專利名稱：組合式致動器和包括該致動器的制動夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動器，其包括一殼體；一原動機；一致動件和一絲桿機構(gòu)，該致動件隨著該原動機的轉(zhuǎn)動可相對殼體作直線運動，該絲桿機構(gòu)包括一絲桿和一螺母，絲桿和螺母之一用一角軸承支撐成可相對該殼體轉(zhuǎn)動；以及一減速齒輪裝置。
這種致動器可見WO-A-9603301。所述公知致動器是一盤形制動器的一電動制動夾的一部分，包括一滾子絲桿機構(gòu)和一行星齒輪機構(gòu)。該絲桿機構(gòu)的一部分裝在一電動機中。所述絲桿機構(gòu)從電動機伸向制動片的一端上有一推力軸承和一行星齒輪機構(gòu)。
該行星齒輪系環(huán)繞該絲桿機構(gòu)。這一布置大大增加了行星齒輪系的徑向尺寸，從而所述系統(tǒng)的剛性減小，故障率提高。因此無法保持所需傳動剛性。此外，由于這一布置，該公知致動器十分復雜，從而制造十分麻煩。
該公知致動器的復雜的一體化結(jié)構(gòu)的另一個缺點與制造有關(guān)。通常，滾動軸承之類滾動機構(gòu)和絲桿機構(gòu)的制造背景與齒輪系統(tǒng)不同。由于在公知致動器中這些部件在相當程度上制成一體，因此如何正確選擇、組合所需不同制造工藝和如何正確控制這些制造工藝就成了問題。
因此本發(fā)明的目的是提供一種克服這些缺點的致動器。本發(fā)明的目的是采用把致動件和減速齒輪裝置分列在絲桿機構(gòu)的兩端。
在本發(fā)明致動器中，減速齒輪裝置的位置與絲桿機構(gòu)不同，這有若干好處。例如，這種布置不受空間限制。而且，減速齒輪裝置與致動件隔開，從而這些部件可有更大空間和自由。
按照本發(fā)明另一重要優(yōu)點，該致動器可做成，減速齒輪裝置裝在一減速齒輪模件中，絲桿機構(gòu)裝在一絲桿機構(gòu)模件中，所述減速齒輪模件與絲桿機構(gòu)模件經(jīng)一傳動模件互連。
由于構(gòu)成該致動器的傳動線的若干部件為組合式布置，因此整個系統(tǒng)的每一部件可應用所需制造工藝和過程。此外，這種組合式設計使得各部件可平行生產(chǎn)，從而便于進行流水線作業(yè)，成本降低。
此外，這些部件制成后可預先組裝成一子單元。例如，減速齒輪模件可與絲桿機構(gòu)模件連成一體，或者，絲桿機構(gòu)模件與傳動模件連成一體。
若干模件可布置成至少兩個模件的軸線位于同一直線上或至少兩個模件的軸線互相偏離或偏心。
按照一優(yōu)選實施例，傳動模件位于減速齒輪模件與絲桿機構(gòu)模件之間。
一具有一電驅(qū)動模件的傳動系統(tǒng)可有一與該電動機和減速齒輪模件連接的第一傳動軸和互連減速齒輪模件與絲桿機構(gòu)模件的第二傳動軸，其中，第一與第二傳動軸同軸線，并用至少一個滾動軸承互相支撐。
最好是，第一和第二傳動軸互相容納在內(nèi)，電動機的轉(zhuǎn)子與外部傳動軸嚙合。
為了更好承受致動件上的負載，絲桿機構(gòu)模件可包括一角接觸軸承。
所述軸承可用各種方法支撐在殼體中。按照第一種可能性，該角接觸軸承的外圈抵靠內(nèi)部法蘭的不與制動片面對的徑向表面，所述外圈與法蘭用一旋緊的螺栓互相緊抵。
按照第二種可能性，該角接觸軸承的外圈抵靠內(nèi)部法蘭的與制動片面對的徑向表面。在該實施例中，外圈在致動力的作用下緊抵所述法蘭，因此在這種結(jié)構(gòu)中，螺栓上的負載無需很大。
減速齒輪模件可包括一行星齒輪系的至少一部分，該行星齒輪系有一靜止外圈，該圈的內(nèi)表面上有齒輪齒。特別是，該減速齒輪模件可包括與該外圈嚙合并裝在一載體上的行星齒輪，該載體與一轉(zhuǎn)動軸連接，該轉(zhuǎn)動軸與絲桿機構(gòu)嚙合，該行星齒輪系的太陽輪可裝在傳動模件的一傳動軸上。
也可以是螺母用一固定件與角接觸軸承的靜止圈連接，從而螺母可在軸向上滑動但無法轉(zhuǎn)動，而絲桿用滾子和一軸承支撐成可轉(zhuǎn)動但無法滑動。
此外，可用一傳感器檢測絲桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)動和/或平動。此外，可提供控制裝置，所述控制裝置有一比方說來自一制動片的控制信號的輸入，該控制裝置與該傳感器連接，從而按照該控制信號和來自傳感器的信號控制電動機。該傳感器特別適合于獲得力的反饋、磨損補償和/或維修指示。
