直接与该驱动马达的输出轴耦合。在这种主轴装置中的缺点是，需要将主轴杆相应地在设置用于与传动装置组件耦合的那个端部上费事地进行再加工，例如通过相应地制造花键或者DE 102010 053 226 A1公开了一种具有主轴杆的主轴装置，其中主轴杆具有外螺纹并且主轴螺母可旋转地与主轴杆的外螺纹形成螺纹啮合。该主轴装置布置在构造为主轴驱动器的驱动装置中，其中该驱动装置包括驱动马达和传动装置。通过主轴轴承可旋转地支承在该驱动装置的壳体中的主轴杆经由通过联接装置构成的过载保护装置与驱动装置连接以传递扭矩，其中该联接装置包括内部件、阻尼件、中间件、弹簧环和外部件。该传动装置的传动装置输出轴借助于形状配合或力配合的连接部、例如花键与该内部件可插接地连接以传递扭矩。该联接装置的外部件在此沿轴向方向通过铆接与主轴杆连接。所公开的主轴装置的缺点是，主轴杆的与联接装置连接的端部通过铆接部轴向地固定，其需要附加的材料来产生连接，此外，所公开的主轴装置的缺点还在于需要花键以确保扭矩传递。相应地，需要切削加工方法，在该切削加工方法中出现材料浪费。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于驱动装置的主轴杆或主轴装置，其能够成本有利且灵活地制造并且能够节省结构空间地构造。此外，本发明的任务是，提供一种用于制造主轴装置的方法，其灵活、可靠且成本有利。
根据本发明，该任务通过具有本发明的特征的主轴杆、具有本发明的特征的主轴装置或具有本发明的特征的方法来解决。
根据本发明的一个方面，提供一种用于主轴装置的主轴杆，其包括：螺纹杆，该螺纹杆具有沿着主轴轴线延伸的螺纹区段；和耦合件，该耦合件用于将螺纹杆与驱动装置的驱动器或传动器耦合。本发明的主轴杆的特征在于，该耦合件与该螺纹杆的轴向的第一端部材料配合地连接。因此，有利地可实现的是，主轴杆可成本特别低廉地制造，因为可以单独地制造螺纹杆的耦合区段并且可以事后将其与螺纹杆连接以形成主轴杆。螺纹杆与耦合件之间的材料配合的连接有利地确保主轴杆可灵活地适配于驱动装置的预给定的连接部位，其中，同时确保了在运行中能够可靠地建立主轴杆与驱动装置的传动器或驱动马达的可靠的耦合。
特别优选地，所述耦合件构造为由金属或金属合金构成的冷挤压件。特别优选地，耦合件由铝或铜中的至少一种构成。通常，耦合件不仅可以由纯金属而且可以由金属合金制成。有利地，耦合件能够特别成本低廉地以大件数制造。进一步有利地，通过以冷整体成形方法制造耦合件得到耦合件的改善的形状稳定性和尺寸稳定性。在由现有技术公开的对于驱动装置使用的主轴杆中，主轴杆通常以一件制造并且相应的端部区段(其用于将螺纹主轴与驱动装置的传动器或驱动器耦合)通过切削方法例如车削或铣削加工。相对于这种主轴杆，在具有构造为冷挤压件的耦合件的主轴杆中特别有利的是，不仅在制造主轴杆时的加工时间更短，而且还可以实现有利的材料节省，因为不会由于所需的切削加工浪费多余的材料。进一步有利地，可以降低螺纹杆的直径，因为螺纹杆的第一端部不再必须事后通过切削方法加工。
在一个特别优选的进一步方案中，所述耦合件通过焊接、优选通过摩擦焊接与所述螺纹杆的第一端部连接。由此，有利地，耦合件能够可靠且成本低廉地与螺纹杆的第一端部连接。特别是，在通过摩擦焊接进行焊接时，在螺纹杆与耦合件之间建立特别牢固的连接，因为耦合件与螺纹杆之前的界面的绝大部分是面连接。此外，不需要外来物质，而例如在通过粘合来连接时就需要外来物质。特别有利的是，通过摩擦焊接可以实现不同材料的连接，从而不仅螺纹杆而且耦合件的所使用的材料的选择更灵活。
