主轴驱动装置的制作方法

本发明涉及一种主轴驱动装置，例如用于打开和关闭机动车辆的门和/或尾门。

背景技术：

市场上熟知的主轴驱动装置通常构造为，主轴与主轴驱动装置的一个纵向端相连接，并且与主轴螺纹接合的主轴螺母与主轴驱动装置的另一个纵向端相连接。这两个纵向端分别与上一级的，即不属于主轴驱动装置的组件相连接。在主轴旋转时，两个纵向端之间的距离根据旋转方向而增大或减小。在此，主轴由容纳在驱动组件壳体中的驱动单元驱动，该驱动组件壳体安装在主轴上。驱动组件壳体在此设置为，其在主轴驱动装置的伸长或缩短中，以及在相连的上级组件的相互远离或相互靠近的位移中，吸收至少一部分所产生的拉力或/和压力，这些力由一个上级组件通过主轴驱动装置作用于另一个上级组件。因此，必须将驱动组件壳体设计为具有相应的稳定性，并使其参与到通过主轴驱动装置的力流中。由此增加了这种主轴驱动装置的制造成本。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于改善这种状况。

根据本发明，这一任务通过一种主轴驱动装置得以实现，其包括：具有外螺纹的主轴，该主轴连接到第一连接单元，用于将主轴驱动装置与上级组件，即不属于主轴驱动装置的组件相连接；与主轴的外螺纹螺纹接合的主轴螺母，该主轴螺母连接到第二连接单元，用于将主轴驱动装置与上级组件，即不属于主轴驱动装置的组件相连接；驱动组件，其具有用于驱动主轴或主轴螺母的驱动单元、驱动单元的输出轴和容纳有驱动组件的驱动组件壳体；至少一个轴承，其相对于驱动组件壳体可旋转地支撑主轴或主轴螺母；以及联接部件，其将第一连接单元连接到主轴或将第二连接单元连接到主轴螺母，以防止相应的两个部件至少在主轴的轴向上彼此远离地移位，其中，驱动组件壳体不受到通过主轴驱动装置从一个上级组件传递到另一个上级组件的力。

在这一点上，应该提到的是，根据本发明的特征，即“驱动组件壳体不受到通过主轴驱动装置从一个上级组件传递到另一个上级组件的力”也指那些由于某个上级组件(例如车辆的尾门)的自重，或者由于使用者(例如操作车辆尾门的人)的手动干预而在主轴驱动装置中产生的，并且在现有技术已知的主轴驱动组件中也在驱动组件壳体中产生的轴向力。在根据本发明的主轴驱动装置中，由驱动单元产生的用于驱动主轴驱动装置的力也可以由驱动组件壳体吸收。

因此，与根据现有技术的驱动组件壳体相比，根据本发明的主轴驱动装置的驱动组件壳体可以设计得更薄。当然，根据本发明的主轴驱动装置的驱动组件壳体还必须实现对抗外力保护容纳在驱动组件壳体中的部件的功能。而这例如可以通过针对此目的、仅部分(例如在驱动单元的区域)强化的驱动组件壳体来完成。由于根据本发明的驱动组件壳体没有参与到两个连接单元之间的力流中，因此也可以在驱动组件壳体的制造及其在主轴驱动装置上的布局方面减少公差。通过这些措施，可以有效地降低主轴驱动装置的制造成本。

如上所述，由于根据本发明的驱动组件壳体不参与到两个连接单元之间的力流中，可以实现，该驱动组件壳体在操作中相比已知的主轴驱动装置经受更轻微的变形，由此可以实现驱动单元相对于相应的从动部件(例如主轴或主轴螺母)的更高的支撑精度。更高的支撑精度可以减少甚至消除因支撑不精准造成的噪音。

联接部件可以设计为与驱动组件壳体分离的部件。

联接部件可以例如由金属，特别是由钢或压铸锌制成。

此外，联接部件基本上可以设计为圆柱形，但也可以考虑多边形的连接部件。

驱动单元可以优选由电动马达形成。但也可以考虑液压或气动的驱动单元。

在这一点上应该提到的是，主轴驱动装置还可以包括弹簧部件，例如压缩弹簧或拉伸弹簧，该弹簧部件用于在主轴驱动装置的两个纵向端在一个方向上的相对位移中储存能量，该能量在主轴驱动装置的两个纵向端在相反方向上的相对位移中又被释放，从而使由驱动单元施加的、用于移动主轴驱动装置的两个纵向端的功率可以在该方向上减小。特别是，弹簧部件可以在提升上级组件时，即在对抗重力时支撑主轴驱动装置。因此，力通过主轴驱动装置从一个上级组件传递到另一个上级组件这一特征，在本发明的框架下应理解为，还包括由于储存在弹簧部件中的能量而作用于主轴驱动装置的力。

