專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞、特別是液壓活塞的設(shè)備，具有至少一個(gè)主軸，該主軸與主軸螺母共同作用以便軸向移動(dòng)所述壓力活塞，其中主軸具有外螺紋，主軸螺母具有內(nèi)螺紋，它們彼此嚙合，并且其中主軸螺母分配給壓力活塞，主軸能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)所述主軸螺母，或者其中主軸分配給壓力活塞，主軸螺母能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)所述主軸。
背景技術(shù)：
開頭提到的類型的設(shè)備從現(xiàn)有技術(shù)中知曉。壓力活塞具有這樣的特性，即它必須在運(yùn)動(dòng)方向上傳輸大的力，而在相反的方向上傳輸非常微小的力。當(dāng)在工作方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，希望的壓力必須足夠例如用于壓縮一種介質(zhì)或者用于移動(dòng)一種元件。為了使壓力活塞復(fù)歸僅需要這樣一種力該力克服活塞的自重或者為移動(dòng)活塞需要的相應(yīng)摩擦力。為了驅(qū)動(dòng)這種壓力活塞，特別當(dāng)要在工作方向上傳輸大的力時(shí)，經(jīng)常設(shè)置一種主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括至少一個(gè)可驅(qū)動(dòng)的、具有外螺紋的主軸，以及分配給壓力活塞的、具有與主軸的外螺紋共同作用的內(nèi)螺紋的主軸螺母。通過主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以適當(dāng)?shù)姆绞娇罐D(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的主軸螺母在軸向移動(dòng)，以便使得在所述旋轉(zhuǎn)的主軸和主軸螺母之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過把主軸螺母固定地分配給壓力活塞，主軸螺母的軸向運(yùn)動(dòng)被傳遞到壓力活塞上，使得該壓力活塞相應(yīng)地在工作方向上或者在復(fù)歸方向上移動(dòng)。另外可選的方案是，也可以把主軸分配給壓力活塞，并且特別地與該壓力活塞抗旋轉(zhuǎn)地連接，同時(shí)能如此驅(qū)動(dòng)主軸螺母，使得它執(zhí)行導(dǎo)致所述主軸軸向移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)要驅(qū)動(dòng)哪個(gè)元件，給主軸螺母或者主軸分配相應(yīng)的動(dòng)力源、例如電動(dòng)機(jī)，并且例如通過齒輪傳動(dòng)或者類似方式與其有效連接。如果所述主軸分配給壓力活塞或者與其固定連接，則這將使得所述主軸螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致主軸的平動(dòng)、并且從而導(dǎo)致壓力活塞的平動(dòng)。在構(gòu)造該設(shè)備時(shí)必須考慮并保證，主軸或者主軸螺母能夠承載所希望的工作負(fù)荷而不會(huì)損壞。該設(shè)備必須特別如此設(shè)計(jì)，使得能夠?qū)е乱环N失靈的疲勞損壞足夠慢地進(jìn)行，以便在整個(gè)壽命期間保證所述主軸和主軸螺母的主功能以及整體性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞的設(shè)備具有權(quán)利要求1的特征，并且具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在相同的負(fù)荷下具有較長(zhǎng)的壽命，并且同時(shí)能夠應(yīng)用適宜的材料和/或制造方法來制造該設(shè)備。該設(shè)備的特征在于，內(nèi)螺紋具有兩個(gè)側(cè)面，它們不對(duì)稱地構(gòu)造。通常主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺紋都具有對(duì)稱構(gòu)造的或者定向的側(cè)面，而根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，側(cè)面形狀偏離于所述對(duì)稱的形狀。由此實(shí)現(xiàn)，構(gòu)造兩個(gè)特別能夠關(guān)于它們?cè)谶\(yùn)行中的作用被優(yōu)化的不同的側(cè)面。特別地，所述側(cè)面之一為了承載工作力或者說壓力而被優(yōu)化，而另一側(cè)面為了承載復(fù)歸力而被優(yōu)化地構(gòu)造或者說涉及對(duì)稱性地進(jìn)行定向。通過功能特定地構(gòu)造各側(cè)面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)，即使在使用適宜的材料的情況下也能夠傳輸相同的力，并且總體上保持主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的壽命。