本發(fā)明致動器可有各種用處。該致動器特別可用作一電動制動盤的制動夾，所述制動夾包括如上所述致動器和具有兩相對制動片的一卡爪件，所述致動器包括一絲桿和一螺母，絲桿和螺母之一用一角軸承支撐成可相對該殼體轉(zhuǎn)動；以及一減速齒輪裝置。
下面結(jié)合裝有本發(fā)明致動器的制動夾的若干實施例進一步說明本發(fā)明。


圖1示出裝有致動器的一制動夾的第一實施例。
圖2為圖1制動夾的分解圖。
圖3為制動夾的第二實施例。
圖4為圖3制動夾的分解圖。
圖5為制動夾的第三實施例。
圖6為制動夾的第四實施例。
圖7為一致動機構(gòu)的第五實施例。
圖1和2所示制動夾包括一卡爪件1、一絲桿機構(gòu)模件2、一傳動模件3、一減速齒輪模件4和一電動機5。卡爪件1包括其上裝有一制動片7的外部法蘭6和一內(nèi)部法蘭8。此外還有另一制動片9以及制動片7與9之間的制動盤10。
模件2、3和4或其子組件可預先裝配成一密封、受潤滑的致動單元，該單元可用螺栓裝在該制動夾中。
制動片9與一致動頭11連接，該致動頭用致動桿12與絲桿機構(gòu)模件2連接。該絲桿機構(gòu)模件2包括與軸承14內(nèi)圈連成一體的一可轉(zhuǎn)動螺母13。該軸承14還包括一對開的外圈15以及一系列滾珠16。致動桿12用橡膠波紋管的一密封蓋固定在絲桿17中。
該絲桿機構(gòu)還包括一可在軸向上滑動但無法轉(zhuǎn)動的絲桿17，在圖1中，絲桿17中有一空心空間18，該空間中有一固定圓盤19，該圓盤有一非圓形孔，一具有相同非圓形橫截面的固定銷20穿過該孔。盤19從而絲桿17可在軸向上相對桿20滑動，但無法轉(zhuǎn)動。銷20插入在減速齒輪模件4的一固定中心軸21的孔22中。
在圖2的變型中，絲桿17包括一孔23，孔的圓周面23上有鍵槽，這些鍵槽與固定在減速齒輪模件4中的一軸24上的鍵槽25配合。
傳動模件3包括電動機的轉(zhuǎn)子26，電動機的定子27裝在電動機5中。此外，傳動模件3包括與轉(zhuǎn)子26連接的第一傳動軸或外部傳動軸28和用滾珠軸承30支撐成可相對轉(zhuǎn)動的第二傳動軸或內(nèi)部傳動軸29。第一傳動軸28上有一與減速齒輪模件4的行星齒輪32嚙合的太陽齒輪31。各行星齒輪轉(zhuǎn)而與一定子圈33嚙合，該定子圈的內(nèi)表面上有齒。各行星齒輪32可轉(zhuǎn)動地裝在軸24上，該軸又用軸承34可轉(zhuǎn)動地支撐在減速齒輪模件4中。
電動機5的轉(zhuǎn)子26轉(zhuǎn)動時，太陽輪31從而行星齒輪32轉(zhuǎn)動。因此，傳動軸24以減小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，造成第二或內(nèi)部傳動軸29從而螺母13轉(zhuǎn)動。螺母13的轉(zhuǎn)動使得絲桿17作軸向移動，從而把制動片7和9壓緊到制動盤10上。
如所公知，絲桿17和螺母13用滾筒35互相配合。
軸承14的外圈15抵靠法蘭8的徑向表面36，該徑向表面36不與制動片7、9面對。此外，軸承14的外圈15抵靠驅(qū)動系統(tǒng)5的一相反表面37。螺栓38旋緊在驅(qū)動系統(tǒng)5的螺紋孔39中，把表面36和37互相拉近，從而牢牢夾緊軸承14的對開外圈15。從而造成軸承14的四點接觸角負載型式。
用波紋蓋40防止臟物等進入絲桿機構(gòu)2、傳動模件3、驅(qū)動系統(tǒng)5和減速齒輪模件4的內(nèi)部空間。
圖3和4實施例與圖1和2實施例大體相同。但是，在該實施例中，軸承14的外圈15抵靠與制動片7、9面對的支撐面41。當驅(qū)動絲桿機構(gòu)2時，軸承14的外圈15緊抵支撐面41。因此，在該實施例中，螺栓無需上得很緊就可抵抗由制動片7、9作用在制動盤10上的制動力。
圖4清楚示出該制動夾的組合式布置。
圖5實施例也與圖1-3實施例大體相同。第一或外部傳動軸28與第二或內(nèi)部傳動軸29只用一個軸承42支撐成可相對轉(zhuǎn)動。此外，用一傳感器43測量軸24的角速度。
