專利名稱：線性致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的線性致動器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的說明開始于機電線性致動器，其中，具有旋轉(zhuǎn)固定心軸螺母的心軸由可 逆電馬達(dá)通過傳動裝置來驅(qū)動。成活塞狀管形狀的致動元件安裝在心軸螺母上。也可選 擇，致動元件可以與心軸螺母設(shè)計成一體，例如參考Koch (Okin)的W096/12123。致動元件 可以根據(jù)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向而在兩個端部位置(即退回位置和伸出位置)之間運動。在這兩 個端部位置，致動器由于致動元件致動端部止動開關(guān)而停止，該端部止動開關(guān)向控制裝置 發(fā)出信號，以便中斷用于致動器的馬達(dá)的電流。也可選擇，開關(guān)直接用作用于通向馬達(dá)的電 流的斷路器。布置端部止動開關(guān)的普通方法是將它們安裝在導(dǎo)軌上或條帶形印刷電路板上，該 導(dǎo)軌或條帶形印刷電路板將導(dǎo)入外部管中的引導(dǎo)件內(nèi)，該外部管包圍致動元件。這種類型 的實例由 Linak 的和 Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH & Co. KG 的 US6513398B1已知。布置端部致動開關(guān)的另一方式在EP0647799A3中公開。這里，端部止動 開關(guān)布置成與外部管的一端連接，該外部管可軸向移動。當(dāng)致動元件處于它的最外側(cè)位置 時，它使得外部管向外移動較短距離，從而致動相應(yīng)端部止動開關(guān)。在完全退回位置，致動 元件使得外部管稍微向內(nèi)移動，從而致動另一端部止動開關(guān)。當(dāng)端部止動開關(guān)被致動時，基 本上并不知道致動元件是在一端位置還是另一端位置。端部止動開關(guān)的致動只是中斷馬達(dá) 電流。不過，在某些情況下希望知道致動元件是在一端位置還是在另一端位置。這例如 在致動器和它執(zhí)行的作用隱藏在設(shè)備內(nèi)部時或者在操作裝置布置成使得致動器和功能都 不可見時有用?，F(xiàn)有的端部止動開關(guān)原則上可以構(gòu)成檢測致動元件位于哪一個端部位置的 部件。不過，它在結(jié)構(gòu)上很困難和昂貴，這使它不實用。作為線性致動器的可選形式，存在 這樣的系統(tǒng)，其中，致動元件的位置可以非常精確地確定。這例如可以是電位計、具有霍爾 傳感器的、基于磁的位置確定系統(tǒng)、或者光學(xué)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)滿足一直需要知道致動元件的 確切位置的要求。這些類型的系統(tǒng)很昂貴，且當(dāng)只希望確定致動元件位于兩個端部位置的 哪一個時超越了該需要。當(dāng)致動器包含在需要或希望在兩個端部位置之間區(qū)分的結(jié)構(gòu)中時，因此機器的制 造商不得不將獨立的開關(guān)布置在該結(jié)構(gòu)中，以便檢測致動元件處于哪一個端部位置。這也 很難并很昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決所述問題的方案，其中，希望以簡單和便宜的方式 來檢測致動元件是否處于一個端部位置中，并且當(dāng)處于一個端部位置中時是哪一個端部位置。
根據(jù)本發(fā)明，這通過在致動器中包括至少一個、優(yōu)選額外組的用于檢測致動元件 的端部位置的開關(guān)來實現(xiàn)。所述開關(guān)用于確定致動元件位于哪一個端部位置。在只希望知 道端部位置中的一個的情況下，將只需要一個信號開關(guān)。有利的是，信號開關(guān)布置成使得它們恰好在驅(qū)動端部止動開關(guān)之前被致動。這保 證信號開關(guān)在致動元件處于相應(yīng)端部位置時被致動。原則上，信號開關(guān)也可以位于端部止 動開關(guān)的后面，因為致動元件由于慣性而在用于馬達(dá)的電流中斷后繼續(xù)前進(jìn)很短的距離。