在此優(yōu)選規(guī)定，所述側(cè)面之一作為工作側(cè)面，關(guān)于一條徑向于主軸定向的假想的軸線，具有比構(gòu)成復(fù)歸側(cè)面的另一個(gè)側(cè)面大的角度。也就是說，工作側(cè)面用于承受工作力和壓力，而復(fù)歸側(cè)面用于承受在復(fù)歸所述壓力活塞時(shí)傳輸?shù)?、即與工作方向相反的力。工作側(cè)面對(duì)于徑向軸線比復(fù)歸側(cè)面具有相對(duì)大的角度,使得工作側(cè)面對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向比復(fù)歸側(cè)面更加陡地指向。由于側(cè)面的這種不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主軸螺母能夠從主軸在驅(qū)動(dòng)方向上承受較大的負(fù)荷或者說力。在主軸螺母的齒根處的應(yīng)力分布針對(duì)應(yīng)用被優(yōu)化，由此能夠減少在齒根處的應(yīng)力集中。復(fù)歸側(cè)面相對(duì)于工作側(cè)面的較小陡度的取向引起了所述螺紋在工作方向上能夠承受顯著更大的力，因?yàn)橥ㄟ^微小傾斜取向的復(fù)歸側(cè)面，工作側(cè)面在主軸螺母上獲得更大的支持。工作側(cè)面位于內(nèi)螺紋的背離壓力活塞壓力側(cè)的一側(cè)，以便在活塞的壓力側(cè)的方向上承受工作力。優(yōu)選的是，所述主軸的外螺紋的側(cè)面對(duì)稱地構(gòu)造。在此，主軸的外螺紋為了與主軸螺母的內(nèi)螺紋共同作用而在工作方向上被優(yōu)化，使得在主軸螺母的工作側(cè)面和主軸的相應(yīng)的工作側(cè)面之間保證盡可能大的接觸面。因?yàn)樵趶?fù)歸方向上僅需傳輸小的力，所以這里不需要復(fù)歸側(cè)面的特別的支撐接觸或者互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案規(guī)定，所述主軸的外螺紋的側(cè)面比主軸螺母的內(nèi)螺紋的側(cè)面具有彼此較小的間隔。換句話說，主軸的螺紋圈比主軸螺母的螺紋圈較窄地構(gòu)造。由此實(shí)現(xiàn)，主軸的螺紋圈之間的間隔或者主軸的相鄰的螺紋圈之間的相應(yīng)的空隙被放大。被放大的空隙允許，根據(jù)本發(fā)明如此構(gòu)造主軸螺母的螺紋圈或者側(cè)面，使得主軸螺母的具有不對(duì)稱的側(cè)面的螺紋用于加強(qiáng)，而不產(chǎn)生與主軸螺紋的沖突。但是當(dāng)然還可以想到，特別在工作方向上優(yōu)選定向地設(shè)置具有彼此不對(duì)稱地定向的側(cè)面的主軸螺紋。這里可以給主軸螺母的內(nèi)螺紋可選擇地設(shè)置對(duì)稱地構(gòu)造的或者定向的側(cè)面。優(yōu)選的是，主軸螺母用塑料制造，其中主軸螺母和內(nèi)螺紋優(yōu)選彼此一體地制造，使得主軸螺紋也用塑料來制造。通過使得主軸螺母的螺紋的側(cè)面有利的構(gòu)造或者定向，也能夠使用適宜的塑料材料。即使在迄今通常需要鋼作為用于主軸螺母的材料的大負(fù)荷的情況下，現(xiàn)在也能夠提供塑料。優(yōu)選的是，主軸用鋼制造，例如借助于滾壓處理，其中優(yōu)選使得所述外螺紋與主軸一體制造。雖然也可以想到，主軸同樣用塑料制造，但是鋼關(guān)于主軸在其縱向延伸方面的剛性提供優(yōu)點(diǎn)，以致于關(guān)于主軸，鋼材料繼續(xù)是首選的。特別優(yōu)選的是，復(fù)歸側(cè)面和假想的徑向軸線之間的角度在25°到40°之間，特別是在30°到35°之間。通過復(fù)歸側(cè)面的這種平坦的定向，減小齒根或者說螺紋根部的應(yīng)力水平，從而減輕通常在疲勞負(fù)荷的情況下產(chǎn)生裂縫的區(qū)域的負(fù)荷。


下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。為此在附圖中圖1表示具有用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞的設(shè)備的液壓活塞裝置，圖2表示根據(jù)一種可替代的實(shí)施例的設(shè)備的放大的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1以簡(jiǎn)化的剖面圖表示了具有壓力活塞2的壓力活塞裝置1，壓力活塞2可在缸3內(nèi)軸向移動(dòng)，并且在本實(shí)施例中用于在壓力活塞2的壓力側(cè)4上擠壓一種液壓介質(zhì)。此外壓力活塞裝置I具有用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞2的設(shè)備5。設(shè)備5具有可驅(qū)動(dòng)的主軸6，其具有外螺紋7，該外螺紋7基本上在主軸6的全部長(zhǎng)度上延伸。此外設(shè)備5具有主軸螺母8，它具有內(nèi)螺紋9，其與主軸6的外螺紋7嚙合。主軸螺母8集成地在壓力活塞2的凸緣10內(nèi)構(gòu)造。凸緣10具有開孔或者鉆孔11，它的外徑至少稍大于主軸6的外螺紋7的外徑，以便主軸6可在鉆孔11內(nèi)軸向引導(dǎo)。