專利名稱：具有鎖緊機(jī)構(gòu)的螺旋致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋致動器，其包括一外殼，一個有螺母和螺桿的螺旋機(jī)構(gòu)，螺母和螺桿其中之一相對外殼可旋轉(zhuǎn)的支承，該螺旋致動器還包括一個驅(qū)動地連接到螺旋機(jī)構(gòu)上的馬達(dá)，一包括棘爪部件和旋轉(zhuǎn)部件的機(jī)械鎖緊裝置，該旋轉(zhuǎn)部件連接到馬達(dá)和/或螺旋機(jī)構(gòu)的一個旋轉(zhuǎn)元件上，該螺旋致動器還包括一使棘爪部件在閉鎖位置和空檔間移動的控制裝置。
背景技術(shù)：
WO-A-00/42333公開了一種螺旋致動器，這種螺旋致動器有多種用途，例如，致動車輛的剎車裝置、離合器等等。在有些情形下，希望螺旋致動器固定在一特定的位置以維持被致動工作部件處于理想的狀態(tài)。例如，維持車輛剎車裝置處于長時間停車制動狀態(tài)。
通常，不希望螺旋致動器的馬達(dá)處于持續(xù)不斷的供能狀態(tài)(帶電)來保持理想狀態(tài)。例如，在電動供能馬達(dá)情形下，電池終將耗盡。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種螺旋致動器，能以一種有效的方式實(shí)現(xiàn)持續(xù)定位的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本目的是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)置一減速齒輪機(jī)構(gòu)，其中一個齒輪帶有與棘爪部件嚙合的齒。
根據(jù)本發(fā)明，螺旋致動器的棘爪裝置能將螺旋機(jī)構(gòu)固定在特定的位置。因此，不需要保持馬達(dá)處于供能狀態(tài)，這意味這能節(jié)約能源。
機(jī)械鎖緊裝置能通過幾種方法實(shí)現(xiàn)，例如，采用摩擦元件。優(yōu)選地，可旋轉(zhuǎn)部件包括在閉鎖位置與棘爪部件嚙合的齒。所述齒可以徑向或軸向取向。
可以設(shè)置一傳感器，借助旋轉(zhuǎn)部件的齒來探測旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)第一實(shí)施例，鎖緊裝置能被一電磁鐵驅(qū)動，電磁鐵在一彈簧的作用下卡緊在鎖定位置。當(dāng)電磁鐵被激勵時，它維持鎖緊裝置位于空檔。
根據(jù)第二實(shí)施例，鎖緊裝置包括一可旋轉(zhuǎn)的軸向固定的驅(qū)動部件，該部件通過滾珠元件與棘爪部件嚙合，滾珠元件與驅(qū)動部件和棘爪部件相對面上的座圈接觸，驅(qū)動部件和棘爪部件至少一個上的座圈形成在圓周方向上連續(xù)傾斜的坡道，從而當(dāng)驅(qū)動部件來回旋轉(zhuǎn)時，棘爪部件也往復(fù)移動。
棘爪部件和驅(qū)動部件在由端點(diǎn)止動件限定的有限弧度內(nèi)彼此相對地自由旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)棘爪部件離開驅(qū)動部件處于閉鎖位置，即旋轉(zhuǎn)地固定于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)元件時，棘爪部件與驅(qū)動部件一起旋轉(zhuǎn)。此時螺桿也旋轉(zhuǎn)。
驅(qū)動部件連接到一手閘機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，手閘機(jī)構(gòu)包括纜索，該纜索纏繞在驅(qū)動部件或相連軸上。
鑒于棘爪部件可旋轉(zhuǎn)地支承在與螺旋機(jī)構(gòu)相連的軸上的事實(shí)，棘爪部件的上述運(yùn)動成為可能，同時，一旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)提供了臨界扭矩值下棘爪部件和軸之間的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，且允許兩者在高于上述臨界扭矩時相對旋轉(zhuǎn)。
在這點(diǎn)上，旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)包括軸上的一扁平平臺，以及容納在棘爪部件徑向孔徑內(nèi)的一預(yù)加負(fù)荷部件，所述預(yù)加負(fù)荷部件被彈性擠靠并與扁平平臺(59)接觸。