額外組的開關(guān)還能夠與致動器的電氣系統(tǒng)絕對分離。因此，觸點可以無電勢，或者 在需要時與具有其中一個極的電勢連接。還可以自由選擇觸點為“常開”還是“常閉”。開關(guān) 的連接件可以是電纜和/或插頭連接件，以便保證在致動器外部的容易和可靠的連接。代 替在單獨殼體中的額外組信號開關(guān)，根據(jù)本發(fā)明，額外的觸點組可以直接包含在相同殼體 中，該相同殼體包含獨特的端部止動開關(guān)。當(dāng)不希望同時驅(qū)動兩個觸點組時(這在大部分 情況下是足夠的)，開關(guān)的致動部件可以相互移開。為了簡單和容易地將開關(guān)安裝在線性致動器內(nèi)，開關(guān)可以安裝在一個或多個印刷 電路板上，所述印刷電路板有利地安裝在致動器中的、專門構(gòu)成的引導(dǎo)件中。從而保證兩組 開關(guān)準(zhǔn)確地布置在使得它們可以根據(jù)致動元件處于一個端部位置還是另一端部位置而被 動和未被致動的位置。致動可以通過致動元件直接或間接地進(jìn)行，例如通過心軸螺母或可 軸向運動的外部管。本發(fā)明的優(yōu)點是用于解決所述問題的方案簡單和便宜。通過將所需的額外信號開 關(guān)包含在線性致動器中，可以簡單地檢測致動元件是否處于其中一個最外側(cè)位置。而且，不 需要復(fù)雜的、易損壞的和昂貴的帶有開關(guān)的機械儀器。本發(fā)明并不局限于使用上述用于致動開關(guān)的方法。其它方法為已知，并可以設(shè)想 用于致動端部止動開關(guān)以及額外的開關(guān)。本發(fā)明的核心并不是用于致動開關(guān)的方法，而是額外組的開關(guān)用于簡單和與致動 器的電氣系統(tǒng)獨立地產(chǎn)生表示致動元件處于其中一個端部位置的信號。這里介紹了設(shè)計為機械開關(guān)的開關(guān)，但是開關(guān)也可以不同方式實現(xiàn)，例如通過壓 力換能器或者通過磁體和霍爾傳感器磁性地實現(xiàn)。


下面將參考附圖更充分地介紹本發(fā)明的實施例，附圖中圖1示出了穿過線性致動器的縱剖圖，示出了致動器的基本結(jié)構(gòu)；圖2示出了本發(fā)明的兩組端部止動開關(guān)和信號開關(guān)的致動的示意圖；圖3示出了兩個端部止動開關(guān)和信號開關(guān)的布置的詳細(xì)視圖；以及圖4示出了如圖3中所示的詳細(xì)視圖，但是示出了可移動的外部管相對于端部止 動開關(guān)和信號開關(guān)的致動而處于它的靜止位置。
具體實施例方式圖1示出了穿過線性電致動器的縱剖圖，該線性電致動器基本上包括DC低壓電馬 達(dá)1，該DC低壓電馬達(dá)1通過傳動裝置2而驅(qū)動具有心軸螺母4的心軸3。成管形狀的致 動元件5安裝在心軸螺母4上，該致動元件5在一端處裝備有固定件，用于將致動器安裝在機器上。當(dāng)固定件安裝于機器上時，心軸螺母4固定防止旋轉(zhuǎn)，因此心軸螺母根據(jù)心軸3的 旋轉(zhuǎn)方向而通過心軸3的旋轉(zhuǎn)向外或向內(nèi)運動。心軸螺母4和安裝在它上面的致動元件5 在包圍的外部管6中被引導(dǎo)，該外部管6在它的自由端處裝備有引導(dǎo)襯套8。外部管6的一 端可軸向移動地嵌入致動器的殼體7中。外部管6在內(nèi)部在它凸出至殼體7中的端部處裝 備有止動環(huán)9。當(dāng)心軸螺母4在它沿進(jìn)入方向運行的過程中遇到環(huán)9時，外部管6將向內(nèi)退 回。該運動受到兩個螺旋彈簧15、16的限制，這兩個螺旋彈簧15、16環(huán)繞外部管并位于兩個 空腔10、11內(nèi)，隔板壁12位于這兩個空腔10、11之間。由于外部管6有位于槽14中的環(huán) 13，因此外部管6沿縱向方向的移動將由彈簧15、16來確定。在心軸螺母4并不處于端部 位置的狀態(tài)下，外部管6將處于靜止位置，在該靜止位置中，環(huán)13與隔板壁12對準(zhǔn)。因此， 根據(jù)到達(dá)端部止動器時的方向，環(huán)13將壓縮彈簧15或彈簧16，從而使得外部管6在縱向方 向上沿一個或另一個方向移動離開靜止位置。這將使得外部管6通過它的斜角端19而在 端部止動開關(guān)17的致動部件18上方運動。