專(zhuān)利名稱(chēng)：行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其將絲杠螺母與螺紋絲杠之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成絲杠螺母與螺紋絲杠之間的平移式相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
由DE102009040606A1公知了一種行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)有多個(gè)分散地布置在圓周上的行星件，所述行星件與螺紋絲杠以及絲杠螺母滾動(dòng)嚙合，其中，螺紋絲杠具有至少一個(gè)螺紋槽的多個(gè)螺旋狀地繞絲杠軸線纏繞的螺線。絲杠螺母在其內(nèi)圓周上設(shè)有螺母?jìng)?cè)的型面，其中，行星件的行星件側(cè)的型面與螺母?jìng)?cè)的型面滾動(dòng)嚙合。行星件設(shè)有環(huán)形閉合的槽，所述槽橫向于行星件軸線地布置。行星件在環(huán)繞軌道上運(yùn)行，所述環(huán)繞軌道橫向于絲杠軸線地布置。在這種行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行中能夠觀察到螺紋絲杠與絲杠螺母之間的滑差。根據(jù)DE102009040606A1設(shè)置了為了位置確定而設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，其具有與絲杠螺母牢固連接的傳感器，該傳感器掃描螺紋絲杠。傳感器探知螺紋槽的經(jīng)過(guò)的螺線，其中，螺紋絲杠用作用于確定絲杠螺母和螺紋絲杠彼此間的軸向位置的測(cè)量實(shí)體。對(duì)于改進(jìn)的位置確定，DE102009040606A1附加地設(shè)置了構(gòu)造為絕對(duì)值發(fā)生器的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生器，該轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生器顯示螺紋絲杠的絕對(duì)角度位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是說(shuō)明一種行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使位置確定成為可能。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)解決。通過(guò)如下方式，即，絲杠螺母以可繞絲杠軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在具有傳感器元件的殼體處，那么在絲杠螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)也可以進(jìn)行位置確定。殼體固定地布置的傳感器元件可以掃描通過(guò)螺紋絲杠的螺旋狀的螺紋槽形成的輪廓并且探知螺紋槽的經(jīng)過(guò)的螺線以及將相應(yīng)的信號(hào)例如傳送給計(jì)數(shù)器。根據(jù)DE102009040606A1，絲杠螺母抗轉(zhuǎn)動(dòng)地布置并且螺紋絲杠通過(guò)馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。絲杠螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)檠b配在絲杠螺母處的傳感器元件使絲杠螺母不能夠旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的布置方案使簡(jiǎn)單地將合適的傳感器元件裝配在殼體上成為可能，從而即使在驅(qū)動(dòng)絲杠螺母的情況下也能夠進(jìn)行位置確定。螺紋絲杠能夠以公知的方式設(shè)有至少一個(gè)螺紋槽的大量螺旋狀繞絲杠軸線纏繞的螺線，其中，螺紋槽由槽底部和螺紋側(cè)面界定，所述螺紋側(cè)面匯集到螺紋頂部。彼此相鄰的螺線以螺距t間隔地布置。在單頭螺紋絲杠的情況下，螺距t等于螺紋槽的導(dǎo)程P。在具有多個(gè)螺紋頭G的多頭螺紋絲杠的情況下，螺距t=p/G，即通過(guò)螺距P與頭數(shù)G的商來(lái)形成。根據(jù)本發(fā)明的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以單頭地或多頭地實(shí)施。