另一個差別是太陽輪44為一緊固到第一傳動軸28上的獨立部件。第二傳動軸29上也有一獨立部件45，該部件中有一空心空間，該空心空間有與軸24上對應鍵槽配合的鍵槽。
圖6實施例與圖1-4實施例在某些方面相對應，在該實施例中，螺母46可在軸向上滑動但無法轉(zhuǎn)動。絲桿47可轉(zhuǎn)動，但無法在軸向上移動。螺母46與絲桿47用滾筒48互相配合。
用一軸承49和滾筒48把絲桿47支撐成可轉(zhuǎn)動。在其與制動片7、9相面對的一端上，螺母46有一插入絲桿47的空心中的一致動件50。致動桿12伸展在致動件50的底面與致動板11之間。
轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)動經(jīng)減速齒輪模件傳到絲桿47上。由制動片7、9在制動盤10上的夾緊作用造成的作用在絲桿47上的軸向力通過與絲桿47的所述軸承14的內(nèi)圈13連接的套筒53被軸承14吸收。
與軸承14的不動內(nèi)圈13連接的固定件50使得螺母46無法轉(zhuǎn)動。但是所述固定件50容許螺母46作軸向移動。這些功能可用固定件50與螺母46的非圓形(未示出)的配合來實現(xiàn)。
在圖7實施例中，使用兩個絲桿機構(gòu)模件2，它們與一個共同的中心傳動模件3連接，該傳動模件3又通過一減速齒輪模件4與原動機5連接。這兩個絲桿機構(gòu)模件2可與圖1和3所示絲桿機構(gòu)模件相同；該傳動模件3可與圖2所示傳動模件相同。
但是，在圖7實施例中，外部傳動軸29上有外齒55。此外，兩絲桿機構(gòu)模件2的軸承14的內(nèi)圈13也都有與傳動模件3的傳動軸29的齒55嚙合的外齒56。
如結(jié)合圖1和2實施例所述，傳動模件3的外部傳動軸29轉(zhuǎn)動時，軸承14的內(nèi)圈13也轉(zhuǎn)動，從而一起移動致動桿12。
在圖7實施例中，傳動模件3與絲桿機構(gòu)模件2的軸線在橫向上互相偏離，但位于同一平面中。這些軸線之一也可在其他兩軸線的共同平面之外。此外，也可使用兩個以上、例如三個絲桿機構(gòu)模件與同一傳動模件3連接。
權(quán)利要求
1.致動器，包括一殼體；一原動機；一致動件(11、12)和一絲桿機構(gòu)(2)，該絲桿機構(gòu)響應該原動機(5)的轉(zhuǎn)動從而使該致動件相對該殼體作直線運動，該絲桿機構(gòu)包括一絲桿(17、47)和一螺母(13、46)，絲桿和螺母之一用一角接觸軸承(14)支撐成可相對該殼體轉(zhuǎn)動；以及一減速齒輪裝置，其特征在于，該致動件和減速齒輪裝置(4)位于該絲桿機構(gòu)(2)的兩相對端。
2.按權(quán)利要求1所述的致動器，其特征在于，該減速齒輪裝置裝在一減速齒輪模件(4)中，該絲桿機構(gòu)裝在一絲桿機構(gòu)模件(2)中，所述減速齒輪模件(4)與絲桿機構(gòu)模件(2)經(jīng)一傳動模件(3)互連。
3.按權(quán)利要求2所述的致動器，其特征在于，該減速齒輪模件(4)與該絲桿機構(gòu)模件(2)連成一體。
4.按權(quán)利要求2所述的致動器，其特征在于，該絲桿機構(gòu)模件(2)與該傳動模件(3)連成一體。
5.按權(quán)利要求2-4中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，至少兩個模件(2-4)在軸向上對齊。
6.按權(quán)利要求2-5中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，至少兩個模件(2-4)在橫向上互相偏離或偏心。
7.按權(quán)利要求6所述的致動器，其特征在于，傳動模件(3)與兩個在橫向上偏離的絲桿機構(gòu)模件(2)嚙合。
8.按權(quán)利要求2-7中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，傳動模件(3)位于減速齒輪模件(4)與該絲桿機構(gòu)模件之間。
9.按權(quán)利要求2-8中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，傳動模件(3)包括一與原動機(5)和減速齒輪模件(4)嚙合的第一傳動軸(28)以及與減速齒輪模件(4)和絲桿機構(gòu)模件(2)互連的第二傳動軸(29)。
