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CN1339092A - 结构紧凑的致动器 - Google Patents

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Abstract

一种致动器,包括一个装有一螺杆机构(2)和一驱动装置的壳体(1),其中所述驱动装置包括一个马达(3),所述螺杆机构包括一个螺母(4)和一个螺杆(5),该螺母和螺杆中的一个相对于所述壳体被可转动地支承,以使得一旦螺母与螺杆相对转动,所述螺母和螺杆中的一个得以线性移动。所述驱动装置的至少一个可转动组件,比如马达的转子(19),被可转动地支承在所述螺杆上,该螺杆相对于所述壳体被可转动地支承。

Description

结构紧凑的致动器
本发明涉及一种致动器，该致动器包括一个壳体，该壳体中装有一个螺杆机构和一个马达，所述螺杆机构包括一个螺母和一个螺杆，螺母和螺杆中的一个相对于壳体被可转动地支承，以便一旦螺母与螺杆之间相对转动时使得所述螺母和螺杆中的一个得以线性移动。
在某些应用领域，诸如用于盘式制动装置、离合器等的致动器，均希望尽可能地对其整体尺寸和重量进行限制。根据本发明，可以得到一种结构紧凑的设计方案，在该设计方案中，驱动装置中的至少一个可旋转组件，比如马达的转子，被可转动地支承在螺杆上，其中所述螺杆相对于壳体被可转动地支承。
尤其是，当螺杆借助于一个支承轴承相对于壳体被可转动地支承时，该螺杆可以与所述支承轴承的外座圈一体成形，以便借助于一个辅助轴承使马达的转子可转动地支承到所述支承轴承的外座圈上。
支承轴承优选地装在所述辅助轴承内。在这样的一个实施例中，可以获得对所述转子和螺杆的结构紧凑且实在的支承。
由致动器所产生的线性移动通常会产生一个力，比如在盘式制动装置的情况下将制动垫夹紧到制动盘上的力。
由于所述致动器及致动器连接到其上的系统本身所固有的柔性，还可以产生弹性变形。
当这些变形相对于螺杆机构轴向对称时，致动器合适的功能将不会出现问题。但是，在某些情况下，并且尤其是在盘式制动装置中，所产生的载荷相对于致动器来说往往是偏心的。
这种偏心现象是由于卡钳式制动器的不对称形状所造成的，尤其是由于该卡钳式制动器中的爪形件的不对称形状所造成的，其中在所述爪形件上装有制动垫，并且容纳着制动盘的侧沿。
通过将制动垫压靠到制动盘上，所述爪形件受载荷作用发生弯曲，这种弯曲作用也被传递到致动器的壳体上。由于螺杆机构被支承在所述壳体的内部，所以所述的螺杆机构也将同样遭受弯曲作用。
但是，螺杆机构相对于偏心力来说非常容易遭受损坏，按照这种方式，致动器的合适功能将会受到妨碍，并且还可能被毁坏。
因此，本发明的目的在于提供一种前面所述类型的致动器，该致动器相对于偏心力较不易发生损坏。该目的通过这种方式来实现，即所述螺杆机构借助于一个接头相对于壳体被支承，其中所述接头可围绕至少一横切所述线性位移的轴线转动。
当所述致动器的壳体受载荷作用弯曲时，由于螺杆机构能够自由地围绕所述横切轴线转动，所述弯曲作用得以缓解。从而，所述螺杆机构将不会遭受偏心力的影响。
尤其是，所述螺母和螺杆中的一个不仅按照一平行于所述线性位移的轴线而且还按照至少一横切所述线性位移的轴线被可转动地支承。所述的横切转动可以借助于一个球窝接头来实现。
球窝接头可以被安装在一个中心支承轴的一个端部上，而该中心支承轴的另一端部被连接在所述壳体上。根据一个优选的实施例，球窝接头可以被连接到支承所述螺母和螺杆中的一个的支承轴承上。螺母和螺杆中所述的那一个被可驱动地连接到马达的转子上。
所述马达，最好是电动马达，可以以若干种不同的方式与所述螺杆机构相配合。通常，马达还被连接在所述壳体上，这就意味着马达与螺杆机构之间的连接部在制动载荷的作用下也将会遭受壳体弹性弯曲作用的影响。
在所述螺母和螺杆通过一个联接装置与转子相配合时，就可以避免发生偏置，其中所述联接装置能够围绕至少一横切所述线性位移的轴线转动。
