阅读说明：本技术 可枢转的芯轴螺母 (Pivotable spindle nut ) 是由 A·里特尔 P·奥斯特 J·希伦 O·巴托斯凯 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种芯轴驱动器(10),其包括驱动单元(46)、芯轴(12)、以及芯轴螺母(18),芯轴螺母与芯轴(12)螺纹接合,芯轴螺母(18)借助于驱动元件(30)由驱动单元(46)驱动,并且芯轴螺母(18)安装在驱动元件(30)上,使得芯轴螺母(18)和与芯轴螺母(18)螺纹接合的芯轴(12)能够相对于驱动元件(46)枢转。(The invention relates to a spindle drive (10) comprising a drive unit (46), a spindle (12), and a spindle nut (18), which is in threaded engagement with the spindle (12), the spindle nut (18) being driven by the drive unit (46) by means of a drive element (30), and the spindle nut (18) being mounted on the drive element (30) in such a way that the spindle nut (18) and the spindle (12) in threaded engagement with the spindle nut (18) can be pivoted relative to the drive element (46).)

可枢转的芯轴螺母

技术领域

本发明涉及一种芯轴驱动器，其包括驱动单元、芯轴以及与芯轴螺纹接合的芯轴螺母。

背景技术

芯轴驱动器用于各种领域，以在机动操作中使一个元件相对于另一个元件移动。频繁使用芯轴驱动器的一个应用领域是车辆舱门(诸如门和尾门)的自动致动。由于车辆主体上的这种舱门的枢转运动，相对于车辆主体驱动该舱门的芯轴驱动器必须在一些情况下非常精心地一侧安装于舱门另一侧安装于车辆主体，以便能够跟随舱门的所有运动。

芯轴驱动器的这种复杂安装需要相应的空间。此外，这种安装可能非常昂贵且维护密集。

为了清楚起见，将参照车辆主体和车门说明本发明，但是本发明的范围决不限于该示例。

DE 10 2017 204 914 A1公开了一种驱动芯轴的芯轴驱动器。连接元件以螺纹接合的方式可枢转地安装于芯轴螺母，并且被构造成例如与前述舱门形成连接。然而，该现有技术中的所述配置的缺点在于，还需要在芯轴螺母和待驱动的元件之间的连接元件，这转而增加了所需的空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种芯轴驱动器，其能够跟随被驱动元件(诸如车门的被驱动元件)的相对于车辆主体的枢转运动并且具有简单的结构。

根据本发明，该目的通过一种芯轴驱动器实现，该芯轴驱动器包括驱动单元、芯轴以及芯轴螺母，芯轴螺母与芯轴接合，其中，芯轴螺母借助于驱动元件由驱动单元驱动，并且芯轴螺母安装于驱动元件，使得芯轴螺母和与芯轴螺母螺纹接合的芯轴能够相对于驱动元件枢转。

驱动单元以如下方式驱动驱动元件：芯轴螺母被设定为转动，由此芯轴相对于芯轴螺母线性移位。将芯轴螺母安装在驱动元件中允许芯轴螺母与芯轴一起相对于驱动元件枢转，以便容易地使门移动，即提供芯轴驱动器相对于车辆主体在其中一侧的安装，即使这种运动不仅在一个方向发生，例如在与驱动元件的转动轴线平行的方向上，提供芯轴驱动器另一侧的安装。

由于芯轴驱动器的两个安装侧的枢转能够通过芯轴螺母在驱动元件中的安装来提供，因此能够以简单的方式(例如以简单的球窝安装的形式)设计芯轴驱动器到门或车辆主体的接口或安装。由于根据本发明的配置，能够减小由芯轴驱动器占据的空间，这转而能够有利地影响对应门单元的生产成本。因此，芯轴螺母和与其螺纹接合的芯轴也被安装为可以相对于驱动单元枢转。

驱动元件能够由金属(特别是钢)或塑料(特别是POM、PA或玻璃纤维增强材料)制成，当然还能够由任何其它合适的材料制成。取决于驱动元件的材料的选择，可以通过使用注射成型工艺、锻造工艺、铸造工艺或机械加工工艺来生产。