尤其是磁阻傳感器適用于本發(fā)明。在磁阻傳感器的情況下，電阻依賴(lài)于其探測(cè)到的磁場(chǎng)。所探測(cè)到的磁場(chǎng)呈現(xiàn)出具有上極限值和下極限值的正弦形分布，當(dāng)傳感器恰好在螺紋頂部或螺紋槽的槽底部的上方時(shí)存在所述極限值。在磁阻傳感器的情況下，進(jìn)行掃描的傳感器的電阻在掃過(guò)螺紋槽的螺線期間改變，該螺紋槽由槽底部和螺紋側(cè)面界定，所述螺紋側(cè)面匯集為螺紋頂部。傳感器由于磁通的改變而以其電阻的正弦形變化來(lái)做出反應(yīng)，該磁通依賴(lài)于槽底部和螺紋頂部相對(duì)于傳感器的位置。通過(guò)合適的測(cè)量技術(shù)可以評(píng)估用于改進(jìn)的位置確定的電阻的變化。磁阻傳感器的特性可以用所謂的磁性預(yù)張緊的傳感器有利地加以利用。在這種磁性預(yù)張緊的傳感器中，傳感器本身設(shè)有輔助磁體，該輔助磁體可以實(shí)施為永磁體。當(dāng)能磁化的螺紋絲杠經(jīng)過(guò)磁性預(yù)張緊的傳感器時(shí)，即螺紋頂部和槽底部經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，磁場(chǎng)由于螺紋絲杠的槽結(jié)構(gòu)而在螺紋到螺紋的每次切換時(shí)進(jìn)行改變。磁場(chǎng)的改變由預(yù)張緊的傳感器作為電阻的改變而探知，根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件基于該電阻的改變能夠發(fā)出信號(hào)，從而使精確的位置確定成為可能。殼體可以具有被螺紋絲杠穿過(guò)的凹處，在該凹處中布置有傳感器元件。傳感器元件可以構(gòu)造為環(huán)，并且配備有多個(gè)傳感器，所述傳感器以公知的方式通過(guò)跨接電路相互聯(lián)接。環(huán)可以共軸于螺紋絲杠地布置并且置入殼體孔或殼體的凹處。傳感器元件也可以實(shí)施為附加件，該附加件可以例如通過(guò)法蘭連接裝配到殼體上。


下面借助在五個(gè)附圖中繪出的實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其中:圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的縱剖面；圖2示出了圖1的根據(jù)本發(fā)明的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的視圖；圖3示出了圖1的細(xì)節(jié)放大圖；圖4示出了行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的1/10游標(biāo)的原理圖；圖5不出了具有相對(duì)于圖4移動(dòng)了的游標(biāo)的另一原理圖。
具體實(shí)施例方式圖1以縱剖面示出了根據(jù)本發(fā)明的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。絲杠螺母I可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在抗轉(zhuǎn)動(dòng)地布置的螺紋絲杠2上。絲杠螺母I可以通過(guò)未繪出的電動(dòng)機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。多個(gè)在絲杠螺母2的圓周上分散地布置的行星件3與螺紋絲杠2和絲杠螺母滾動(dòng)嚙合。在圖2中可以看到行星件的分布。