10.按權(quán)利要求9所述的致動器，其特征在于，第一傳動軸(28)與第二傳動軸(29)同軸線，并且它們通過至少一個滾動元件軸承(130)互相支撐。
11.按權(quán)利要求10所述的致動器，其特征在于，第一傳動軸(28)與第二傳動軸(29)被互相容納在內(nèi)，電動機(5)的轉(zhuǎn)子(26)與該外部傳動軸(28)嚙合。
12.按權(quán)利要求2-11中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，絲桿機構(gòu)模件(2)包括該角接觸軸承(14)，其外圈(15)抵靠制動夾殼體(1)的內(nèi)部法蘭(8)。
13.按權(quán)利要求12所述的致動器，其特征在于，角接觸軸承(14)的外圈(15)抵靠內(nèi)部法蘭(8)的與制動片(7、9)不面對的徑向表面(36)，所述外圈(15)與法蘭(8)用旋緊的螺栓(38)互相抵靠。
14.按權(quán)利要求12所述的致動器，其特征在于，角接觸軸承(14)的外圈(15)抵靠內(nèi)部法蘭(8)的與制動片(7、9)面對的徑向表面(41)。
15.按權(quán)利要求2-14中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，該絲桿機構(gòu)的螺母(13)用該角接觸軸承(14)支撐成能轉(zhuǎn)動，而該絲桿(17)保持無法轉(zhuǎn)動。
16.按權(quán)利要求15所述的致動器，其特征在于，該絲桿(17)用一橡膠波紋管(40)與該角接觸軸承(14)的靜止圈(15)連接。
17.按權(quán)利要求16所述的致動器，其特征在于，該橡膠波紋管(40)和該絲桿(17)封閉有一含有潤滑劑的空間。
18.按權(quán)利要求16或17所述的致動器，其特征在于，該減速齒輪模件(4)包括一插入絲桿機構(gòu)模件(2)的絲桿(17)的一孔中的非可轉(zhuǎn)動桿或軸(24)，所述絲桿(17)與桿(24)連接成可相對滑動但無法轉(zhuǎn)動。
19.按權(quán)利要求16、17或18所述的致動器，其特征在于，所述桿(24)的中心有一潤滑該絲桿機構(gòu)的穿透通道。
20.按權(quán)利要求2-14中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，螺母(46)用一固定件(50)與角接觸軸承(14)的靜止圈(14)配合，從而螺母(46)可在軸向上滑動但無法轉(zhuǎn)動，絲桿(47)用滾筒(48)和一軸承(49)支撐成可轉(zhuǎn)動但無法滑動。
21.按權(quán)利要求20所述的致動器，其特征在于，螺母(46)在其與制動片(7、9)面對的一端上裝有用螺母(46)套住并且插入絲桿(47)的一空心空間(52)中的支撐件(51)，所述支撐件(51)支撐致動桿(12)。
22.按權(quán)利要求20或21所述的致動器，其特征在于，絲桿(47)經(jīng)一套筒(53)由軸承(14)支撐成可轉(zhuǎn)動地承受軸向負載，該套筒套住螺母(48)，其一端與軸承內(nèi)圈(13)連接，另一端與絲桿(47)連接。
23.按權(quán)利要求2-22中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，減速齒輪模件(4)包括一行星齒輪系的至少一部分，該行星齒輪系有一靜止外圈(33)，該外圈的內(nèi)表面上有齒輪齒。
24.按權(quán)利要求23所述的致動器，其特征在于，減速齒輪模件(4)包括與外圈(33)嚙合且裝在一與一軸(24)連接的載體上的行星齒輪(32)，該軸(24)與絲桿機構(gòu)(2)連接。
25.按權(quán)利要求24所述的致動器，其特征在于，該行星齒輪系的太陽輪(31)裝在傳動模件(3)的一傳動軸(28)上。
26.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，該角接觸軸承(14)為一四點角接觸滾珠軸承或一錐形滾柱軸承。