有利地，芯轴螺母能够万向连接(gimballed)到驱动元件。芯轴螺母在驱动元件中的万向安装可以允许芯轴在任何方向上相对于驱动元件枢转。

众所周知，万向安装应被理解为安装于两个相交的相互垂直的枢转轴承或围绕两个相交的相互垂直的轴线。

在本发明的进一步发展中提出，驱动元件可以在外周上具有与由驱动单元驱动的齿轮啮合的齿。由驱动单元齿轮驱动的齿轮还可以在其外周上具有齿，该齿与驱动元件的齿啮合，使得被驱动齿轮的转动引起驱动元件的转动因而引起芯轴螺母的转动。这种齿还可以被称为正齿轮齿(spur gear toothing)。例如，基于被驱动齿轮和驱动元件的相应的齿支承面的不同直径，可以在被驱动齿轮和驱动元件之间设置齿轮比。在这种情况下，由驱动单元驱动的齿轮和驱动元件的转动轴线可以大致平行地对齐。

特别地，芯轴的纵轴线可以以与转动轴线平行(特别地，同轴)的姿态被定向为大致平行于驱动单元的被驱动轴的纵轴线。由于这种配置，根据本发明的芯轴驱动器可以具有窄的、细长的整体形状。特别是在需要小厚度的芯轴驱动器的芯轴驱动器配置中，驱动单元相对于芯轴的这种配置可以提供空间方面的优点。

在根据本发明的芯轴驱动器的实施方式中，作为正齿轮齿的替代，驱动元件可以连接到蜗轮，蜗轮与由驱动单元驱动的蜗杆啮合。由于蜗杆与蜗轮的啮合(特别是螺纹接合)，蜗杆的转动可以引起蜗轮的转动。例如基于蜗杆和支撑蜗杆齿的蜗轮的表面的齿的不同直径和数量，可以在蜗杆和蜗轮之间提供齿轮比。蜗杆齿可以造成比正齿轮齿小的噪音。由驱动单元驱动的蜗轮和驱动元件的转动轴线可以大致正交地对齐。

特别地，芯轴的纵轴线可以以与转动轴线平行(特别地，同轴)的姿态被定向为大致垂直于驱动单元的被驱动轴的纵轴线。由于这种配置，根据本发明的芯轴驱动器可以具有相对于具有正齿轮齿的结构短、宽或压缩的整体形状。特别是在需要小的芯轴驱动器长度的芯轴驱动器配置中，驱动单元相对于芯轴的这种配置可以提供空间方面的优点。

当然，还可以想到蜗轮的转动轴线和驱动元件的转动轴线形成除了90°之外的角度，使得蜗杆相对于蜗轮倾斜。

有利地，驱动元件和蜗轮可以被形成为一件。蜗轮与驱动元件的一件式设计可以减小这两个部件所需的空间。此外，由于一件式设计，可以减小对芯轴驱动器的误差的敏感性，这是因为例如驱动元件可以防止蜗轮松动或分离。另外，这消除了组装成本。

在本发明的一个发展中，驱动元件可以具有至少一个锥形开口，至少一个锥形开口从芯轴螺母向驱动元件的外侧变宽，并且芯轴穿过至少一个锥形开口。锥形开口可以确保芯轴(即围绕芯轴的外表面)在其预期的枢转范围的端部抵靠开口的平坦表面。与芯轴抵靠边缘相反，可以以这种方式避免芯轴的任何损坏和/或倾斜。由于锥形开口的打开角度，可以以简单的方式相对于驱动元件限定芯轴的最大枢转范围，因而限定芯轴螺母的最大枢转范围。有利地，这种锥形开口设置在芯轴的离开驱动元件的两个方向上。

芯轴螺母可以为大致球形，以允许芯轴螺母在驱动元件内无阻碍地枢转。还可以想到，芯轴螺母具有通过大致圆柱形部分连接的两个球形表面。

在本发明的一个发展中，齿轮机构(特别是行星齿轮)可以配置在驱动元件和驱动单元之间。这意味着驱动单元或驱动单元的被驱动轴的转动速度由于齿轮机构而平移，从而例如根据齿轮比来驱动上述被驱动齿轮或上述蜗杆。