在一个符合目的的构型中，所述耦合件在面向所述螺纹杆的第一端部上具有设置用于与所述螺纹杆连接的连接区段。优选地，该连接区段具有凸缘形的增厚部。符合目的地，通过该增厚部在一侧限界一径向环绕的槽，其中该槽特别是适于接收支承元件。
根据本发明的另一方面，提供一种用于驱动装置的主轴装置，其包括螺纹杆，该螺纹杆具有沿着主轴轴线延伸的螺纹区段。该主轴装置还包括主轴螺母，其中该主轴螺母与所述螺纹杆的螺纹区段形成螺纹配合。该主轴装置还包括支承装置，用于可旋转地支承所述螺纹杆。该主轴装置还包括耦合件，用于将所述螺纹杆与驱动装置的驱动器或传动器耦合。本发明的主轴装置的特征在于，所述耦合件与所述螺纹杆的轴向的第一端部材料配合地连接以形成主轴杆。
优选地，在所述螺纹杆的与所述第一端部对置的第二端部上设置止挡件。该止挡件基本上用于：限制主轴螺母在螺纹杆上朝该螺纹杆的第二端部的方向由于该螺纹杆的旋转引起的轴向移位。
在一个符合目的的进一步方案中，所述止挡件通过焊接、特别是摩擦焊接与所述螺纹杆的第二端部连接。由此，有利地，在制造主轴装置时可以使得不仅耦合件而且止挡件在唯一一个加工步骤中同时与螺纹杆连接。
符合目的地，所述支承装置包括支承元件。在一个特别优选的进一步方案中，所述支承元件径向地围绕所述耦合件并且轴向地固定在该耦合件上。有利地，可以实现的是，该支承装置通过耦合件与螺纹杆的第一端部之间的连接与该耦合件连接或轴向地固定。然而，对此替换地也可以设置的是，支承元件轴向地固定在螺纹杆上。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造用于主轴装置的主轴杆的方法。该方法包括以下步骤：提供螺纹杆，该螺纹杆具有沿着主轴轴线延伸的螺纹区段；并且提供耦合件，用于将所述螺纹杆与驱动装置的驱动器耦合。该方法还包括：将所述耦合件关于通过所述螺纹杆限定的主轴轴线同心地定向。该方法还包括：在形成主轴杆的情况下将所述耦合件摩擦焊接在所述螺纹杆的轴向的第一端部上。由此，有利地可以制造关于主轴轴线旋转对称地构造的主轴杆，其两件式构成并且可以灵活且可靠地通过按照驱动装置内部的预给定的几何结构选择耦合件与驱动装置的传动器或驱动马达的输出轴耦合。
在该用于制造主轴杆的方法的一个特别优选的构型中，所述耦合件在提供之前通过冷整体成形由一个由金属或金属合金构成的工件制造。由此，有利地，耦合件能够以大件数无材料浪费地制造。进一步有利地，可以将以这种方法由不同金属或金属合金制造的耦合件和螺纹杆在摩擦焊接的方法步骤中可靠地接合成主轴杆。
在该用于制造主轴杆的方法的一个符合目的的构型中，提供止挡件并且将其通过摩擦焊接与对置于螺纹杆的第一端部的第二端部材料配合地连接。特别优选地，耦合件在螺纹杆的第一端部上的摩擦焊接和止挡件在螺纹杆的第二端部上的摩擦焊接同时地或者至少在时间上直接相继地进行。
本发明的另外的优点、改进和特性从下面对优选实施例的说明以及可选技术方案中得出。
附图说明
下面参照附图借助于本发明的优选实施例详细阐述本发明。
图1以横截面视图示出本发明的主轴装置的优选实施例，其具有本发明的主轴杆；
图2示出图1中的主轴装置在耦合件区域中的放大视图。
具体实施方式
