專利名稱：包括撓性元件的致動器和包括這種致動器的卡鉗式制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動器，該致動器包括一個殼體、一個電機、一個致動部件和一個螺旋絲杠機構(gòu)，該螺旋絲杠機構(gòu)使致動部件隨著電機的轉(zhuǎn)動運動而相對于殼體作線性運動，所述螺旋絲杠機構(gòu)包括一個螺旋絲杠和一個螺母，螺旋絲杠機構(gòu)和螺母中的一個相對于殼體可轉(zhuǎn)動地被支撐。
這種致動器可從WO-A-9603301獲知。該致動器包括一個由螺旋絲杠和螺母組成的螺旋絲杠機構(gòu)，螺旋絲杠和螺母借助于具有圓周凹槽的滾珠相互配合。這種致動器提供嚴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)動可以獲得十分小的軸向位移。因此，螺旋絲杠可以在致動部件施加相當(dāng)大的軸向力。
只要螺旋絲杠、螺母和滾珠受到嚴格限定的軸向載荷，就能確保螺旋絲杠機構(gòu)合適的運行。在這種情況下，所有組件按照它們的設(shè)計要求受到負載作用，而且，載荷可以達到相當(dāng)大的水平而不會導(dǎo)致對螺旋絲杠機構(gòu)的損壞。
但是，當(dāng)螺旋絲杠機構(gòu)受到具有橫向或徑向分量的載荷作用時，會出現(xiàn)一種非常不利的情況。螺旋絲杠、螺母和滾珠沒有設(shè)計成可以調(diào)節(jié)橫向載荷分量，并且將被損壞。
在致動器由一個彎曲聯(lián)接器加載荷時也會出現(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器，其中，有關(guān)橫向或徑向載荷的問題被克服或至少被避免。該目的得以實現(xiàn)是在于，螺旋絲杠機構(gòu)和致動部件通過一個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璧闹聞恿穆菪z杠機構(gòu)傳遞到致動部件。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構(gòu)和致動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，具有一定橫向分量或彎矩的過大載荷不是直接和完全地被傳遞到螺旋絲杠機構(gòu)。在螺旋絲杠機構(gòu)和致動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重或甚至不存在。
按照本發(fā)明的第一可能實施例，螺旋絲杠機構(gòu)和致動部件通過彈簧件相互配合。彈簧件可以提供相對于螺旋絲杠機構(gòu)軸線的非對稱剛性分布。彈簧件的非對稱特性可以幾種方式實現(xiàn)，例如，通過使在致動部件和螺旋絲杠機構(gòu)的軸線一側(cè)比相對側(cè)有更多或更剛硬的彈簧。
彈簧件的非對稱布置的優(yōu)點在于，在全載荷情況下可以預(yù)期有一個非對稱的載荷曲線分布圖。隨著負載水平增加的非對準載荷的示例是由于致動器應(yīng)用在圓盤制動裝置中卡爪件的彎曲造成的。
按照第二種可能，螺旋絲杠機構(gòu)和致動部件通過彈性壓力墊相互配合。
這種壓力墊可以具有與其側(cè)向尺寸相比相對較小的厚度。因此，它可以容易地被容納在致動部件和螺旋絲杠機構(gòu)之間的窄空間束縛中。
壓力墊優(yōu)選地包括兩個大體平行的壁部件，所述壁部件沿著它們的周邊相互連接并包圍一個封閉的內(nèi)部空間。
致動部件可形成為一個活塞，所述活塞被安放在一個圓柱形空間中，該圓柱形空間構(gòu)成在螺旋絲杠機構(gòu)殼體中的一個孔。因此，中間彈性壓力部件靠著活塞頭部內(nèi)側(cè)被支撐。
根據(jù)進一步的發(fā)展，彈性中間壓力裝置裝有一個負載測量裝置。具體地，負載測量裝置檢測流體壓力。
形成在流體中的壓力提供了由致動器施加的力的可靠測量?？赡艿姆禽S向或離心載荷將不會妨礙致動器受到其作用的總軸向負載的測量。這樣，可實現(xiàn)可靠的測量。
如果方便的話，壓力墊的內(nèi)部空間與一個測量通道連接，所述測量通道的自由端設(shè)置有一個負載測量裝置。因此，例如通過壓電傳感器的實際測量可以在一個特定位置進行，該特定位置例如與致動部件所位于的區(qū)域(熱，水分)相隔絕。
本發(fā)明也涉及一種卡鉗式制動器，該卡鉗式制動器包括一個殼體、一個電機、一個致動部件和一個螺旋絲杠機構(gòu)，該螺旋絲杠機構(gòu)使致動部件隨著電機的轉(zhuǎn)動運動而相對于殼體作線性運動，所述螺旋絲杠機構(gòu)包括一個螺旋絲杠和一個螺母，螺旋絲杠機構(gòu)和螺母中的一個相對于殼體可轉(zhuǎn)動地被支撐。螺旋絲杠機構(gòu)和致動部件通過一個彈性中間壓力裝置相互配合，以便將制動墊壓在制動盤上。