在本发明的另一实施方式中，制动器(特别是摩擦制动器)可以配置在驱动元件和驱动单元之间。这种制动器可以防止例如作用在芯轴上的负载(该负载例如是由处于倾斜位置的车门的重量而引起的)被动地驱动芯轴驱动器使得芯轴相对于芯轴螺母平移地移位，即，使得芯轴驱动器的两个端部(其分别与上级组件联接)之间的距离改变。这使得能够防止作为示例提到的车门独立地移出期望位置而不被芯轴驱动器驱动。

优选地，驱动单元的制动器可以相邻地配置。由于制动器的制动力(除非被分配给分离制动器的单元)必须在芯轴驱动器的每次致动时被克服，因此有利的是，将制动器配置为尽可能靠近驱动单元，即当从驱动单元观察时，在任何齿轮机构或平移的前面，以尽可能地减小驱动单元要克服的力和/或例如通过上述门增大从外部作用于芯轴驱动器的力，该力在没有来自驱动单元的任何驱动的情况下是必需的，以使芯轴相对于芯轴螺母移位。

驱动元件可以包括基底元件和盖元件，基底元件中可以容纳有两个从动件，其中以能够绕着第一轴线枢转的方式安装笼元件，在笼元件中，芯轴螺母被安装为能够绕着垂直于第一轴线的第二轴线枢转，盖元件可以将从动件刚性地定位在基底元件中。驱动元件的这种结构可以有助于驱动元件的特别简单的组装或驱动元件和芯轴螺母的特别简单的组装。

首先，芯轴螺母可以连接到笼元件，例如，其中具有芯轴螺母的笼元件固定在两个相反侧，因而形成芯轴螺母的相对于笼元件的枢转轴线。接下来，可以将从动件放置在两个销状突起上，两个销状突起共用一个轴线，该轴线转而垂直于芯轴螺母相对于笼元件枢转的轴线，笼元件可以借助于销状突起相对于从动件枢转。然后可以将由芯轴螺母、笼元件和从动件组成的单元***基底元件中，同时从动件接合在基底元件的对应凹部中。为了将驱动器固定在基底元件上，最后可以将盖元件连接(例如螺合)到基底元件。当然，还可以想到的是，盖元件包括多个单独的元件，这些元件将各驱动器单独地固定到基底元件。

芯轴螺母上的销状突起可以与芯轴螺母一体地形成，或者作为单独的元件连接到芯轴螺母。销状突起可以直接地或者通过使用中间元件***芯轴螺母中，例如螺合、胶合或焊接。中间元件可以以插座的形式存在，插座将相应的销状突起与芯轴螺母连接。

可选地，芯轴可以在上述驱动元件组件的前面或后面连接到芯轴螺母。

附图说明

下面，将借助于两个实施方式并参照附图更详细地说明本发明，其中：

图1示出了根据本发明的芯轴驱动器的第一实施方式的侧视截面图；

图2示出了根据本发明的芯轴驱动器的第二实施方式的四分之三截面的视图。

具体实施方式

在图1中，根据本发明的芯轴驱动器整体上用数字10表示。

芯轴驱动器10包括芯轴12，芯轴12在其一端处具有用于与诸如车门的上级组件(未示出)连接的连接单元14，并且在其另一端处具有可以用于限制芯轴12的平移移位的止动件16。

芯轴12与芯轴螺母18以如下方式螺纹接合：当芯轴12可转动地连接到上级组件时，芯轴螺母18的转动引起芯轴12的相对于芯轴螺母18的平移移位。

芯轴螺母18容纳在笼元件20中，其中芯轴螺母18被安装为可以绕着枢转轴线X相对于笼元件20枢转。枢转轴线X在此由将芯轴螺母18与笼元件20连接的两个相反的销形成。

