專利名稱：包括撓性元件的致動(dòng)器和包括這種致動(dòng)器的卡鉗式制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動(dòng)器，該致動(dòng)器包括一個(gè)殼體、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)致動(dòng)部件和一個(gè)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)，該螺旋絲杠機(jī)構(gòu)使致動(dòng)部件隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于殼體作線性運(yùn)動(dòng)，所述螺旋絲杠機(jī)構(gòu)包括一個(gè)螺旋絲杠和一個(gè)螺母，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和螺母中的一個(gè)相對(duì)于殼體可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐。
這種致動(dòng)器可從WO-A-9603301獲知。該致動(dòng)器包括一個(gè)由螺旋絲杠和螺母組成的螺旋絲杠機(jī)構(gòu)，螺旋絲杠和螺母借助于具有圓周凹槽的滾珠相互配合。這種致動(dòng)器提供嚴(yán)格限定的軸向位移并且也提供一定程度的變形。這樣，隨著螺旋絲杠相當(dāng)大的轉(zhuǎn)動(dòng)可以獲得十分小的軸向位移。因此，螺旋絲杠可以在致動(dòng)部件施加相當(dāng)大的軸向力。
只要螺旋絲杠、螺母和滾珠受到嚴(yán)格限定的軸向載荷，就能確保螺旋絲杠機(jī)構(gòu)合適的運(yùn)行。在這種情況下，所有組件按照它們的設(shè)計(jì)要求受到負(fù)載作用，而且，載荷可以達(dá)到相當(dāng)大的水平而不會(huì)導(dǎo)致對(duì)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)的損壞。
但是，當(dāng)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)受到具有橫向或徑向分量的載荷作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種非常不利的情況。螺旋絲杠、螺母和滾珠沒(méi)有設(shè)計(jì)成可以調(diào)節(jié)橫向載荷分量，并且將被損壞。
在致動(dòng)器由一個(gè)彎曲聯(lián)接器加載荷時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種情況，彎曲聯(lián)接器總是與這種橫向力相關(guān)聯(lián)的。
本發(fā)明的目的是提供一種如上所述的致動(dòng)器，其中，有關(guān)橫向或徑向載荷的問(wèn)題被克服或至少被避免。該目的得以實(shí)現(xiàn)是在于，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件通過(guò)一個(gè)彈性中間壓力裝置相互配合。該彈性中間壓力裝置能夠?qū)⑺璧闹聞?dòng)力從螺旋絲杠機(jī)構(gòu)傳遞到致動(dòng)部件。因此，它沿軸向方向的剛性應(yīng)是相當(dāng)?shù)母?。尤其是，剛性?yīng)保持在這樣的水平，所需力/位移關(guān)系在該水平下仍提供獲得所需致動(dòng)力的可能性。
另一方面，所述彈性中間壓力裝置不象螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件之間的直接連接那樣剛硬。適合的剛性具有如下優(yōu)點(diǎn)，具有一定橫向分量或彎矩的過(guò)大載荷不是直接和完全地被傳遞到螺旋絲杠機(jī)構(gòu)。在螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件之間力傳遞的彈性狀況使得這些橫向或彎曲載荷變得不太嚴(yán)重或甚至不存在。
按照本發(fā)明的第一可能實(shí)施例，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件通過(guò)彈簧件相互配合。彈簧件可以提供相對(duì)于螺旋絲杠機(jī)構(gòu)軸線的非對(duì)稱剛性分布。彈簧件的非對(duì)稱特性可以幾種方式實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)使在致動(dòng)部件和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)的軸線一側(cè)比相對(duì)側(cè)有更多或更剛硬的彈簧。
彈簧件的非對(duì)稱布置的優(yōu)點(diǎn)在于，在全載荷情況下可以預(yù)期有一個(gè)非對(duì)稱的載荷曲線分布圖。隨著負(fù)載水平增加的非對(duì)準(zhǔn)載荷的示例是由于致動(dòng)器應(yīng)用在圓盤(pán)制動(dòng)裝置中卡爪件的彎曲造成的。
按照第二種可能，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件通過(guò)彈性壓力墊相互配合。
這種壓力墊可以具有與其側(cè)向尺寸相比相對(duì)較小的厚度。因此，它可以容易地被容納在致動(dòng)部件和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)之間的窄空間束縛中。
壓力墊優(yōu)選地包括兩個(gè)大體平行的壁部件，所述壁部件沿著它們的周邊相互連接并包圍一個(gè)封閉的內(nèi)部空間。
致動(dòng)部件可形成為一個(gè)活塞，所述活塞被安放在一個(gè)圓柱形空間中，該圓柱形空間構(gòu)成在螺旋絲杠機(jī)構(gòu)殼體中的一個(gè)孔。因此，中間彈性壓力部件靠著活塞頭部?jī)?nèi)側(cè)被支撐。
根據(jù)進(jìn)一步的發(fā)展，彈性中間壓力裝置裝有一個(gè)負(fù)載測(cè)量裝置。具體地，負(fù)載測(cè)量裝置檢測(cè)流體壓力。