联接装置包括一个内部带齿部件和一个外部带齿部件，该外部带齿部件与该内部带齿部件具有相同的齿数。尤其是当所述外部带齿部件的齿在平行于所述线性位移的横截面上呈凸形弯曲时，并且当所述外部带齿部件的齿相对于所述球窝接头对中时，所述壳体的弯曲作用将得以调节。
当所述支承轴承的外座圈与内部带齿部件一体成形时，可以得到一个结构紧凑的实施例。其中螺杆和内部带齿部件位于所述外座圈的轴向相对端部。
便利地，马达的转子被可转动地支承在支承轴承的外座圈上。
根据第一实施例，转子通过一个减速齿轮机构与一个外部带齿部件相联接。最好，支承轴承被支承在一支承轴的一个端部上，而该支承轴的另一个端部被连接在壳体上，所述的外部带齿部件也被可转动地支承在该支承轴上。
下面将参照在附图中所示出的实施例对本发明进行描述。
附图1示出了一个第一实施例的纵向剖视图。
附图2示出了附图1所示实施例的分解视图。
附图3示出了一个第二实施例。
附图4示出了一个第三实施例。
在附图1和2中所示出的致动器包括一个壳体1，该壳体1中装有一个螺杆机构2和一个马达3。所述螺杆机构2包括一个螺母4和一个螺杆5，螺母4与螺杆5上带有螺纹6，7，并且该螺母4与螺杆5借助于多个滚珠8相互配合。在嵌入件9的位置处，滚珠8在螺纹6，7的相邻螺线之间被移动。
螺杆5与支承轴承11的外座圈10一体成形。为了使得所述致动器的结构更为紧凑，外座圈10的直径大于螺杆5的直径。
支承轴承11的内座圈12与一个球窝接头13一体成形。尤其是，该内座圈12具有一个球形内表面14，该内表面14与一个连接在中心支承轴16上的球15相配合。
虽然球15在这里被描述成一个独立构件，但是，它也可以与所述中心支承轴16一体成形。中心支承轴16通过锁紧环装置17和测力传感器18连接在壳体1上，其中所述测力传感器18用于测定轴向力。
马达3的转子19借助于一个套筒31相对于支承轴承11的外座圈10被支承，其中所述套筒31具有若干个一体的轴承20。所述套筒31被固定在定子21上。马达3的定子21可固定地连接在壳体1上。另外，套筒31被固定在一个减速齿轮机构22的套筒32上。
借助于减速齿轮机构22，马达3驱动套筒23，其中该套筒23上带有一个向外带齿部件24。该向外带齿部件24具有齿25，这些齿25具有曲线形状。
支承轴承11的外座圈承10带有一个向内带齿部件26，该向内带齿部件26具有朝向内部的齿27，这些齿27具有相对应的曲线形状。
向外的齿25与向内的齿27数目相等。这些齿相互啮合在一起，以便将驱动作用从套筒23传递到螺杆5。
螺母4作成一个活塞形状，它可滑动地保持在壳体1中的圆柱形空间28内。借助于销子29和圆柱体上的凹槽30，该圆柱体被可轴向移动但不可转动地保持在所述圆柱形空间28中。
一旦驱动螺杆5，螺母4因而相对于壳体1在轴向上发生线性移动，比如用来相向或相对地驱动一个卡钳式制动器的制动垫(未示出)。
当在壳体1中所产生的力的作用下，比如在一个卡钳式制动器的壳体中所产生的力的作用下，在该壳体上产生柔性弯曲时，螺杆机构2仍然能够免受这种载荷的影响。一般说来，螺杆机构抵抗弯曲作用的能力很差，由于具有球窝接头13，所提及的螺杆机构2能够免受任何弯曲载荷的作用。
而且，由于向内带齿部件26和向外带齿部件24的齿驱动以及所提及的齿的弯曲形状，马达3与螺杆机构2之间的连接部也能够免受任何弯曲载荷的作用。附图3中的实施例示出了一个卡钳式制动器40，其包括一个借助于螺纹连接在爪形件41上的壳体1。在朝向所述致动器1的一侧，爪形件41具有一个凹腔43，马达3的定子21的一部分装在其中，从而，获得了一个结构非常紧凑的卡钳式制动器40。
正如所能够看到的那样，爪形件41具有一个固定的制动垫44和一个可移动的制动垫45，其中可移动的制动垫45连接到螺杆机构2的螺母5上，具体是连接到该螺杆机构2的头部46上。
在制动垫44与45之间，装有一个制动盘47。支承轴16支承着所述支承轴承11，该支承轴承11的内座圈12比如借助于一个锁紧环48被牢固地连接。
在本实施例中，支承轴承11的内座圈12具有一个封闭的头部49，以使得一个测力传感器50可以被装在该闭合头部49与支承轴16的相对端部之间。