为了改善主轴驱动装置的运行特性，特别是对于驱动主轴的主轴驱动装置，主轴驱动装置可包括至少两个轴承，该轴承相对于第一或第二连接单元支撑主轴或主轴螺母，其中，一个轴承在此可以设计为固定轴承，另一个轴承可设计为浮动轴承。

有利地是，联接部件可以将第一连接单元或第二连接单元与至少一个轴承相连接，其中轴承可以轴向不可移动地连接到主轴或主轴螺母。

因此，联接部件可以吸收拉力或/和压力，这些力通过主轴或主轴螺母相对于轴承的推或拉而作用在轴承上，并且该联接部件可以将这些力传递到第一连接单元或第二连接单元，并通过该连接单元传递到相应的上级组件上。为此，联接部件可以与轴承在其外圆周上相连接。在轴承为滚珠轴承的情况下，内轴承环可以连接到主轴或主轴螺母，并且外轴承环可以连接到联接部件。在此，联接部件可以是轴承相对于相应的连接单元的轴向固定件，例如作为夹子或护圈。连接单元可以具有轴环或基座，联接部件可以与该轴环或基座接合。

在本发明的扩展方案中，联接部件可以包括至少一个向内突出的突出部，该突出部用于轴向固定容纳在联接部件内的部件。该突出部例如可以通过改形工艺制造。特别是，至少一个向内突出的突出部可以设计为位于联接部件的一个纵向端上的径向向内突出的环，从而不必使用额外的部件来形成突出部。

有利的是，联接部件可以包括至少一个卡环，该卡环用于轴向固定容纳在联接部件内的部件。特别是，联接部件可以既具有向内突出的突出部又具有卡环，从而使主轴驱动装置的部件可以插入联接部件中，例如直至这些部件与联接部件的突出部接触，然后可以通过卡环在与这些部件插入联接部件的插入方向相反的方向上将这些部件轴向固定。在此，卡环可以嵌接在凹槽中，该凹槽设置在联接部件的内侧上，例如完全环绕该内侧设置。

替代地，也可以通过将部件插入联接部件之后，使联接部件变形来替代卡环。

在根据本发明的主轴驱动装置中，驱动单元的输出轴可以基本上与主轴正交。可以有利地使用该变形方案的空间要求可以例如在机动车辆的尾门中找到。在此，驱动单元可以有利地基本上平行于尾门的枢转轴线设置。当然，在本发明的框架内还可以考虑的是，驱动单元的输出轴平行于驱动装置的主轴设置。

为了能够确保根据本发明的主轴驱动装置可以安装在两个上级组件(例如车辆的尾门和车身)之间，以便能够通过改变主轴驱动装置的长度使这两个组件绕枢转轴线枢转，可以将第一连接单元相对于主轴或/和将第二连接单元相对于主轴螺母可旋转地固定。根据在根据本发明的主轴驱动装置中的主轴或主轴螺母是否通过驱动单元旋转，相应的非驱动部件可以固定地与相关的连接单元相连接。当然，也可以考虑将第一连接单元和第二连接单元都可旋转地设置在主轴驱动装置上。

驱动组件壳体可以由多个，特别是两个壳体部分构成，这些壳体部分能够相互连接，以使驱动组件壳体包围驱动组件、联接部件和主轴的至少一个区段。因此，驱动组件壳体可以特别是在其包围联接部件的区段处，以平行于主轴的方向安装在主轴驱动装置的相应的纵向端上，接着为了将驱动组件壳体固定在主轴驱动装置上，将该驱动组件壳体例如拧紧到另一个壳体部分上。由于根据本发明的驱动组件壳体除了前面提到的之外，无需吸收由主轴驱动装置的功能所产生的力，而只需保护容纳在该驱动组件壳体中的组件不受污染或/和损伤，因此它可以特别是在包围主轴和联接部件的区段处非常自由地设计。例如，驱动组件壳体的壳体部分也能够彼此插入或者彼此粘接，而不必注意驱动组件壳体的壳体部分的特别的力配合。