行星件3在圍繞螺紋絲杠2的絲杠軸線的圓形軌道上運(yùn)行。它們圍繞它們的行星件軸線旋轉(zhuǎn)并且相對(duì)螺紋絲杠2以及絲杠螺母I旋轉(zhuǎn)，其中，行星件3在絲杠螺母I的內(nèi)圓周上以及在螺紋絲杠2的外圓周上滾動(dòng)。以公知的方式，行星件3設(shè)有行星件側(cè)的型面4，該型面與螺紋絲杠2以及絲杠螺母I嚙合。行星件3在兩個(gè)端部上設(shè)有徑向放置的栓5，所述栓通過(guò)徑向擴(kuò)展的中間件6 —體式地相互連接。行星件側(cè)的型面4具有中部型面區(qū)段4a，該型面區(qū)段模制在中間件6的外圓周上。型面區(qū)段4a與螺紋絲杠?chē)Ш稀蓚€(gè)栓5在它們的外圓周上分別設(shè)有外部型面區(qū)段4b，該型面區(qū)段與絲杠螺母I嚙合。型面區(qū)段4a、4b通過(guò)環(huán)形閉合的、彼此平行布置的槽形成。絲杠螺母I在其內(nèi)圓周上在兩個(gè)軸向端部分別設(shè)有螺母?jìng)?cè)的型面7，該型面與行星件側(cè)的外部型面區(qū)段4b嚙合。螺母?jìng)?cè)的型面7通過(guò)環(huán)形閉合的、彼此平行布置的槽形成。螺紋絲杠2在其外圓周上設(shè)有螺紋槽8，該螺紋槽由大量繞絲杠軸線螺旋狀纏繞的螺線9形成。圖3清楚地示出如下，即，螺紋槽8通過(guò)槽底部9和螺紋側(cè)面10界定，螺紋側(cè)面匯集到螺紋頂部11。螺紋槽8與行星件3的中部型面區(qū)段4a嚙合。絲杠螺母I經(jīng)由兩個(gè)滾動(dòng)軸承13可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在殼體12上。殼體12被螺紋絲杠2穿過(guò)并且在一個(gè)軸向端部上設(shè)有凹處14，該凹處與絲杠軸線共軸地布置。在該凹處14中布置有未進(jìn)一步繪出的測(cè)量裝置的傳感器元件15，設(shè)置該測(cè)量裝置用于確定螺紋絲杠2相對(duì)于絲杠螺母I的軸向位置。傳感器元件15在這里環(huán)形地構(gòu)造，但它也可以具有與此不同的設(shè)計(jì)。傳感器元件15固定在殼體12的凹處14中。傳感器元件15和絲杠螺母2軸向地彼此定位。傳感器元件15在該實(shí)施例中具有十個(gè)傳感器16，所述傳感器沿著絲杠軸線彼此軸向間隔地布置。在圖3中僅示出了第一傳感器16和第十傳感器16。傳感器16是所謂的磁阻傳感器，其電阻依賴(lài)于所探測(cè)到的磁場(chǎng)。傳感器16磁性地經(jīng)由實(shí)施為永磁體的輔助磁體17預(yù)張緊。當(dāng)傳感器16中的一個(gè)恰好布置在螺紋頂部11上方時(shí)，該傳感器探測(cè)到最大磁通。如果傳感器16恰好處于槽底部9上方，則傳感器16探測(cè)到最小磁通。所述極限值之間的轉(zhuǎn)換是正弦形的。在行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，螺紋絲杠與絲杠螺母之間的軸向進(jìn)給在絲杠螺母與螺紋絲杠之間的一次完整轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下并不與螺紋絲杠的螺紋的導(dǎo)程相一致。出于該原因，對(duì)相對(duì)于絲杠螺母2位置固定的觀察者而言，可識(shí)別出螺紋槽8的單個(gè)螺線的經(jīng)過(guò)。與螺栓螺母連接的情況不同，其中，在螺栓相對(duì)于螺母的一次完整轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下發(fā)生軸向進(jìn)給，該軸向進(jìn)給恰好對(duì)應(yīng)于螺栓螺紋的導(dǎo)程。出于該原因，對(duì)相對(duì)于絲杠螺母2位置固定的觀察者而言，螺栓的螺線靜止。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，螺紋絲杠抗轉(zhuǎn)動(dòng)地并且相對(duì)于殼體12能軸向移動(dòng)地布置。傳感器兀件15殼體固定地布置。