鉆孔11在它的敞開端具有構(gòu)成臺(tái)階12的放大的直徑。在該臺(tái)階內(nèi)主軸螺母8被固定地裝入，使得它相對(duì)于凸緣10特別是抗轉(zhuǎn)動(dòng)地得以保持。通過主軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)，從外螺紋7向主軸螺母8的內(nèi)螺紋9傳輸軸向力，并且通過主軸螺母8向凸緣10從而向壓力活塞2傳輸。根據(jù)主軸6在哪個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力活塞2要么朝它的壓力側(cè)4或者說要擠壓的介質(zhì)的方向上移動(dòng)，如通過箭頭13所示,要么在相反的方向上移動(dòng),如通過箭頭14所示。因此通過箭頭13表示的方向表示壓力活塞2的工作方向，而用箭頭14表示的方向表示壓力活塞2的復(fù)歸方向。圖2表示用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞2的設(shè)備5的根據(jù)一種可選的實(shí)施例在主軸螺母8和主軸6的彼此嚙合的區(qū)域內(nèi)的放大的詳細(xì)視圖。在該實(shí)施例中，主軸抗轉(zhuǎn)動(dòng)地與壓力活塞2連接，壓力活塞2尤其是同樣對(duì)于缸3抗轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，而主軸螺母8可驅(qū)動(dòng)地或者可轉(zhuǎn)動(dòng)地構(gòu)造，由此通過驅(qū)動(dòng)所述主軸螺母8使得主軸6并且從而壓力活塞2得以平動(dòng)。下面關(guān)于主軸螺母8和主軸6的螺紋的構(gòu)造的說明適用于兩個(gè)實(shí)施例。主軸6的外螺紋7如通常一樣如此構(gòu)造，使得它的側(cè)面16和17關(guān)于一條徑向?qū)?zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線15的假想的軸線17對(duì)稱地定向，其中在圖2的實(shí)施例中主軸螺母8圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而非主軸6?？蛇x擇的方案是，還可以規(guī)定僅主軸6關(guān)于外殼或缸3抗轉(zhuǎn)動(dòng)地并且可軸向移動(dòng)地設(shè)置或者保持。此時(shí)主軸6例如可以通過接頭、特別是萬向球接頭與壓力活塞2連接。與此相反，主軸螺母8的外螺紋9具有不對(duì)稱地定向的側(cè)面19和20。相對(duì)于一條徑向于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線15存在的假想的軸線21 (該假想的軸線通過外螺紋9的齒尖峰或者說螺紋尖峰延伸)，側(cè)面19具有比側(cè)面20小的角度。由此得出，側(cè)面19比側(cè)面20更陡地構(gòu)造。這里側(cè)面19構(gòu)成工作側(cè)面，而側(cè)面20構(gòu)成復(fù)歸側(cè)面，由此使得當(dāng)壓力活塞2要在根據(jù)箭頭13的工作方向上移動(dòng)時(shí)，主軸以其側(cè)面17由表示外螺紋9的兩個(gè)側(cè)面中的較陡的工作側(cè)面或者說側(cè)面19施力。通過側(cè)面的不對(duì)稱性，能夠由主軸螺母8在軸向上、亦即在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線15的方向上向主軸6傳輸大的力，而即使在較長(zhǎng)的壽命的情況下也不會(huì)在主軸螺母8的齒根的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生裂縫。不太陡的側(cè)面20負(fù)責(zé)使得螺紋9能夠在工作方向上傳輸特別大的力。如果主軸螺母8的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，則彼此靠著的側(cè)面對(duì)變換為側(cè)面20和16，使得主軸6在它的外螺紋7處由內(nèi)螺紋9的平坦指向的側(cè)面20施壓。因?yàn)樵趶?fù)歸運(yùn)動(dòng)時(shí)通常僅出現(xiàn)非常小的力，所以這里產(chǎn)生的、相對(duì)小的接觸完全足以使壓力活塞2在箭頭14的方向上作返回運(yùn)動(dòng)。通過側(cè)面19和20的非對(duì)稱的構(gòu)造，主軸螺母8能夠把更大的力在工作方向上向主軸6傳輸，而不會(huì)由此損壞。兩個(gè)相鄰的螺紋圈或者說齒的在側(cè)面19和20之間的齒根處的應(yīng)力分布由此得以改善，并且由此消除齒根處的應(yīng)力集中，從而避免生成裂縫，特別是疲勞裂縫。通過這種有利的結(jié)構(gòu)，還可以為主軸螺母8使用比迄今通常使用的材料更適宜的材料。例如現(xiàn)在還可以在迄今需要金屬的負(fù)荷區(qū)內(nèi)使用塑料。相應(yīng)地，現(xiàn)在還可以代替大功率塑料而設(shè)置具有關(guān)于穩(wěn)定性的較小機(jī)械特性的價(jià)廉的塑料。