特别是，主轴可以包括支撑部件，该支撑部件连接到，特别是铆接到主轴，并且将轴承相对于主轴轴向固定。这可以是轴承的特别简单且具有成本效益的轴向固定，并且通过该轴承也可以将联接部件相对于主轴轴向固定。特别是，主轴可以改形成罩形，以将例如设计成盘形的支撑部件固定到主轴上。因此，容纳在联接部件中的轴承可以径向向内连接到支撑部件并径向向外连接到联接部件。以这种方式，作用在主轴和与联接部件相邻的连接单元之间的拉力可以从主轴经由支撑部件传递到轴承，从那里传递到联接部件，并从那里进一步传递到连接单元。在前面提到的滚珠轴承的情况下，支撑部件可以与滚珠轴承的径向内圈相连接，而该滚珠轴承的径向外圈与联接部件相连接。

主轴驱动装置可包括连接到主轴的驱动轮，驱动单元作用在该驱动轮上，使该驱动轮的旋转带动主轴或主轴螺母旋转。在此，驱动轮可以与主轴扭矩传递地相连接，例如通过花键轴或类似部件的形状配合连接。

特别是，驱动轮可以是蜗轮，其与连接到输出轴的蜗杆轴螺纹接合。由此形成的蜗轮级用于降低驱动单元的输出轴的转数，其特征在于低噪音。

主轴驱动装置可以包括中间部件，该中间部件一方面连接到主轴或主轴螺母，另一方面连接到驱动轮，且该中间部件用于将驱动轮的扭矩传递到主轴或主轴螺母。在中间部件和驱动轮之间可以仅设置摩擦连接或预应力的形状配合连接，从而可以在此处形成过载离合器，即，例如当主轴或主轴螺母卡住且驱动轮继续运转时，可以发生中间部件和驱动轮之间的滑脱。由此能够保护主轴驱动装置，特别是驱动单元免受过载造成的损坏。

此外，中间部件可以设计成在其外圆周上容纳至少一个轴承。因此，中间部件可以用作针对主轴驱动装置的预定功能而优化的主轴或主轴螺母与标准尺寸的轴承之间的适配器。标准轴承的使用还可以对根据本发明的主轴驱动装置的制造成本产生积极影响。

中间部件可以具有至少一个径向向外延伸的突出部，该突出部用于轴向固定轴承或/和驱动轮。因此，轴承例如可以在其径向内侧固定在中间部件的突出部和主轴或主轴螺母的突出部之间。替代地或附加地，容纳在中间部件上的轴承的径向内侧一方面可以通过中间部件的突出部固定，另一方面可以通过上述支撑部件或者通过主轴本身的边缘固定。通过形成具有相应突出部的中间部件，能够以简单的方式实现轴承的固定。

最后，应该提到的是，有利的是，主轴可以由金属，特别是钢制成，主轴螺母由塑料，特别是pom制成，驱动组件壳体由塑料，特别是pbt/pbtgf制成，支撑部件由金属，特别是钢制成，驱动轮由塑料，特别是pom制成，联接部件由金属，特别是钢制成，以及连接单元由塑料，特别是pom制成。

附图说明

以下参照附图更详细地对本发明进行说明。附图中，

图1a示出了根据本发明的主轴驱动装置的第一实施方案的细节的侧截面视图；

图1b示出了图1a中的侧截面视图，其中力流为由主轴驱动装置传递的拉力和压力；

图2示出了主轴驱动装置的侧截面视图；

图3示出了根据本发明的主轴驱动装置的第二实施方案的细节的侧截面视图；

图4示出了根据本发明的主轴驱动装置的驱动单元的侧截面视图；

图5示出了主轴驱动装置的侧视图；

图6示出了主轴的轴向上的俯视图，其中可见截面图的截面位置i-i和iv-iv。

具体实施方式

图1a中的根据本发明的主轴驱动装置总体标记为10。

从图1a至图2可以看出，该主轴驱动装置10包括具有外螺纹的主轴12，该主轴连接到第一连接单元14，用于将主轴驱动装置10与上级组件，即不属于主轴驱动装置10的组件，例如车辆的尾门相连接，以及包括与主轴12的外螺纹螺纹接合的主轴螺母16，该主轴螺母连接到第二连接单元18，用于将主轴驱动装置10与上级组件，即不属于主轴驱动装置的组件，例如车身相连接。