本实施例中的其它组件大体上类似于附图1和2中所示的实施例。
在附图4中的实施例中，示出了外部带齿部件24的外齿25在其纵向横截面上被弄圆，以便能够较好地使得所述壳体发生弯曲变形，但却不会将弯曲作用传递到螺杆机构2上。
在螺杆5的基部还容收有一个润滑脂配给组件53。

Claims (33)

1.一种致动器，包括一个壳体(1)，该壳体(1)中装有一个螺杆机构(2)和一个驱动装置，该驱动装置包括一个马达(3)，所述螺杆机构(2)包括一个螺母(4)和一个螺杆(5)，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个相对于壳体(1)被可转动地支承，以使得一旦螺母(4)和螺杆(5)相对转动，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个得以线性移动，其特征在于，所述驱动装置的至少一个可转动组件，比如马达(3)的转子(19)，被可转动地支承在螺杆(5)上，该螺杆(5)相对于壳体(1)被可转动地支承。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述螺杆(5)借助于一个支承轴承(11)相对于壳体(1)被可转动地支承。
3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述驱动装置的可转动组件，比如马达(3)的转子(19)，借助于一个辅助轴承(52)被可转动地支承在螺杆(5)上。
4.根据权利要求3所述的致动器，其特征在于，所述支承轴承(11)被装在所述辅助轴承(52)内。
5.根据权利要求2、3或4任一所述的致动器，其特征在于，所述螺杆(5)与所述支承轴承(11)的外座圈(10)一体成形。
6.根据权利要求5所述的致动器，其特征在于，所述支承轴承(11)的外座圈(10)的外径大于所述螺杆(5)的外径。
7.根据权利要求2至6中任一所述的致动器，其特征在于所述轴承(11)中的外座圈(10)支承一个可转动的套筒(31)，该套筒(31)与所述驱动装置的可转动组件(19)连接。
8.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述套筒(31)包括或者连接到一个辅助轴承的一体式外座圈，该辅助轴承的内座圈与所述支承轴承(11)的外座圈(10)一体成形。
9.根据权利要求8所述的致动器，其特征在于，所述套筒(31)包括两个轴向间隔开的滚道，各个所述的滚道中啮合有多个滚动元件(20)，这些滚动元件(20)均与所述支承轴承(11)的外座圈(10)的外表面上的滚道相啮合。
10.根据权利要求7、8或9任一所述的致动器，其特征在于，所述套筒(31)被连接在所述马达(3)的转子(19)上。
11.根据前面任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个不仅按照一平行于所述线性位移的轴线而且还按照至少一横切所述线性位移的轴线被可转动地支承。
12.根据权利要求11所述的致动器，其特征在于，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个借助于一个球窝接头(13)相对于所述壳体(1)被支承。
13.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述球窝接头(13)位于一个中心支承轴(16)的一个端部，该中心支承轴(16)的另一端部被连接在所述壳体(1)上。
14.根据权利要求13所述的致动器，其特征在于，所述球窝接头(12)被连接在支承轴承(11)上，该支承轴承(11)支承所述螺杆(5)，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个被可驱动地连接到马达(3)的转子(19)上。
15.根据权利要求14所述的致动器，其特征在于，所述螺母(4)和螺杆(5)中的一个通过一个联接装置(25，27)与所述转子(19)相联接，所述联接装置(25，27)可围绕至少一横切所述线性位移的轴线转动。