對(duì)相對(duì)于殼體12位置固定的觀察者而言,可識(shí)別出螺紋槽8的單個(gè)螺線的經(jīng)過(guò)。傳感器元件15探測(cè)到在螺紋絲杠2與絲杠螺母I之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間的磁場(chǎng)的改變并且使螺紋絲杠2相對(duì)于絲杠螺母I的精確的軸向的位置確定成為可能。圖4和圖5以示意圖示出了傳感器元件15和螺紋絲杠。附加于根據(jù)圖1的實(shí)施例，在圖4和圖5中還設(shè)置了帶有傳感器19的計(jì)數(shù)器18，該計(jì)數(shù)器在根據(jù)圖1的實(shí)施例中可以集成到傳感器元件15中。圖4示出了傳感器元件15的十個(gè)沿著螺紋絲杠2布置的傳感器16。在兩個(gè)彼此
相鄰的傳感器16之間的軸向間距為，其中“t”為螺紋槽8的螺距。每個(gè)傳感器16代表
O到9的整數(shù)，其中，數(shù)字沿著絲杠軸線以升序配屬給傳感器16。在這種布置方案中，傳感器元件15形成游標(biāo)，該游標(biāo)在下面詳細(xì)闡述。
計(jì)數(shù)器18的傳感器19探測(cè)在螺紋絲杠與絲杠螺母之間相對(duì)移動(dòng)的情況下的磁場(chǎng)的改變。計(jì)數(shù)器伴隨著經(jīng)過(guò)螺紋槽8的每個(gè)螺線而每次增加一個(gè)值，并且對(duì)經(jīng)過(guò)的螺線的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。從該視圖中看到的是，計(jì)數(shù)器18的計(jì)數(shù)器傳感器19恰好位于螺紋槽8的螺紋頂部11的上方。在螺紋絲杠2與絲杠螺母I之間的這個(gè)位置中，傳感器元件15的第一傳感器16 (O傳感器)同樣恰好布置在螺紋頂部11的上方。第二傳感器16 (I傳感器)位于下
一個(gè)螺紋頂部11之前的《第三傳感器16 (2傳感器)位于接下來(lái)的螺紋頂部11之前的
10
O最后，第十傳感器16 (9傳感器)位于后續(xù)的螺紋頂部11之前的=在該視圖中用圓
形來(lái)標(biāo)記O傳感器，以便將其標(biāo)識(shí)為恰好在螺紋頂部11上方的那個(gè)傳感器16。如果螺紋絲杠2相對(duì)于傳感器元件15軸向地沿箭頭方向向左移動(dòng)例如4.6個(gè)螺線，則得出如下位置:在該位置，計(jì)數(shù)器18的傳感器19計(jì)數(shù)四個(gè)螺紋頂部11并且恰好保持在兩個(gè)彼此相鄰的螺紋頂部11之間。為了能夠確定螺紋頂部11之間的精確位置，傳感器元件15提供了相應(yīng)的信號(hào)。在該例子中，基于游標(biāo)功能，6傳感器16恰好在螺紋頂部11的上方。存在0.6t的小數(shù)范圍中的移動(dòng)。在計(jì)數(shù)器18對(duì)螺線進(jìn)行計(jì)數(shù)期間，傳感器元件15作為游標(biāo)得出在兩個(gè)彼此相鄰的螺線內(nèi)的精確位置。在0.1t到0.9t的小數(shù)范圍中，每個(gè)傳感器16配屬有螺紋頂部11中的任意一個(gè)。代替螺紋頂部11，槽底部9也可以用作用于位置確定的參考點(diǎn)。在知道了螺距t的情況下，換算到長(zhǎng)度度量是可能的，該螺距作為長(zhǎng)度度量或以毫米規(guī)定。 在螺紋絲杠2的回復(fù)運(yùn)動(dòng)中，能夠以如下方式得出小數(shù)位，即，其通過(guò)生成信號(hào)的傳感器16與值It的差值來(lái)確定。例如，如果螺紋絲杠2 (從根據(jù)圖4的位置出發(fā))向右移動(dòng)了 0.3t，則7傳感器16恰好在螺紋頂部的上方。小數(shù)位通過(guò)差值lt-0.1t=0.3t來(lái)給定。計(jì)數(shù)器18也可以集成到傳感器元件15中。例如，傳感器16中的一個(gè)(例如O傳感器)可以附加地用作計(jì)數(shù)器傳感器。