图1以横截面视图示出本发明的主轴装置1的优选实施例。该主轴装置1包括具有螺纹区段3的螺纹杆2，在该螺纹区段中设置外螺纹4。在这里所示的实施例中，螺纹区段3的外螺纹4沿着通过螺纹杆2限定的主轴轴线S在螺纹杆2的整个长度上延伸。有利的是，这种螺纹杆可以超长地制造并且缩短到所需的长度。
此外，主轴装置1包括具有内螺纹6的主轴螺母5，其中，该内螺纹6与螺纹杆2的外螺纹4啮合。相应地，主轴螺母5有利地与螺纹杆2形成螺纹啮合，通过螺纹杆2的旋转可实现主轴螺母5沿着主轴轴线S的轴向移位。由此，有利地，该主轴装置适于在用于产生线性驱动运动的驱动装置中使用。
在螺纹杆2的第一端部2a上设有耦合件7。该耦合件7构造为冷挤压件并且具有面向螺纹杆2的第一端部2a的连接区段7a，该连接区段构造为增厚部。增厚地构成的该连接区段7a限定环形槽7b的边界。有利地，该耦合件7关于主轴轴线S旋转对称地设置在螺纹杆2的第一端部2a上，从而该耦合件7构造为螺纹杆2的轴向延长部。特别有利地，该耦合件7设置用于使得螺纹杆2能够与驱动装置的驱动器或传动器的输出轴连接。
耦合件7在连接区段7a处通过摩擦焊接与螺纹杆2的第一端部2a材料配合地连接。有利地，该连接区段7a构造为焊瘤或焊接凸缘(Schweiβwulst)，其在焊接过程中形成。耦合件7与螺纹杆2共同地形成本发明的主轴杆8，其构造用于通过驱动装置的输出轴旋转驱动。为此，该耦合件7在背离螺纹杆2的端部上具有花键7c，其构造用于与驱动装置的输出轴旋转配合地连接。由此，有利地产生主轴杆8与驱动装置的输出轴的连接。
此外，主轴装置1包括支承装置9，该支承装置具有构造为球轴承的环形支承元件10。该支承元件10径向地环绕该耦合件7并且在此轴向地固定在该耦合件7上，其方式是，该支承元件10夹紧在弹性密封元件11与径向地从耦合件7的外圆周突出的环形凸起7d之间。该密封元件11轴向地在该支承元件10与该连接区段7a之间布置在耦合件7的面向螺纹杆2的端部上。该密封元件11环形地构成并且压入到设置在耦合件7上的槽7b中。该槽7b通过摩擦焊接产生，因为通过该摩擦焊接产生构造为焊接凸缘的连接区段7a，该连接区段在一侧限定该槽7b的边界。有利地，该密封元件11首先插接到耦合件7的设置用于与螺纹杆2连接的端部上并且紧接着通过摩擦焊接来轴向固定。为了进一步固定该支承元件10，将一环形的固定元件12插接到该密封元件10上。
在螺纹杆2的与第一端部2a对置地第二端部2b上设有止挡件13，该止挡件用于限制主轴螺母5的轴向移位。在此，该止挡件13像耦合件7那样通过摩擦焊接与螺纹杆2的第二端部2b连接。该止挡件13具有中央的连接区段13a和径向环绕该连接区段13a的壁区段13b。
有利地，止挡件13以及耦合件7围绕主轴轴线S同心地布置，从而存在环形的止挡面14，其通过空心柱形的壁区段13b的面向螺纹杆2的端侧形成。中央的连接区段13a也关于主轴轴线S同心地布置并且在横截面中由于摩擦焊接形成的焊接凸缘而T形地构成。该连接区段13a用于将止挡件13与螺纹杆2的第二区段2b连接。
因为耦合件7和止挡件13对置地布置在螺纹杆2的第一区段2a或第二区段2b上并且这两者通过摩擦焊接与螺纹杆2材料配合地连接，因此可以有利地将耦合件7和止挡件13在唯一一个制造步骤中通过摩擦焊接与螺纹杆2材料配合地连接。为此，耦合件7和止挡件13首先关于主轴轴线S同心地定向并且然后在围绕主轴轴线S相对旋转运动时轴向地朝螺纹杆2的第一端部2a或第二端部2b的方向运动并且从而同时通过摩擦焊接与螺纹杆2材料配合地连接。因此，有利地，该制造方法可以特别节省时间和节省材料地设计。