16.根据权利要求15所述的致动器，其特征在于，所述联接装置(25，27)包括一个内部带齿部件(26)和一个外部带齿部件(24)，在内部带齿部件(26)和外部带齿部件(27)上分别具有相等数目的齿(25，27)。
17.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于，所述外部带齿部件(24)上的齿(25)在平行于所述线性位移的横截面上呈凸形弯曲。
18.根据权利要求16或17所述的致动器，其特征在于，所述外部带齿部件(24)上的齿(25)相对于所述球窝接头(13)对中。
19.根据权利要求14至18中任一所述的致动器，其特征在于所述螺杆(5)与所述支承轴承(11)的外座圈(10)一体成形。
20.根据权利要求19所述的致动器，其特征在于，所述支承轴承(11)的外座圈(10)的外径大于螺杆(5)的外径。
21.根据权利要求19或20所述的致动器，其特征在于，所述支承轴承(11)的外座圈(10)与内部带齿部件(26)一体成形。
22.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，所述螺杆(5)和内部带齿部件(26)位于所述支承轴承(11)的外座圈(10)的轴向相对端部。
23.根据权利要求19至22中任一所述的致动器，其特征在于所述马达(3)的转子(19)被可转动地支承在所述支承轴承(11)的外座圈(10)上。
24.根据权利要求23所述的致动器，其特征在于，所述转子(19)通过一个减速齿轮机构(22)与外部带齿部件(24)相联接。
25.根据权利要求24所述的致动器，其特征在于，所述支承轴承(11)被支承在一个支承轴(16)的一个端部上，该支承轴(16)的另一端部被连接在所述壳体(1)上，所述外部带齿部件(24)被可转动地支承在所述支承轴(16)上。
26.根据权利要求19或20所述的致动器，其特征在于，所述马达(3)的转子(19)直接与所述支承轴承(11)的外座圈(10)相配合。
27.根据权利要求26所述的致动器，其特征在于，所述转子(19)与内部带齿部件(26)一体成形，而所述支承轴承(11)的外座圈(10)与外部带齿部件(24)一体成形，所述带齿部件(24，26)相互啮合。
28.根据权利要求13至27中任一所述的致动器，其特征在于所述螺杆(5)和支承轴(16)均具有一个通孔，这两个通孔相互成一直线。
29.根据权利要求1至28中任一所述的致动器，其特征在于所述螺杆(5)包括一个镗孔，该镗孔中包含有一个润滑脂配给组件(53)。
30.根据前面任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述螺杆机构的组件、支承轴承、辅助轴承和减速齿轮机构中的至少一个包括一个通过冷车削而得到的表面。
31.根据前面任一权利要求所述的致动器，其特征在于，所述螺杆机构的组件、支承轴承、辅助轴承和减速齿轮机构中的至少一个包括一涂层，比如一个类金刚石碳涂层。
32.根据前面任一权利要求所述的致动器，其特征在于，设置有一个编码器，用于测定相对旋转。
33.一种用于盘式制动装置的卡钳式制动器，包括一个爪形件和一个根据前面任一权利要求所述的致动器，其中所述爪形件具有至少两个相对的制动垫，这两个制动垫围住一个用于容纳一个制动盘的间隙；所述致动器具有一个壳体，该壳体中装有一个螺杆机构和一个驱动装置，该驱动装置包括一个马达，所述螺杆机构包括一个螺母和一个螺杆，所述螺母和螺杆中的一个相对于壳体被可转动地支承，从而一旦螺母和螺杆相对转动，所述螺母和螺杆中的一个得以线性移动，所述壳体被连接到所述爪形件上，其特征在于，所述驱动装置的至少一个可转动组件，比如马达的转子，被可转动地支承在所述螺母或螺杆上，该螺母或螺杆相对于所述壳体被可转动地支承。
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