圖1只示出了端部止動開關(guān)17，但是有與它平 行的另一端部止動開關(guān)，該另一端部止動開關(guān)有縱向運動的致動部件。所述另一端部止動 開關(guān)將在心軸螺母4運動至另一端部位置時由外部管6來致動。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)端部位置時， 端部止動開關(guān)可以直接或間接地通過控制裝置來防止馬達(dá)1沿一個方向運行。根據(jù)本發(fā)明 的其它開關(guān)布置成與所示端部止動開關(guān)17平行，以便使它們與致動器的電氣系統(tǒng)分離。這 樣的結(jié)構(gòu)的操作模式在圖2中示出，并將在后面介紹。圖2中所示的示意圖示出了可移動的外部管6和四個開關(guān)17、21 ；25、23，它們分 別用作端部止動開關(guān)17、25和信號開關(guān)21、23。在該實施例中，觸點組布置在各開關(guān)中，但 是可以有更多觸點組，其中，端部止動開關(guān)和信號開關(guān)可以包含在相同殼體中。端部止動開 關(guān)17、25直接(當(dāng)致動開關(guān)時)或間接(其中，來自開關(guān)的信號由控制裝置接收，該控制裝 置中斷用于馬達(dá)的電流)地中斷馬達(dá)電流。如圖所示，開關(guān)沿外部管的軸線的縱向方向偏 離。當(dāng)外部管6由于心軸螺母4到達(dá)成環(huán)9或襯套8形狀的端部止動器而移動時，外部管 6將沿縱向方向移動，并致動開關(guān)，其中，致動部件18、20 ；22、M被致動或未被致用。信號 開關(guān)21 ；23將首先被致動，隨后相關(guān)的端部止動開關(guān)17 ；25將被致動。當(dāng)線性致動元件6 改變它的運動方向(由于馬達(dá)1的旋轉(zhuǎn)方向反向)時，外部管6將沿另一方向移動。因此， 兩個開關(guān)將被再次釋放，直到外部管到達(dá)靜止位置(在圖2中由“A”表示靜止位置)，在該 靜止中彈簧15、16相互平衡。外部管6保持該靜止位置，直到心軸螺母4沿另一方向遇到 物理端部止動器8 ；9，然后，外部管6離開靜止位置，也釋放另外的開關(guān)組，首先是信號開關(guān) 21、23，隨后是端部止動開關(guān)17、25，該端部止動開關(guān)17、25將中斷用于馬達(dá)的電流。在開關(guān) 的致動中有位移，以便使得信號開關(guān)21、23在端部止動開關(guān)17、25之前被致動，這是因為希 望當(dāng)端部止動開關(guān)17、25被致動時信號開關(guān)21、23應(yīng)當(dāng)被致動。圖3示出了致動器的下部部分的詳細(xì)視圖，其中外部管6已經(jīng)除去，這樣，可以看 見兩組開關(guān)17、21 ；25、23。這里可以即刻看見，用于開關(guān)的致動點位移，這樣信號開關(guān)21、 23恰好在端部止動開關(guān)17、25被致動之前被驅(qū)動。圖4中示出了開關(guān)怎樣受到可縱向運動 的外部管的影響，在圖4中，外部管6處于它的位置。彈簧組15、16用于將外部管保持在隔 板壁12處的靜止位置，在該位置處，沒有開關(guān)17、21、23、25被致動。應(yīng)當(dāng)知道，即使在靜止 位置的外部管已經(jīng)致動信號開關(guān)23和端部止動開關(guān)25，在這些開關(guān)中的觸點組并不被致 動，直到致動部件被釋放?？刂蒲b置使得信號的功能反向。也可選擇，可以使用具有相對布局(即“常閉”和“常開”)的開關(guān)，用于表示遇到一個或另一端部止動器。應(yīng)當(dāng)知道，可縱 向運動的外部管6的邊緣在開關(guān)17、21 ；23,25上方運動，并當(dāng)心軸螺母4遇到物理端部止 動器8、9時壓縮彈簧組15、16。 線性致動器設(shè)置成用于批量生產(chǎn)，因為如圖3所示，開關(guān)17、21 ；23、25布置在一個 或多個印刷電路板26、27上。印刷電路板預(yù)先裝備有電纜，其中，例如電纜可以與插頭連接 件連接。印刷電路板26、27可以通過布置和固定在致動器殼體中的、專門設(shè)計的引導(dǎo)件觀 中而快速簡單地安裝在致動器中。因此，進(jìn)一步保證開關(guān)17、21 ；23、25精確布置在這樣的 位置，在該位置中，這些開關(guān)可以被致動從而中斷馬達(dá)電流并發(fā)出心軸螺母4(因此致動元 件5)處于端部位置的信號。該結(jié)構(gòu)消除了在制造過程中耗費時間的和昂貴的調(diào)節(jié)。當(dāng)使 用多個印刷電路板26、27時，端部止動開關(guān)17、25有利地布置在共用的印刷電路板上，而信 號開關(guān)21、23布置在另一個印刷電路板上。這保證更好的電分離，這樣，信號開關(guān)21、23可 以由顧客選擇而并不為標(biāo)準(zhǔn)的。
