包括轴承的驱动器单元的制作方法

总体来说，本发明涉及包括驱动器和支撑所述驱动器的轴承的单元。

背景技术：

驱动器是通常用于基于从控制单元接收到的输入来控制诸如阀的机构的设备。通常，驱动器由轴承支撑，轴承承载了施加到驱动器上的至少一些负荷。这样，减轻了磨损并延长了驱动器各部件的使用寿命。

在另一种应用中，驱动器(如线性驱动器)可以用于开启/闭合设置在拖挂了挂车的拖拉机的驾驶室之上的导风装置。这样的导风装置的目的是减少拖挂的挂车受到的空气阻力。驱动导风装置的驱动器承受轴向以及径向方向上的相当大的力。当导风装置处于开启位置时，情况尤其如此。当前的问题通常通过采用基于挡边的轴承来补救。

以上类型的轴承方案被可接受地实施，但结构上是相当复杂的且安装和维修困难。除此之外且正如本领域已知的，挡边轴承需要大量的空间-在现代的拖挂了挂车的拖拉机的背景下是相对不方便的。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种简化的方式来支撑驱动器。另外的目的是提供易于安装和维修的紧凑的轴承方案。

上述目的通过根据本发明的驱动器单元来实现。

因此，驱动器单元包括驱动器，驱动器包括可围绕轴向延伸的中心轴线旋转的圆柱形的轴，所述轴具有包络面(envelope surface)，和固定的管状的轴承，所述轴承围绕所述轴的一部分，具有面向所述轴的所述包络面的内表面，从而在所述轴与所述轴承之间形成界面。所述界面包括至少一个圆周凹槽和至少一个互补的圆周凸脊，其中，所述凹槽被设置在所述轴的所述包络面和所述轴承的所述内表面两者中的一个上，所述互补的凸脊被设置在所述轴的包络面和所述轴承的所述内表面两者中的另一个上。

在下文中，呈现了当前的本发明的积极效果和优势。

本发明基于下述理解：如果驱动器的可旋转的轴被制造成接合匹配形状的轴承，那么单个多用途轴承相对于轴向负荷以及径向负荷足以支撑轴。特别地，圆周凸脊与互补的凹槽配合，产生能够支撑多向轴向负荷以及径向负荷的紧密配合。此处，凹槽的深度以及界面和凹槽之间的轴向外周的无齿表面的尺寸将由负荷的情况决定。更具体地，与高的径向负荷成对的小的负荷通常产生包括更少的且浅的凹槽和相当大的无齿表面的设计，而与小的径向负荷成对的高的轴向负荷通常需要具有更多的且更深的凹槽同时不需要大的无齿表面的设计。

很清楚，能够承载所有方向的轴向负荷以及径向负荷的单个轴承提供了对现有技术的改进，尤其是当涉及到安装和维修轴承时。此外，可以省去所述的庞大的挡边轴承。与属于现有技术的轴承方案相比，这为本发明的轴承开辟了在先前不适用的、紧密的空间中的应用且拓宽了其可应用性。

在详述中公开了本发明的不同实施方案。

附图说明

图1A是属于现有技术的具有基于挡边的轴承方案的驱动器的一部分的立体图。

图1B是图1A的驱动器的一部分的径向截面的图。

图2A是根据本发明的一个实施方案的驱动器单元的立体图。

图2B是图2A的驱动器单元的径向截面的图。

图3是根据本发明的一个实施方式的圆柱形的轴与轴承之间的界面的径向截面的图。

图4是图3的细节的局部放大图，显示了设置在驱动器的轴的包络面内的且根据本发明的一个实施方式的凹槽的特性。

当结合附图阅读下面的详述时，实施方式的另外的优势和特征将会变得明显。

具体实施方式

现在将在下文参考显示出优选实施方式的附图来更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式被具体体现且不应该被解释为限制到本文描述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开内容将是充分的且完整的，且将会对本领域技术人员传达本发明的范围。

图1A是属于现有技术的具有基于挡边的轴承方案4的一部分的驱动器2的立体图。正如容易看到的，轴承4是庞大的，这事实上使其不能安装在紧密的空间内。这还严格地限制了其可应用性。

图1B是图1A的驱动器2的一部分的径向截面的图。可以看到可绕其中心轴线(未显示在图1A中)旋转的圆柱形的轴6。而且，显示了用于固定驱动器2的附接点8，此处附接点8是通孔。通常，所示类型的驱动器由电动机(未显示)驱动。圆柱形的轴6具有径向延伸的挡边10。挡边被夹在轴环衬套(collar bushing)12与锁定环14之间。轴环衬套12可以承载施加到驱动器2的圆柱形的轴6上的负荷。特别地，径向负荷以及朝向附接点8的轴向负荷可以被承载。然而，指向相反方向上的轴向负荷不能够被所显示的基于挡边的轴承4承载。锁定环14的目的是限制轴承4的其余部件移动。邻近锁定环14设置的空置空间16容纳锁定环14的轴向运动。正如上面所认为的，上述种类的基于挡边的轴承方案4仅可以支撑单个方向上的轴向负荷。此外，轴承4在结构上是相当复杂的且与驱动器2成一体，因而维修困难。