形成在流體中的壓力提供了由致動(dòng)器施加的力的可靠測(cè)量?？赡艿姆禽S向或離心載荷將不會(huì)妨礙致動(dòng)器受到其作用的總軸向負(fù)載的測(cè)量。這樣，可實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量。
如果方便的話，壓力墊的內(nèi)部空間與一個(gè)測(cè)量通道連接，所述測(cè)量通道的自由端設(shè)置有一個(gè)負(fù)載測(cè)量裝置。因此，例如通過(guò)壓電傳感器的實(shí)際測(cè)量可以在一個(gè)特定位置進(jìn)行，該特定位置例如與致動(dòng)部件所位于的區(qū)域(熱，水分)相隔絕。
本發(fā)明也涉及一種卡鉗式制動(dòng)器，該卡鉗式制動(dòng)器包括一個(gè)殼體、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)致動(dòng)部件和一個(gè)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)，該螺旋絲杠機(jī)構(gòu)使致動(dòng)部件隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于殼體作線性運(yùn)動(dòng)，所述螺旋絲杠機(jī)構(gòu)包括一個(gè)螺旋絲杠和一個(gè)螺母，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和螺母中的一個(gè)相對(duì)于殼體可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐。螺旋絲杠機(jī)構(gòu)和致動(dòng)部件通過(guò)一個(gè)彈性中間壓力裝置相互配合，以便將制動(dòng)墊壓在制動(dòng)盤(pán)上。
卡鉗式制動(dòng)器的彈性中間壓力裝置也可以裝有一個(gè)負(fù)載測(cè)量裝置。壓力墊的內(nèi)部空間與一個(gè)測(cè)量通道連接，所述測(cè)量通道的自由端設(shè)置有負(fù)載測(cè)量裝置。
實(shí)際的負(fù)載測(cè)量裝置(例如，壓電傳感器)可以位于由制動(dòng)墊和制動(dòng)盤(pán)之間的摩擦形成的熱影響被減小的一個(gè)位置上。
測(cè)量通道可以穿過(guò)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)的螺旋絲杠，負(fù)載測(cè)量裝置位于與壓力裝置相對(duì)的螺旋絲杠端部。而且，負(fù)載測(cè)量裝置包括一個(gè)測(cè)力儀或一個(gè)負(fù)載傳感器，其電信號(hào)導(dǎo)線穿過(guò)電機(jī)的內(nèi)部空間延伸到殼體上的連接器或類似裝置。
優(yōu)選地，流體是耐高溫的熱油。
將參照示于附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步解釋。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的包括一個(gè)致動(dòng)器的卡鉗式制動(dòng)器的第一實(shí)施例。
圖2顯示了一個(gè)第二實(shí)施例。
圖3顯示了一個(gè)第三實(shí)施例。
示于圖1中的卡鉗式制動(dòng)器包括一個(gè)卡爪件1和殼體4，卡爪件1具有一個(gè)支撐制動(dòng)墊3的凸緣2，殼體4帶有制動(dòng)墊5。一個(gè)制動(dòng)盤(pán)6安放在制動(dòng)墊3和5之間。
制動(dòng)墊5借助于致動(dòng)器7可移向或移離另一制動(dòng)墊3，致動(dòng)器7包括一個(gè)電機(jī)8、一個(gè)減速齒輪機(jī)構(gòu)9以及一個(gè)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10。電機(jī)8具有一個(gè)定子11和一個(gè)轉(zhuǎn)子12，轉(zhuǎn)子12連接到帶有中心齒輪14的管形連接部件13上。
中心齒輪14與行星齒輪15嚙合，行星齒輪15安裝在承載構(gòu)件16上。行星齒輪15也與固定環(huán)形齒輪17嚙合。
承載構(gòu)件16，具體地是其軸18通過(guò)管形中間部件19與螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10配合。
管形中間部件19通過(guò)軸承20，21可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在管形連接部件13中。
管形中間部件19連接到螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10的螺母22上，螺母通過(guò)滾珠23與螺旋絲杠24配合。螺旋絲杠24被安裝成不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以沿著軸向運(yùn)動(dòng)。螺母22與四點(diǎn)接觸滾珠軸承30的內(nèi)圈形成一體，軸承的外圈30支撐在殼體4中。
螺旋絲杠24以使制動(dòng)墊5借助于螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10可移向和移離另一制動(dòng)墊3的方式與致動(dòng)部件25配合。
在制動(dòng)動(dòng)作過(guò)程中，制動(dòng)墊3和5可以呈現(xiàn)與螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10的軸線橫向的游隙。因此，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10，具體地是螺旋絲杠24可以以非軸向或非對(duì)準(zhǔn)的方式被加載。
為了抵消這種非軸向載荷的影響，致動(dòng)部件的表面26和螺旋絲杠24的表面27通過(guò)相對(duì)剛硬的彈簧28和相對(duì)柔韌的彈簧29相互配合，從而獲得局部不同的剛性。