在这一点上应该注意的是，图2和图3示出了根据本发明的主轴驱动装置10的不同于图1a和图1b的另一个或第二实施方案。但这两个实施方案在此仅关于图1a、1b和3的细节有所不同，以下将进一步进行详细说明。

主轴驱动装置10还包括驱动组件20，该驱动组件部分地在图2所示的侧截面视图中可见，部分地在图4所示的截面视图中可见。该驱动组件20包括驱动单元22，该驱动单元在此由电动马达形成并且用于驱动主轴12。

此外，驱动单元22的输出轴24具有蜗杆轴26，该蜗杆轴又与设计为蜗轮的驱动轮28相啮合。

驱动轮28通过花键轴32与主轴12旋转固定地连接。

驱动组件20容纳在驱动组件壳体30中，在此，该驱动组件壳体由塑料制成。

驱动轮28和主轴12通过轴承34相对于圆柱形联接部件36以及相对于驱动组件壳体30安装。

联接部件36将第一连接单元14连接到主轴12，以防止这两个部件在主轴12的轴向上彼此远离地移位。在图1a所示的实施例中，轴承34设计为滚珠轴承，其中，联接部件36与轴承34的外轴承环相啮合，并将该外轴承环与轴环或基座38夹紧地连接，第一连接单元14通过螺纹44拧在该轴环/基座上。为此目的，联接部件36在其两个纵向端处具有径向向内变形的边缘40和42。由此，基座38和轴承34通过联接部件36相互固定。基座38可以由金属，特别是钢制成。

轴承34的径向内轴承环通过支撑部件46固定在主轴12上，该支撑部件在此设计为金属盘。为此，如1a左侧所示的主轴12的端部成形为罩形，其相对于主轴12在轴向上固定支撑部件46并由此固定轴承34和驱动轮28。

从图1b可以看出，作用于与主轴驱动装置10相连的两个上级组件之间，并由此通过两个连接单元14和18作用于主轴驱动装置10的拉力从第一连接单元14经由基座38、联接部件36、轴承34和支撑部件46延伸到主轴12。

对应地，两个上级组件之间的相反的压力从主轴12经由驱动轮28、轴承34和基座38延伸到第一连接单元14。

从图2可以看出，在主轴驱动装置10右侧的这些力从主轴12经由主轴螺母16和与该主轴螺母相连的钢管50延伸到与该钢管50相连的第二连接单元18。

基于上述力的走向，驱动组件壳体30不受到通过主轴驱动装置10从一个上级组件传递到另一个上级组件的力。

因此，驱动组件壳体30可以由轻质材料制成，例如塑料，并且可以自由塑形，而不必注意壳体形状的任何切口效应。

驱动组件壳体30在此处所示的实施方案中包括壳体部分30a和壳体部分30b。这两个壳体部分30a和30b通过螺钉52彼此固定。

作为螺钉52的替代或补充，两个壳体部分30a和30b也可以使用诸如激光焊接或胶接的接合方法彼此连接。

从图2的侧截面视图可以看出，主轴螺母16是如何与主轴12螺纹啮合的。

在主轴12旋转时，主轴螺母16根据旋转方向和图2中的主轴12的螺纹类型而向左或向右移位，从而使第二连接单元18经由钢管50朝向或远离第一连接单元14移动。

图2中的主轴12的右端通过导环54安装在钢管50中，该导环可以例如由塑料制成，特别是由pom制成。

钢管50通过引导衬套56安装并容纳在导管58中，该引导衬套可以例如由塑料制成，特别是由pom制成。导管58可以由金属，特别是铝制成，其设置为与主轴12同心并至少部分地围绕该主轴。导管58与驱动组件壳体30或第一套管60相连。主轴螺母16与导管58的内侧例如通过纵向槽接合，从而通过导管58提供主轴螺母16的扭矩支撑。主轴螺母16只能沿主轴12的轴向在导管58中移动。