图2A是根据本发明的一个实施方式的驱动器单元1的立体图。所示的驱动器单元1是适合于控制交通工具的导风装置(未显示)的运行的线性驱动器3。相应地，单元1包括驱动器3，驱动器3包括可围绕轴向延伸的中心轴线A旋转的圆柱形的轴5。固定的管状的轴承9围绕轴5的一部分。轴承9的固定通过将其附接点27刚性地连接至固定面(未显示)来实现。还显示了驱动器单元本身的附接点29。

图2B是图2A的驱动器单元1的径向截面的图。可以参见先前讨论的轴5。而且，单元包括螺母31和轴向可移动的管件33。通常是电机或手动操作的曲柄的驱动装置(未显示)实现了轴5绕其轴向延伸的中心轴线A的转动。螺母31将此旋转运动转换成管件33的沿着轴线A的线性运动。管件的端面35通常被连接至希望控制其运行的部件。因此，在一个实施方式中(未显示)，管件35的端面可以被连接至交通工具的导风装置(未显示)。结合图3和4，还可以参见图2B，更充分讨论的创造性的轴承9。

图3是根据本发明一个实施方式的圆柱形的轴5与轴承9之间的界面13的径向截面的图。因此，显示了具有其外部罩37的管状的轴承9。此处，罩37通常由金属制成，而轴承的内部部分39呈中空的圆柱体的形状且通常由聚合物材料诸如聚甲醛(Polyoxymethylene，POM；也称为乙缩醛)铸造。内部部分39通常由两个相同的半圆柱体组成，但是其他构型诸如多个圆柱体段也是可想到的。在本背景中，内部部分39的中空的圆柱体可以由若干个连续的圆柱体组成。不考虑实施，内部部分39由罩37保持在合适的位置。此设计提供了简单的且有成本效益的方案，满足了驱动器单元的需求，如以承载多向的轴向力和径向力中的两者。轴承9围绕轴5的一部分且具有面向轴的包络面(由图4中提供参考数字)的内表面(由图4中提供参考数字)，从而在轴5与轴承9之间形成界面13。轴5通常由诸如钢的耐用材料制成。

正如可以清楚看到的，5个圆周凹槽15被设置在轴5的包络面内且5个互补的圆周凸脊17被设置在轴承9的内表面上。在所显示的实施方式中，成对的凹槽-凸脊15、17相互平行，且等距分布。在可选择的实施方式(未显示)中，圆周凹槽可以被设置在轴承的内表面且与其互补的凸脊可以被设置在轴的包络面内。依靠这些设置，单个多用途的轴承足以相对于所有外部负荷来支撑轴。特别地，每一个圆周凸脊与相应的互补的凹槽配合，产生能够支撑多向轴向负荷以及径向负荷的紧密配合。

正如可以看到的，图3中的凹槽15具有梯形横截面，但其他设计如四边形横截面也是可想到的。在此背景下，在单个轴承内兼具不同的凹槽设计也是可想到的。

仍参考图3，已经证实，总体良好的负荷承载通过设计驱动器3的各部件的尺寸使得圆柱形的轴5的内径25等于彼此相距最远的两个凹槽之间的最短距离来实现的。在图3所示的实施方式中包括5个凹槽-凸脊对，内径是约40mm。

图4是图3的细节的局部放大图且显示了被设置在驱动器的轴5的包络面7内的且根据本发明一个实施方式的凹槽15的特性。还显示了轴承9的内表面11，所述表面面向驱动器的轴5的包络面7。凹槽15具有梯形横截面。正如可以看到的，梯形是等腰梯形且等腰梯形相对于驱动器轴的中心轴线(未显示在图4中)的近侧底19比所述梯形的远侧底21短。此处，等腰梯形的高度通常在低的毫米范围内。对于其近侧底19以及其远侧底21，情况也是如此。

凹槽15的深度，即梯形的高度，以及界面在和凹槽之间的轴向外周的无齿表面(indentation-free surface)的尺寸将由负荷的情况来决定。具体而言，已经证实，高的轴向负荷伴以有限的径向负荷由轴承9承载，其中圆柱形的轴5在相邻的两个凹槽15A、15B之间延伸的部分23的边缘的长度(perimetral length)等于两个凹槽15A、15B中至少一个凹槽相关的近侧底19A的长度。

在相关方面，当对承受高的径向负荷且相对小的轴向负荷的轴5提供支撑时，圆柱形的轴5在相邻的两个凹槽15A、15B之间延伸的部分23的边缘的长度不同于两个凹槽15A、15B中至少一个凹槽相关的近侧底19A的长度。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型的优选实施方式，且尽管采用了具体的术语，但它们仅以广义的且描述性的意义而不是基于限制性的目的被使用，本发明的范围由下述权利要求描述。