這些彈簧的剛性比以這種方式選擇，使得它們模擬與卡鉗式制動(dòng)器的彎曲相反的彎曲，這種彎曲是由于夾緊力而發(fā)生的，借助于夾緊力制動(dòng)墊與制動(dòng)盤(pán)配合。因此，卡鉗式制動(dòng)器的彎曲被改變或被抵消，以便在螺旋絲杠機(jī)構(gòu)上獲得軸向負(fù)載。
圖2中的實(shí)施例在某種程度上與圖1的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)。帶有中心齒輪14的連接部件通過(guò)軸承33，34相對(duì)于殼體被支撐。
而且，承載既與中心齒輪14又與環(huán)形齒輪17嚙合的行星齒輪15的承載構(gòu)件16連接到螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10的螺母22上。螺母22同時(shí)構(gòu)成四點(diǎn)滾珠軸承30的內(nèi)圈，其外圈31支撐在殼體4中。
螺母22通過(guò)滾珠23與螺旋絲杠24配合。螺旋絲杠安裝成不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以沿著軸向運(yùn)動(dòng)。這樣，一旦螺母22轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋絲杠24可向后和向前移動(dòng)，從而使制動(dòng)墊3和5相向移動(dòng)并移動(dòng)到制動(dòng)盤(pán)6上，或使制動(dòng)墊相互移離。
致動(dòng)部件制作成一個(gè)活塞25，該活塞可滑動(dòng)地安裝在殼體4內(nèi)的圓柱形空間37中。通過(guò)企口螺母連接38，38＇，活塞35被安裝成不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以滑動(dòng)。
借助于另一企口螺母連接39，39＇，螺旋絲杠24也被安裝成不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以相對(duì)活塞35滑動(dòng)。
螺旋絲杠借助于置于中間的壓力墊36與活塞頭部40配合。壓力墊36具有兩個(gè)平行的壁41，壁41例如通過(guò)焊接在周邊部分42相互連接。封閉在兩個(gè)平行壁41之間的內(nèi)部空間填充有壓力介質(zhì)43，例如，液壓流體。
作為制動(dòng)動(dòng)作的結(jié)果，萬(wàn)一制動(dòng)墊5稍微傾斜并因而導(dǎo)致活塞35的軸線與螺旋絲杠24之間稍微的不對(duì)準(zhǔn)，壓力墊36可以調(diào)節(jié)這種不對(duì)準(zhǔn)。按照這種方式，螺旋絲杠24仍然主要地沿著軸向方向被加載，從而使螺旋絲杠機(jī)構(gòu)10正常的運(yùn)行。
在示于圖3的第三實(shí)施例中，使用了一個(gè)負(fù)載測(cè)量裝置50。它可以例如是一個(gè)壓電傳感器。負(fù)載測(cè)量裝置50與測(cè)量通道51連接，測(cè)量通道又與壓力墊53的內(nèi)部空間52連接。
負(fù)載測(cè)量裝置50通過(guò)信號(hào)電纜54與一個(gè)控制組件連接，以便對(duì)如此獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理。如圖所示，信號(hào)電纜54被引導(dǎo)穿過(guò)電機(jī)7的內(nèi)部中空空間。
內(nèi)部空間52和測(cè)量通道51可以填充有熱油，該熱油能夠耐由于制動(dòng)墊5和制動(dòng)盤(pán)6之間的摩擦形成的高溫。而且，也可以在壓力墊53與活塞35的頭部之間布置一個(gè)陶瓷墊55，以使熱油熱絕緣作為進(jìn)一步的預(yù)防措施。
權(quán)利要求
1.一種致動(dòng)器(7)，它包括殼體(4)、電機(jī)(8)、致動(dòng)部件(25)、和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)使致動(dòng)部件(25，35)隨著電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于殼體(4)作線性運(yùn)動(dòng)，所述螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22)，螺旋絲杠和螺母中的一個(gè)相對(duì)于殼體(4)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐，其特征在于，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)和致動(dòng)部件(25，35)通過(guò)彈性中間壓力裝置(28，29；36)相互配合。
2.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)器，其特征在于，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)和致動(dòng)部件(25)通過(guò)彈簧件(28，29)相互配合。
3.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)器，其特征在于，彈簧件(28，29)提供相對(duì)于螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)的軸線(32)的非對(duì)稱剛性分布。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的致動(dòng)器，其特征在于，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)和致動(dòng)部件(35)借助于彈性壓力墊(36)相互配合。
5.如權(quán)利要求4所述的致動(dòng)器，其特征在于，壓力墊(36)包括兩個(gè)大體平行的壁部件(41)，所述壁部件(41)沿著它們的周邊部分(42)相互連接并包圍一個(gè)封閉的內(nèi)部空間。