本發(fā)明也涉及一種制動卡鉗，該卡鉗包括一外殼和兩塊相對的制動塊，一具有螺桿和螺母的螺旋機(jī)構(gòu)，螺桿和螺母其中之一相對外殼可旋轉(zhuǎn)的支承，該卡鉗還包括一個驅(qū)動地連接到螺旋機(jī)構(gòu)上的馬達(dá)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種包括棘爪部件和旋轉(zhuǎn)部件的機(jī)械鎖緊裝置，該旋轉(zhuǎn)部件連接到馬達(dá)和/或螺旋機(jī)構(gòu)的一可旋轉(zhuǎn)元件，該鎖緊裝置還包括以及一使棘爪部件在閉鎖位置和空檔間移動的控制機(jī)構(gòu)。


參照附圖中顯示的實(shí)施例，現(xiàn)對本發(fā)明進(jìn)一步描述。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的制動卡鉗的第一實(shí)施例的橫截面圖。
圖2-4示出了制動卡鉗的第二個實(shí)施例的部分剖開視圖。
圖5-7示出了圖2-4所示的實(shí)施例的控制相位的詳圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的制動卡鉗包括具有一螺母5的螺旋致動器，螺母通過滾珠28可旋轉(zhuǎn)地支承螺桿6。螺母5和螺桿6具有相宜形狀的螺旋狀槽31。
電動馬達(dá)7有一連接到外殼1的定子8，以及一支承在可旋轉(zhuǎn)套筒17上的轉(zhuǎn)子9?？尚D(zhuǎn)套筒17可旋轉(zhuǎn)地安裝在一內(nèi)靜止套筒13上。內(nèi)套筒13包括容納軸承19的座圈18。可替代的方法是套筒當(dāng)然也可以支承獨(dú)立軸承的內(nèi)環(huán)。
內(nèi)套筒13有一向外延伸的凸緣14，被夾持在外殼1的徑向向內(nèi)延伸的支承柱11和徑向向外延伸的螺母凸緣15之間。
徑向向外延伸的螺母凸緣15和套筒13的凸緣14都容納在外殼1的圓柱形孔10內(nèi)。支承柱11相對圓柱形孔10的壁徑向向內(nèi)延伸。
圓柱形活塞22被夾持在圓柱形孔10內(nèi)且不能旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)容納一致動頭29。致動頭29與螺旋致動器4的螺桿6接合，且通過一旋轉(zhuǎn)支承23連接到圓柱形活塞22。
啟動馬達(dá)7，轉(zhuǎn)子9通過軸26驅(qū)動螺旋致動器4上的螺桿6。所述軸26連接在齒輪減速機(jī)構(gòu)20的一側(cè)，該齒輪減速機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)子9通過旋轉(zhuǎn)套筒17和其上向內(nèi)延伸的凸緣24驅(qū)動。在另一側(cè)，中心驅(qū)動軸26延伸入螺桿6的圓柱形孔27內(nèi)。軸26通過鍵/槽聯(lián)軸節(jié)60不可轉(zhuǎn)動地連接到螺桿6。
結(jié)果是，螺桿6旋轉(zhuǎn)并向外移動，使制動塊3靠近制動塊2，以將制動力施加在一制動盤(未示出)上。
由于施加在螺母5上的擠壓力，靜止支承套筒13被牢固地夾靠在外殼1的支承柱11上。
由于軸線不對準(zhǔn)可能損壞螺旋致動器的座圈和滾珠，因此為了調(diào)節(jié)不對準(zhǔn)，套筒13的凸緣14以及螺母凸緣15最好沿一假想球的表面彎曲，以使螺旋致動器4、轉(zhuǎn)子9和齒輪減速機(jī)構(gòu)20之間能有一定的適應(yīng)度。
為了獲得長時間停車制動的功能，齒輪減速機(jī)構(gòu)20的一齒輪42設(shè)置有齒45，該齒能與一不可旋轉(zhuǎn)的鎖緊部件41嚙合，特別是與鎖緊部件上的齒54嚙合。當(dāng)不執(zhí)行停車制動時，可平行于軸26軸向移動的鎖緊部件41被一通電的固定電磁鐵44移動到待用位置。
一旦開始停車制動動作，電磁鐵44斷電，使鎖緊部件41在壓縮彈簧48的作用下與齒輪42的齒45嚙合。通過鎖住齒輪42的旋轉(zhuǎn)，螺旋致動器也被鎖住，從而維持停車制動動作。
圖2-4示出了與圖1所示的制動卡鉗在很大程度上相當(dāng)?shù)闹苿涌ㄣQ。然而，將螺旋致動器鎖在制動狀態(tài)的控制裝置以不同的方式執(zhí)行。它不是通過電磁鐵致動，而是以一種純機(jī)械方式致動。
該鎖緊裝置包括一設(shè)置在軸26上的軸向固定的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件55。該驅(qū)動部件55通過滾珠元件56與棘爪部件41嚙合。這些滾珠元件56容納在驅(qū)動元件55的座圈58中并具有恒定的深度，棘爪部件41的座圈57中也有滾珠元件，其具有坡道形狀，也就是說有一連續(xù)增加的深度。