27.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，使用一與一電動機成閉合回路的傳感器(43)檢測絲桿機構(gòu)(2)的轉(zhuǎn)動和/或平動。
28.按權(quán)利要求27所述的致動器，其特征在于，設置有控制裝置，所述控制裝置有一比方說來自制動片的控制信號輸入，它與該傳感器連接，從而按照該控制信號和來自該傳感器的信號控制該電動機。
29.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，絲桿機構(gòu)(2)為一抗摩擦絲桿機構(gòu)，例如一滾筒絲桿機構(gòu)、一滾珠絲桿或一差動絲桿等。
30.按權(quán)利要求29所述的致動器，其特征在于，絲桿機構(gòu)(2)的滾筒(35)或滾珠表面涂有金剛石之類碳涂層，以便在干燥運行條件下確保絲桿正常工作。
31.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，該原動機為一電動機(5)。
32.按權(quán)利要求1-30中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，該原動機為一液壓原動機。
33.按權(quán)利要求1-30中任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，該原動機為一氣動原動機。
34.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，至少一個部件用硬車削制作工藝制成。
35.按上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，減速齒輪模件(4)、絲桿機構(gòu)模件(2)和傳動模件(3)預先組裝成一可裝到一制動夾上的整件。
36.致動器，包括一殼體；一原動機；一致動件(11、12)和一絲桿機構(gòu)(2)，該絲桿機構(gòu)響應該原動機(5)的轉(zhuǎn)動，從而使得致動件相對殼體作直線運動，該絲桿機構(gòu)包括一絲桿(17、47)和一螺母(13、46)，絲桿和螺母之一用一角接觸軸承(14)支撐成可相對殼體轉(zhuǎn)動；以及一減速齒輪裝置，其特征在于，該減速齒輪裝置裝在一減速齒輪模件(4)中，該絲桿機構(gòu)裝在一絲桿機構(gòu)模件(2)中。
37.按權(quán)利要求36所述的致動器，其特征在于，所述減速齒輪模件(4)與絲桿機構(gòu)模件(2)經(jīng)一傳動模件(3)互連。
38.用于按權(quán)利要求2-33中任一權(quán)利要求所述的致動器的一級或多級減速齒輪模件。
39.用于按權(quán)利要求2-37中任一權(quán)利要求所述的致動器的抗摩擦絲桿機構(gòu)。
40.用于按權(quán)利要求2-37中任一權(quán)利要求所述的致動器的傳動模件。
41.用于一電動制動盤的制動夾，所述制動夾包括按上述任一權(quán)利要求所述的一致動器和其上有兩相對制動片的一卡爪件，所述致動器包括一絲桿和一螺母，絲桿和螺母之一用一角接觸軸承支撐成可相對該殼體轉(zhuǎn)動；以及一減速齒輪裝置。
全文摘要
一種致動器,包括:一殼體;一原動機(5);一致動件(11、12)和一絲桿機構(gòu)(2),該絲桿機構(gòu)響應該原動機(5)的轉(zhuǎn)動,使得致動件(11、12)相對該殼體作直線運動,該絲桿機構(gòu)(2)包括一絲桿(17、47)和一螺母(13、46),它們之一用一角接觸軸承支撐成可相對該殼體轉(zhuǎn)動;以及一減速齒輪裝置(4)。該致動件(11、12)和減速齒輪裝置(4)位于該絲桿機構(gòu)(2)的兩端。
文檔編號F16D65/18GK1276098SQ98810227
公開日2000年12月6日 申請日期1998年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者亞歷山大·揚·卡雷爾·德弗里斯, 阿明·赫伯特·埃米爾·奧古斯特·奧爾斯赫夫斯基, 亨德里克斯·揚·卡帕恩, 克萊爾·德魯埃特, 托馬斯·威廉·富克斯, 約翰內(nèi)斯·阿爾貝圖斯·范溫登, 安德里斯·克里斯蒂安·里恩馬, 雅各布斯·茲瓦爾特斯 申請人:Skf工程研究中心公司