这里，笼元件20具有一起限定第二枢转轴线Y的两个销状突起22。在各情况下，驱动器24配置于两个销状突起22，其中从动件24和笼元件20以可以绕着枢转轴线Y转动的方式安装。

从动件24容纳在根据本发明的芯轴驱动器10的驱动元件30的基底元件28的对应凹部26中。从动件24以不能相对于基底元件28转动地移位的方式固定在凹部26中。为了将驱动器24平移紧固在基底元件28中，驱动元件30的盖元件32连接到基底元件28，其中，在图示的实施方式中，基底元件28和盖元件32通过螺钉34连接到驱动元件30。连接到基底元件28的盖元件32将从动件24夹在其自身与基底元件28之间。

上述将芯轴螺母18和/或芯轴螺母18与笼元件20一起安装在驱动元件30中允许芯轴螺母18(因而允许芯轴12)相对于驱动元件30在任何方向上枢转。

为了限制芯轴12的相对于驱动元件30的枢转范围，基底元件28和盖元件32均包括锥形开口36和38，当芯轴12到达限定的枢转范围的端部时，芯轴12会碰撞锥形开口36和38的壁。

这里，芯轴螺母18至少在从笼元件20突出的表面上球形地形成，以允许芯轴螺母18在驱动元件30中无阻碍地移位。

驱动元件30经由例如球轴承的轴承40与从动件24、笼元件20和芯轴螺母18一起可转动地安装在芯轴驱动器10的壳体中。

驱动元件30的基底元件28在其外周上具有齿42，齿42与齿轮44啮合，齿轮44的转动轴线Z平行于芯轴12的纵轴线A，在图1中所示的芯轴12的定向上大致平行。齿轮44由驱动单元46驱动，其中驱动单元46的被驱动轴48具有位于转动轴线Z的中央轴线。

在驱动单元46和齿轮44之间配置有摩擦制动器50，摩擦制动器50依据其制动力例如防止作用于连接单元14的推力或拉力，防止在未致动驱动单元46的情况下驱动元件30的转动。

此外，行星齿轮52配置在驱动单元46和齿轮44之间，行星齿轮52提供驱动单元46的被驱动轴48的转速和扭矩与齿轮44的转速和扭矩的比。

因此，驱动单元46的致动引起齿轮44的转动，这使得驱动元件30基于基底元件28与齿轮44在正齿轮齿的意义下的啮合而开始转动。驱动元件30的转动借助于从动件24和笼元件20传递到芯轴螺母18。由于芯轴螺母18与芯轴12的螺纹接合，芯轴螺母18的转动转而引起芯轴12根据芯轴螺母18的转动方向相对于芯轴螺母18平移移位。

图2示出了根据本发明的芯轴驱动器110的第二实施方式，其与图1所示的芯轴驱动器10的主要区别仅在于，在齿轮44和基底元件28之间设置了蜗杆齿而不是正齿轮齿。因此，芯轴驱动器110的与芯轴驱动器10的部件类似的那些部件设置有相同的附图标记但增加了数字100。关于芯轴驱动器110的部件和说明，在此明确参照与芯轴驱动器10有关的说明。

芯轴驱动器110包括驱动元件130，驱动元件130包括盖元件132和基底元件128。蜗轮156连接到基底元件128，其中基底元件128在这里与蜗轮156一体地形成。蜗轮156具有与基底元件128同轴的转动轴线A'。在图2所示的示例性实施方式中，蜗轮156的外径小于基底元件128的外径。

蜗杆158与蜗轮156啮合，使得蜗杆158的转动引起蜗轮156的转动。

蜗杆158的转动轴线B与转动轴线A'大致正交。至少一个驱动单元146、以及摩擦制动器150和行星齿轮152可以连接到蜗杆158。分配给驱动单元146的被驱动轴148可以具有平行于轴线B(特别是同轴)的纵轴线。

关于芯轴驱动器110的其它部件、特征和功能，再次明确参照芯轴驱动器10的说明。

图2还示出了通过使用中间元件160将销状突起122***芯轴螺母118。这里，销状突起122与中间元件160一起被压入芯轴螺母118。