驅(qū)動部件55連接到滑輪纜索52，滑輪纜索纏繞在驅(qū)動部件55上。當(dāng)牽引滑輪纜索52時，驅(qū)動部件55旋轉(zhuǎn)，通過座圈57、58和滾動元件56的作用，棘爪部件41相對所述驅(qū)動部件55在軸向方向上的距離增加。棘爪部件41包括齒54，通過這種方式來實(shí)現(xiàn)齒54與齒輪42的齒45嚙合。
通過旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，棘爪部件41起初被夾持住不能相對于軸26旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)包括位于軸26上的一扁平平臺59，以及通過螺旋彈簧62彈性擠壓與扁平平臺59接觸的預(yù)加負(fù)荷滾珠50。滾珠50和螺旋彈簧62都容納在棘爪部件41的孔61內(nèi)。
通過這種旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，棘爪部件41起初被夾持住不能相對于軸26旋轉(zhuǎn)。而且，當(dāng)驅(qū)動部件55旋轉(zhuǎn)時可使棘爪部件41向齒輪42移動。在驅(qū)動部件55已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了一定距離后，相對棘爪部件41的自由旋轉(zhuǎn)被一端點(diǎn)止動件阻止(參見圖5-圖7)。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，棘爪部件41與驅(qū)動部件55一起旋轉(zhuǎn)，從而螺旋機(jī)構(gòu)4的螺桿6旋轉(zhuǎn)，因此能獲得一種手閘動作。
在圖5-圖7中，示出了通過驅(qū)動部件55和棘爪部41獲得手閘動作的一些步驟。驅(qū)動部件55包括一伸入棘爪部41的槽65中的銷釘63。圖5示出了上述鎖緊裝置的鎖定位置，其沒有使用手閘動作。
圖6示出了驅(qū)動部件55相對于棘爪部件41的初始旋轉(zhuǎn)，棘爪部件41通過旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)旋轉(zhuǎn)地環(huán)形固定在軸26上(參見圖2-圖4)。因此如上面描述的那樣，棘爪部件41被從驅(qū)動部件55上推開。結(jié)果棘爪部件41上的齒54與齒輪42的齒45接觸。
驅(qū)動部件55的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)使得棘爪部件41也旋轉(zhuǎn)，注意到銷釘緊靠槽65尾端(端點(diǎn)止動件)的事實(shí)，棘爪部件41與驅(qū)動部件55的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)，因此實(shí)現(xiàn)了齒54的旋轉(zhuǎn)以及齒45和齒輪42的旋轉(zhuǎn)。
因此，螺旋機(jī)構(gòu)的螺桿6也旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)制動動作。
權(quán)利要求
1.一種螺旋致動器，包括一個外殼(1)，一個具有螺母(5)和螺桿(6)的螺旋機(jī)構(gòu)(4)，螺母和螺桿之一相對外殼(1)可旋轉(zhuǎn)的支承，該螺旋致動器還包括一個驅(qū)動地連接到螺旋機(jī)構(gòu)(4)上的馬達(dá)(7)，一包括棘爪部件(41)和旋轉(zhuǎn)部件(42)的機(jī)械鎖緊裝置，該旋轉(zhuǎn)部件連接到馬達(dá)(7)和/或螺旋機(jī)構(gòu)(4)的一個旋轉(zhuǎn)元件，該螺旋致動器還包括一將棘爪部件(41)在閉鎖位置和空檔間移動的控制裝置，其特征在于設(shè)置有一齒輪減速機(jī)構(gòu)(20)，其中一個齒輪(42)帶有與棘爪部件(41)嚙合的齒(45)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的螺旋致動器，其特征在于旋轉(zhuǎn)部件(42)包括齒(45)，該齒在閉鎖位置時與棘爪部件(41)嚙合。
3.一種如權(quán)利要求2所述的螺旋致動器，其特征在于齒(45)徑向取向。
4.一種如權(quán)利要求2所述的螺旋致動器，其特征在于齒(45)軸向取向。
5.一種如前述權(quán)利要求中的任一項所述的螺旋致動器，其特征在于設(shè)置一傳感器，該傳感器通過旋轉(zhuǎn)元件的齒來探測元件的旋轉(zhuǎn)。
6.一種如前述權(quán)利要求中的任一項所述的螺旋致動器，其特征在于通過控制裝置，棘爪部件(41)可移向和移離旋轉(zhuǎn)部件(42)。