通過由于所述不對(duì)稱的側(cè)面幾何結(jié)構(gòu)降低齒根或者說螺紋根處的應(yīng)力水平，就達(dá)到設(shè)備5的壽命。在元件、特別是上述的壓力活塞2僅在一方向上工作，也就是說負(fù)荷總是在同一方向上作用的場(chǎng)合，設(shè)備5絕對(duì)具有優(yōu)點(diǎn)。在由液壓力始終在相同的方向施加載荷的液壓活塞的情況下，設(shè)備5特別良好地適用，只要至少在壓力活塞2的壓力側(cè)4不產(chǎn)生低壓。主軸6適宜地用鋼制造。壓力活塞2和/或側(cè)面10同樣可以用塑料或者用鋼制造。外螺紋7與主軸6 —體構(gòu)造、內(nèi)螺紋9與主軸螺母8 一體構(gòu)造是適宜的。此外還可以想到，主軸螺母8或者主軸6不作為裝入零件提供，而與凸緣10 —體構(gòu)造。如圖所示，外螺紋7的相鄰的螺紋圈具有彼此如此大的間隔，使得外螺紋9的螺紋圈能夠沒有問題地伸入該空隙內(nèi)。如果主軸6用鋼制造，則外螺紋7的螺紋圈能夠比主軸螺母8的內(nèi)螺紋9的螺紋圈非常薄地實(shí)現(xiàn)，以便進(jìn)一步放大外螺紋7的兩個(gè)相鄰的螺紋圈之間的間隔。由此為內(nèi)螺紋9的螺紋圈產(chǎn)生更大的空隙，使得例如側(cè)面20能夠更加平坦地定向，例如能夠以對(duì)于軸線21更大的角度來設(shè)置。然而原理上還可以想到，給外螺紋7同樣提供不對(duì)稱構(gòu)造的側(cè)面。然而那時(shí)從制造工藝的理由優(yōu)選由塑料來制造所述主軸6。
權(quán)利要求
1.用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞(2)、特別是液壓活塞的設(shè)備(5)，具有至少一個(gè)主軸￠)，該主軸與主軸螺母(8)共同作用以便軸向移動(dòng)所述壓力活塞(2)，其中主軸(6)具有外螺紋(7)，主軸螺母(8)具有內(nèi)螺紋(9)，它們彼此嚙合，并且其中主軸螺母分配給壓力活塞(2)，主軸(6)能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)所述主軸螺母(8)，或者其中主軸(6)分配給壓力活塞(2)，主軸螺母(8)能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)所述主軸￠)，其特征在于，內(nèi)螺紋(9)具有兩個(gè)側(cè)面(19、20)，它們彼此不對(duì)稱地定向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述側(cè)面(19)之一作為工作側(cè)面關(guān)于一條徑向?qū)τ谥鬏S(6)取向的假想的軸線(21)具有比構(gòu)成復(fù)歸側(cè)面的另一側(cè)面(20)大的角度。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述工作側(cè)面位于內(nèi)螺紋(9)的背離所述壓力活塞(2)壓力側(cè)(4)的一側(cè)。
4.根掘上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，外螺紋(7)具有兩個(gè)側(cè)面(16、17)，它們彼此對(duì)稱地構(gòu)造。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，主軸￠)的外螺紋(7)的側(cè)面(16、17)比主軸螺母⑶的內(nèi)螺紋(9)的側(cè)面(19、20)具有彼此較小的間隔。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，主軸螺母(8)用塑料制造。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，主軸(6)用鋼制造。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述復(fù)歸側(cè)面和假想的軸線(21)之間的角在25°和40。之間，特別是在30°和35。之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)壓力活塞(2)、特別是液壓活塞的設(shè)備(5)，具有至少一個(gè)主軸(6)，該主軸與主軸螺母(8)共同作用以便軸向移動(dòng)所述壓力活塞(2)，其中主軸(6)具有外螺紋(7)，主軸螺母(8)具有內(nèi)螺紋(9)，它們彼此嚙合，并且其中主軸螺母分配給壓力活塞(2)，主軸(6)能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)所述主軸螺母(8)，或者其中主軸(6)分配給壓力活塞(2)，主軸螺母(8)能被驅(qū)動(dòng)以便軸向移動(dòng)主軸(6)。這里規(guī)定，內(nèi)螺紋(9)具有兩個(gè)側(cè)面(19、20)，它們彼此不對(duì)稱地定向。
文檔編號(hào)F16H25/20GK103042708SQ20121044518
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者H·克呂格, M-P·博爾茨, L·杜里克斯 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司