图2示出图1中的主轴装置在耦合件7的区域中的放大视图。在该视图中可以良好地看到，连接区段7a构造为焊接凸缘，其在将耦合件7与螺纹杆2的第一端部2a连接时通过摩擦焊接产生。此外可以看到，密封元件11压入通过连接区段在一侧限界的槽7b中并且相应地被轴向固定。固定元件12插接到密封元件11上并且通过该密封元件的径向向外突出的凸缘11a轴向固定。
上面借助于实施例阐述了本发明，在该实施例中，支承元件10轴向固定在耦合件7上。应理解，支承元件也可以布置并且固定在螺纹杆上。

Claims (10)

1.一种用于主轴装置的主轴杆，其包括：
螺纹杆(2)，该螺纹杆具有沿着主轴轴线(S)延伸的螺纹区段(3)；和
耦合件(7)，用于将螺纹杆(2)与驱动装置的驱动器或传动器耦合，
其特征在于，
该耦合件(7)与该螺纹杆(2)的第一端部(2a)材料配合地连接。
2.根据权利要求1所述的主轴杆，其特征在于，所述耦合件(7)构造为由金属或金属合金构成的冷挤压件。
3.根据权利要求1或2所述的主轴杆，其特征在于，所述耦合件(7)通过焊接、优选通过摩擦焊接与所述螺纹杆(2)的第一端部(2a)连接。
4.根据上述权利要求之一所述的主轴杆，其特征在于，所述耦合件(7)在面向所述螺纹杆(2)的第一端部上具有设置用于与所述螺纹杆(2)连接的连接区段(7a)。
5.根据权利要求4所述的主轴杆，其特征在于，所述连接区段(7a)凸缘形地构成。
6.一种用于驱动装置的主轴装置，其包括：
螺纹杆(2)，该螺纹杆具有沿着主轴轴线(S)延伸的螺纹区段(3)；
主轴螺母(5)，其中该主轴螺母(5)与所述螺纹杆(2)的螺纹区段(3)处于螺纹配合；
支承装置(9)，用于可旋转地支承所述螺纹杆(2)；和
耦合件(7)，用于将所述螺纹杆(2)与驱动装置的驱动器或传动器耦合，
其特征在于，
所述耦合件(7)与所述螺纹杆(2)的轴向的第一端部(2a)材料配合地连接以形成通过所述支承装置(9)可旋转地支承的主轴杆(8)。
7.根据权利要求6所述的主轴装置，其特征在于，在所述螺纹杆(2)的与所述第一端部(2a)对置的第二端部(2b)上设置止挡件(13)。
8.根据权利要求7所述的主轴装置，其特征在于，所述止挡件(13)通过焊接、特别是摩擦焊接与所述螺纹杆(2)的第二端部(2b)连接。
9.根据权利要求6至8之一所述的主轴装置，其特征在于，所述支承装置(9)包括支承元件(10)，其中所述支承元件(10)径向地围绕所述耦合件(7)并且轴向地固定在该耦合件(7)上。
10.一种用于制造用于主轴装置(10)的主轴杆(8)的方法，其包括以下步骤：
提供螺纹杆(2)，该螺纹杆具有沿着主轴轴线(S)延伸的螺纹区段(3)；
提供耦合件(7)，用于将所述螺纹杆(2)与驱动装置的驱动器耦合；
将所述耦合件(7)关于通过所述螺纹杆(2)限定的主轴轴线(S)同心地定向；并且
在形成主轴杆(8)的情况下将所述耦合件(7)摩擦焊接在所述螺纹杆(2)的轴向的第一端部(2a)上。
CN202111560027.2A 2020-12-18 2021-12-20 用于主轴装置的主轴杆和用于制造用于主轴装置的主轴杆的方法 Pending CN114643404A (zh)

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