7.一種如前述權(quán)利要求中的任一項所述的螺旋致動器，其特征在于控制裝置包括一電磁鐵(44)。
8.一種如權(quán)利要求7所述的螺旋致動器，其特征在于該控制裝置包括一軸向固定的可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件(55)，該部件通過滾珠元件(56)與棘爪部件(41)嚙合，滾珠元件與驅(qū)動部件(55)和棘爪部件(41)相對表面上的座圈(57，58)接觸，驅(qū)動部件和棘爪部件(41)至少一個上的座圈(57)形成在圓周方向上連續(xù)傾斜的坡道，從而當(dāng)驅(qū)動部件(55)來回旋轉(zhuǎn)時，棘爪部件(41)也在軸向往復(fù)移動。
9.一種如權(quán)利要求8所述的螺旋致動器，其特征在于棘爪部件(41)和驅(qū)動部件(55)在由端點(diǎn)止動件(63，65)限定的有限弧度內(nèi)彼此相對地自由旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)棘爪部件(41)離開驅(qū)動部件(55)處于閉鎖位置，即旋轉(zhuǎn)地固定于馬達(dá)(7)的旋轉(zhuǎn)元件時，棘爪部件(41)與驅(qū)動部件(55)一起旋轉(zhuǎn)。
10.一種如權(quán)利要求9所述的螺旋致動器，其特征在于驅(qū)動部件(55)連接到一手閘機(jī)構(gòu)。
11.一種如權(quán)利要求10所述的螺旋致動器，其特征在于手閘機(jī)構(gòu)包括纜索(52)，該纜索纏繞在驅(qū)動部件(55)或纏繞在相連軸上。
12.一種如權(quán)利要求7-11中的任一項所述的螺旋致動器，其特征在于棘爪部件(41)旋轉(zhuǎn)地支承在與螺旋機(jī)構(gòu)相連的軸(26)上，一旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)提供了臨界扭矩值下棘爪部件(41)和軸(26)之間的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，且允許兩者在高于上述臨界扭矩時相對旋轉(zhuǎn)。
13.一種如權(quán)利要求12所述的螺旋致動器，其特征在于旋轉(zhuǎn)聯(lián)接節(jié)包括軸(26)上的一扁平平臺(59)，以及容納在棘爪部件(41)徑向孔(61)內(nèi)的一預(yù)加負(fù)荷部件(50)，所述預(yù)加負(fù)荷部件(50)被彈性擠壓并與扁平平臺(59)接觸。
14.一種制動卡鉗，包括具有兩塊相對制動塊的棘爪零件和如前述任一權(quán)利要求所述的螺旋致動器，所述的螺旋致動器包括與棘爪零件連接的外殼(1)，具有螺桿(6)和螺母(5)的螺旋機(jī)構(gòu)(4)，螺桿和螺母其中之一相對外殼(1)可旋轉(zhuǎn)的支承，該螺旋致動器還包括一個驅(qū)動地連接到螺旋機(jī)構(gòu)上的馬達(dá)(7)，其特征在于設(shè)置有一種包括棘爪部件(41)和旋轉(zhuǎn)部件(42)的機(jī)械鎖緊裝置，該旋轉(zhuǎn)部件連接到馬達(dá)(7)和/或螺旋機(jī)構(gòu)(4)的一可旋轉(zhuǎn)元件，該螺旋致動器還包括一使棘爪部件(41)在閉鎖位置和空檔間移動的控制裝置。
15.一種如權(quán)利要求14所述的制動卡鉗，其特征在于設(shè)有一齒輪減速機(jī)構(gòu)(20)，其中一個齒輪(42)帶有與棘爪部件(41)嚙合的齒(45)。
全文摘要
一種螺旋致動器，特別適用于一種制動卡鉗，包括一個外殼(1)，一個具有螺桿(6)和螺母(5)的螺旋機(jī)構(gòu)(4)，螺母和螺桿之一相對外殼(1)可旋轉(zhuǎn)的支承，該螺旋致動器還包括一個驅(qū)動地連接到螺旋機(jī)構(gòu)(4)上的馬達(dá)(7)，一包括棘爪部件(41)的機(jī)械鎖緊裝置，一包括棘爪部件(41)和旋轉(zhuǎn)部件(42)的機(jī)械鎖緊裝置，該旋轉(zhuǎn)部件連接到馬達(dá)(7)和/或螺旋機(jī)構(gòu)(4)的一可旋轉(zhuǎn)元件，該螺旋致動器還包括一將棘爪部件(41)在閉鎖位置和空檔間移動的機(jī)械或機(jī)電控制機(jī)構(gòu)。設(shè)置有一種齒輪減速機(jī)構(gòu)(2)，其中一個齒輪(42)帶有與棘爪部件(41)嚙合的齒(45)。
文檔編號F16D65/18GK1748097SQ02824896
公開日2006年3月15日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者N·科拉爾德, C·韋塞爾斯, H·卡帕安, K·茲瓦茨, B·范羅伊文 申請人:Skf工業(yè)股份公司