6.如權(quán)利要求5所述的致動(dòng)器，其特征在于，壓力墊的封閉內(nèi)部空間填充有流體(43)。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的致動(dòng)器，其特征在于，致動(dòng)部件制作成一個(gè)活塞(35)，所述活塞(35)被安裝在圓柱形空間(37)中，該圓柱形空間構(gòu)成螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)的殼體(4)的一部分。
8.如權(quán)利要求7所述的致動(dòng)器，其特征在于，中間彈性壓力部件(36)靠著活塞頭部(40)的內(nèi)側(cè)被支撐。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的致動(dòng)器，其特征在于，彈性中間壓力裝置(28，29；36)裝有負(fù)載測(cè)量裝置(50)。
10.如權(quán)利要求6和9所述的致動(dòng)器，其特征在于，負(fù)載測(cè)量裝置(50)檢測(cè)流體的壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的致動(dòng)器，其特征在于，壓力墊(36)的內(nèi)部空間(52)與測(cè)量通道(51)連接，所述測(cè)量通道(51)的自由端設(shè)置有負(fù)載測(cè)量裝置(50)。
12.如權(quán)利要求9和10所述的致動(dòng)器，其特征在于，負(fù)載測(cè)量裝置(50)包括一個(gè)壓電傳感器。
13.用于圓盤(pán)制動(dòng)裝置的卡鉗式制動(dòng)器，它包括如上述任一權(quán)利要求所述的致動(dòng)器(7)，所述致動(dòng)器包括殼體(4)、電機(jī)(8)、致動(dòng)部件(25，35)、和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)使致動(dòng)部件隨著電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于殼體(4)作線性運(yùn)動(dòng)，所述螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22)，螺旋絲杠和螺母中的一個(gè)相對(duì)于殼體(4)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐；以及卡爪件(1)，卡爪件帶有兩個(gè)相對(duì)的制動(dòng)墊(3，5)，制動(dòng)盤(pán)(6)可安裝在兩個(gè)制動(dòng)墊之間，致動(dòng)器(7)的殼體(4)與卡爪件(1)連接并且致動(dòng)部件(25，35)與制動(dòng)墊(3，5)中的一個(gè)相連接，其特征在于，螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)和致動(dòng)部件(25，35)通過(guò)彈性中間壓力裝置(28，29；36)相互配合。
14.如權(quán)利要求13所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，彈性中間壓力裝置(28，29；36)裝有負(fù)載測(cè)量裝置(50)。
15.如權(quán)利要求14所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，負(fù)載測(cè)量裝置(50)檢測(cè)流體的壓力。
16.如權(quán)利要求15所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，壓力墊(36)的內(nèi)部空間(52)與測(cè)量通道(51)連接，所述測(cè)量通道(51)的自由端設(shè)置有負(fù)載測(cè)量裝置(50)。
17.如權(quán)利要求16所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，測(cè)量通道(51)穿過(guò)螺旋絲杠機(jī)構(gòu)的螺旋絲杠(24)，負(fù)載測(cè)量裝置(50)位于螺旋絲杠(24)與壓力裝置(28，29；36)相對(duì)的端部。
18.如權(quán)利要求17所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，負(fù)載測(cè)量裝置(50)包括一個(gè)測(cè)力儀或一個(gè)負(fù)載傳感器，其電信號(hào)導(dǎo)線(54)穿過(guò)電機(jī)(8)的內(nèi)部空間延伸到殼體上的連接器或類似裝置。
19.如權(quán)利要求16、17或18所述的卡鉗式制動(dòng)器，其特征在于，流體是耐高溫的熱油。
全文摘要
一種致動(dòng)器(7),它包括殼體(4)、電機(jī)(8)、致動(dòng)部件(25,35)、和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10),螺旋絲杠機(jī)構(gòu)使致動(dòng)部件(25,35)隨著電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于殼體(4)作線性運(yùn)動(dòng),所述螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22),螺旋絲杠和螺母中的一個(gè)相對(duì)于殼體(4)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐。螺旋絲杠機(jī)構(gòu)(10)和致動(dòng)部件(25,35)通過(guò)彈性中間壓力裝置(28,29;36)相互配合。
文檔編號(hào)F16D65/18GK1284153SQ98813305
公開(kāi)日2001年2月14日 申請(qǐng)日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月27日
發(fā)明者安德里斯·克里斯蒂安·林斯莫, 雅各布斯·茨瓦爾斯 申請(qǐng)人:Skf工程研究中心公司