此外，从图2中可以看出，第一连接单元14与第一套管60相连，第二连接单元18与第二套管62相连，其中，第二套管62能够以伸缩方式没入第一套管60中。

两个套管60和62可以例如由塑料，特别是由pom制成。

图3中所示的主轴驱动装置10的实施方案与在此明确指出的前述实施例的不同之处仅在于以下特征。

在根据图3的根据本发明的主轴驱动装置的实施方案中，除了轴承34之外还设置有另一个轴承64，其能够改善主轴的运行特性。例如，为了能够适应相应部件的与温度相关的长度变化，轴承34设计为固定轴承且轴承64设计为浮动轴承。

在驱动轮28和主轴12之间还设置有中间部件66，该中间部件通过花键轴32与主轴12形成扭矩传递的形状配合连接。中间部件66用作主轴12与轴承34和64之间的一种适配器，从而能够由此增大主轴12在设置有两个轴承34和64的区域中的外径，从而可以使用标准商业尺寸的轴承。在此，中间部件66与驱动轮28也形成扭矩传递的形状配合连接。

中间部件66具有突出部68，该突出部一方面轴向固定驱动轮28和轴承64，另一方面轴向固定轴承34。类似于根据图1a的实施方案，轴承34在其另一侧通过支撑部件46轴向固定。驱动轮28在其远离突出部68的一侧上通过轴承64，且该轴承又通过轴承衬套70，轴向固定在主轴上，即固定在该主轴的一个凸肩上。轴承衬套70可以替代地由主轴12的相应轴环代替，但使用轴承衬套70具有安装方面上的优点。

另一个区别是，根据图3的实施方案包括卡环72，其与联接部件36的凹槽74相接合。在此，该卡环72实现与联接部件36的变形边缘42相同的、轴向固定基座38和轴承34的功能，却具有可以省略联接部件36的相应改形步骤的优点。

在根据图4的截面视图中示出了制动单元76，其包括制动盘78，该制动盘上设置有制动衬块80。压缩弹簧82在制动衬块80上施加压力，从而在制动衬块80和制动盘78之间形成相应的摩擦连接。制动单元76可以增加驱动单元22的滞后作用，使得主轴驱动装置10即使在非完全缩回的状态下也可以支撑作用在主轴驱动装置10上的上级组件(例如车辆的尾门)的自重，从而使该上级组件不会意外地移动，即不会在主轴驱动装置10的非受控操作下移动。

制动单元76在此可以设计成仅在一个方向上起作用，即例如制动主轴驱动装置10的收缩，但释放主轴驱动装置10的拉开。

当然，也可以考虑其他制动方案代替上述设计为摩擦制动器的制动单元76，例如设计为磁制动器的制动单元76。

还可以看出，驱动单元22的输出轴24与主轴12正交。

图4中所示的驱动组件壳体30设计为部分以一体的驱动组件壳体30的壳体部分30a，部分以一体的驱动组件壳体30的壳体部分30b形成(见图5)，并且在图4所示的该驱动组件壳体的上端和下端分别包括端盖84和86，用于固定容纳在驱动组件壳体30中的部件，例如驱动单元22。

图5以未切割的侧视图示出了主轴驱动装置10。可以看出，第二连接单元18是如何连接到套管62，且第一连接单元14是如何连接到套管60的。

特别是，在图5中可以看出，驱动组件壳体30，特别是容纳驱动单元22的部分，由壳体部分30a和壳体部分30b组成。这两个壳体部分30a和30b通过螺钉52相互连接。

作为图5中所示的驱动组件壳体30的分配的替代，也可以考虑驱动组件壳体30旋转90°的配置，其例如至少部分地沿切线iv-iv延伸。

在图5中的驱动组件壳体30的容纳有驱动单元22的部分的上端和下端处，可以看到端盖84和86。

图6示出了在平行于主轴12的轴线的视线方向上的主轴驱动装置10的俯视图。在此可以看到根据图1a至3的截面图的截面位置i-i和根据图4的截面图的截面位置iv-iv。此外，可以看出，主轴驱动装置10或驱动组件壳体30通过角形支撑件88与连接到第一连接单元14的上级组件相连接，从而使主轴驱动装置10或驱动组件壳体30设置为相对于该组件不旋转，对于这种类型的主轴驱动装置来说这是常见的做法。

上述角形支撑件88可以由金属制成，特别是由钢制成。

优选地，角形支撑件88可以具有贯通孔，该贯通孔与第一连接单元14的接纳部对齐，例如用于连接到上级组件的螺栓。