權(quán)利要求
1.一種線性致動器，包括可逆的DC馬達(dá)(1)，該可逆DC馬達(dá)能夠通過傳動裝置( 而使得致動元件( 在兩個 端部位置之間運動；用于DC馬達(dá)(1)的電源；電控制裝置，該電控制裝置包括一組端部止動開關(guān)(17、25)，用于在致動元件的端部位 置中中斷用于DC馬達(dá)⑴的電流；以及操作裝置，該操作裝置與電控制裝置連接；其特征在于用于確定致動元件(5)位于哪一個端部位置的至少一個、優(yōu)選額外組的 位置開關(guān)(21、23)包含在線性致動器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動器，其特征在于位置開關(guān)(21、23)布置成使得它 們在端部止動開關(guān)(17、2幻被致動之前發(fā)出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動器，其特征在于端部止動開關(guān)(17、25)和位置開 關(guān)(21、23)包含在同一單元中，該單元優(yōu)選由用于開關(guān)(17、21 ；23,25)的殼體構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性致動器，其特征在于用于端部止動開關(guān)(17、25)和位 置開關(guān)01、23)的觸點組彼此電分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性致動器，其特征在于用于端部止動開關(guān)(17、25)和位 置開關(guān)01、23)的觸點組電連接于多個連接件其中的一個連接件中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性致動器，其特征在于用于端部止動開關(guān)(17、25)和位 置開關(guān)01、23)的觸點組選擇為具有“常開”和“常閉”的組合，這意味著位置開關(guān)(21、23) 提供了致動元件( 是否處于兩個端部位置中的一個端部位置的明確指示，且端部止動開 關(guān)(17、2幻能夠向控制裝置發(fā)送用于使得馬達(dá)(1)沿一個方向運行的馬達(dá)電流應(yīng)當(dāng)中斷的 信號，或者直接中斷用于使得馬達(dá)(1)沿一個方向運行的馬達(dá)電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動器，其特征在于位置開關(guān)(21、23)和端部止動開 關(guān)(17、2幻設(shè)計成在至少一個印刷電路板(沈、27)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線性致動器，其特征在于致動器有引導(dǎo)件( )，用于接收、 保持和定位具有端部止動器(17、2幻和/或位置開關(guān)01、23)的一個或多個印刷電路板 (26,27)。
全文摘要
一種線性機電致動器，包括殼體，該殼體有可逆DC馬達(dá)(1)，該DC馬達(dá)可以通過傳動裝置(2)來使得致動元件(5)在兩個端部位置之間運動。致動元件(5)將在兩個端部位置中使得電端部止動開關(guān)(17、25)被致動，用于在致動元件(5)的端部位置中中斷用于使得馬達(dá)(1)沿一個方向運行的DC馬達(dá)(1)電流。與端部止動開關(guān)(17、25)平行地包括額外組的開關(guān)(21、23)，用于確定致動元件(5)位于哪一個端部位置。
文檔編號F16H25/20GK102066808SQ200980122057
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者J·巴斯特赫姆 申請人:利納克有限公司