在計(jì)數(shù)器18初始化時(shí)可以執(zhí)行參考行進(jìn)，其中，從螺紋絲杠與絲杠螺母之間的端部位置出發(fā)執(zhí)行行進(jìn)直至另外的端部，其中，計(jì)數(shù)器在參考行進(jìn)開(kāi)始時(shí)設(shè)置為零并且在參考行進(jìn)結(jié)束時(shí)顯示整數(shù)值，該值對(duì)應(yīng)于行經(jīng)的螺線的數(shù)目。以此方式可以確定螺紋絲杠2相對(duì)于絲杠螺母I的絕對(duì)位置。本發(fā)明同樣適用于行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，旋轉(zhuǎn)式地驅(qū)動(dòng)螺紋絲杠并且抗轉(zhuǎn)動(dòng)地保持絲杠螺母。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件能夠相對(duì)于絲杠螺母抗轉(zhuǎn)動(dòng)地保持。所有能夠探知螺紋絲杠的螺線的經(jīng)過(guò)的傳感器類(lèi)型適合作為傳感器元件。磁阻傳感器尤其是磁性預(yù)張緊的磁阻傳感器能夠探測(cè)磁場(chǎng)，其中，磁通依賴(lài)于螺紋頂部和槽底部相對(duì)于傳感器的位置。附圖標(biāo)記I 絲杠螺母2 螺紋絲杠3 行星件4 行星件側(cè)的型面4a 中部型面區(qū)段
4b外部型面區(qū)段5栓6中間件7螺母?jìng)?cè)的型面8螺紋槽9槽底部10螺紋側(cè)面11螺紋頂部12殼體13滾動(dòng)軸承14 凹處15傳感器元件16傳感器17 輔助磁體

18 計(jì)數(shù)器19 計(jì)數(shù)器傳感器。
權(quán)利要求
1.行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其帶有布置在螺紋絲杠(2)上的絲杠螺母(I)以及帶有多個(gè)在圓周上分散地布置的行星件(3)，所述行星件與所述螺紋絲杠(2)和所述絲杠螺母(I)滾動(dòng)嚙合，其中，所述螺紋絲杠(2)具有至少一個(gè)螺紋槽(8)的多個(gè)螺旋狀地繞絲杠軸線纏繞的螺線，并且其中，以相對(duì)于所述絲杠螺母(I)不可軸向移動(dòng)的方式布置的傳感器元件(15)探知所述螺紋絲杠(2)與所述絲杠螺母(I)彼此間的軸向移動(dòng)，其特征在于，所述絲杠螺母(I)以能夠繞絲杠軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在具有所述傳感器元件(15)的殼體(12)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述殼體(12)具有被所述螺紋絲杠(2)穿過(guò)的凹處(14)，在該凹處中布置有所述傳感器元件(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，與所述螺紋絲杠(2)共軸布置的環(huán)形的傳感器元件(15)布置在所述凹處(14)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述傳感器元件(15)具有至少一個(gè)磁阻傳感器(16)，所述磁阻傳感器的電阻在磁場(chǎng)的影響下變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其帶有布置在螺紋絲杠(2)上的絲杠螺母(1)以及帶有多個(gè)在圓周上分散布置的行星件(3)，所述行星件與螺紋絲杠(2)和絲杠螺母(1)滾動(dòng)嚙合，其中，螺紋絲杠(2)具有至少一個(gè)螺紋槽(8)的多個(gè)螺旋狀地繞絲杠軸線纏繞的螺線，并且其中，以相對(duì)于絲杠螺母(1)軸向不可移動(dòng)的方式布置的傳感器元件(15)探知螺紋絲杠(2)與絲杠螺母(1)彼此間的軸向移動(dòng)，其中，絲杠螺母(1)以可繞絲杠軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在具有傳感器元件(15)的殼體(12)處。
文檔編號(hào)F16H25/22GK103161906SQ201210557029
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者托馬斯·林克 申請(qǐng)人:謝夫勒科技股份兩合公司