卡鉗式制動器的彈性中間壓力裝置也可以裝有一個負載測量裝置。壓力墊的內(nèi)部空間與一個測量通道連接，所述測量通道的自由端設(shè)置有負載測量裝置。
實際的負載測量裝置(例如，壓電傳感器)可以位于由制動墊和制動盤之間的摩擦形成的熱影響被減小的一個位置上。
測量通道可以穿過螺旋絲杠機構(gòu)的螺旋絲杠，負載測量裝置位于與壓力裝置相對的螺旋絲杠端部。而且，負載測量裝置包括一個測力儀或一個負載傳感器，其電信號導(dǎo)線穿過電機的內(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施例對本發(fā)明進一步解釋。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的包括一個致動器的卡鉗式制動器的第一實施例。
圖2顯示了一個第二實施例。
圖3顯示了一個第三實施例。
示于圖1中的卡鉗式制動器包括一個卡爪件1和殼體4，卡爪件1具有一個支撐制動墊3的凸緣2，殼體4帶有制動墊5。一個制動盤6安放在制動墊3和5之間。
制動墊5借助于致動器7可移向或移離另一制動墊3，致動器7包括一個電機8、一個減速齒輪機構(gòu)9以及一個螺旋絲杠機構(gòu)10。電機8具有一個定子11和一個轉(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通過管形中間部件19與螺旋絲杠機構(gòu)10配合。
管形中間部件19通過軸承20，21可轉(zhuǎn)動地支撐在管形連接部件13中。
管形中間部件19連接到螺旋絲杠機構(gòu)10的螺母22上，螺母通過滾珠23與螺旋絲杠24配合。螺旋絲杠24被安裝成不能轉(zhuǎn)動，但可以沿著軸向運動。螺母22與四點接觸滾珠軸承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以使制動墊5借助于螺旋絲杠機構(gòu)10可移向和移離另一制動墊3的方式與致動部件25配合。
在制動動作過程中，制動墊3和5可以呈現(xiàn)與螺旋絲杠機構(gòu)10的軸線橫向的游隙。因此，螺旋絲杠機構(gòu)10，具體地是螺旋絲杠24可以以非軸向或非對準的方式被加載。
為了抵消這種非軸向載荷的影響，致動部件的表面26和螺旋絲杠24的表面27通過相對剛硬的彈簧28和相對柔韌的彈簧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，借助于夾緊力制動墊與制動盤配合。因此，卡鉗式制動器的彎曲被改變或被抵消，以便在螺旋絲杠機構(gòu)上獲得軸向負載。
圖2中的實施例在某種程度上與圖1的實施例相對應(yīng)。帶有中心齒輪14的連接部件通過軸承33，34相對于殼體被支撐。
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連接到螺旋絲杠機構(gòu)10的螺母22上。螺母22同時構(gòu)成四點滾珠軸承30的內(nèi)圈，其外圈31支撐在殼體4中。
螺母22通過滾珠23與螺旋絲杠24配合。螺旋絲杠安裝成不能轉(zhuǎn)動，但可以沿著軸向運動。這樣，一旦螺母22轉(zhuǎn)動，螺旋絲杠24可向后和向前移動，從而使制動墊3和5相向移動并移動到制動盤6上，或使制動墊相互移離。
致動部件制作成一個活塞25，該活塞可滑動地安裝在殼體4內(nèi)的圓柱形空間37中。通過企口螺母連接38，38＇，活塞35被安裝成不能轉(zhuǎn)動，但可以滑動。
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，但可以相對活塞35滑動。
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具有兩個平行的壁41，壁41例如通過焊接在周邊部分42相互連接。封閉在兩個平行壁41之間的內(nèi)部空間填充有壓力介質(zhì)43，例如，液壓流體。
作為制動動作的結(jié)果，萬一制動墊5稍微傾斜并因而導(dǎo)致活塞35的軸線與螺旋絲杠24之間稍微的不對準，壓力墊36可以調(diào)節(jié)這種不對準。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，從而使螺旋絲杠機構(gòu)10正常的運行。
在示于圖3的第三實施例中，使用了一個負載測量裝置50。它可以例如是一個壓電傳感器。負載測量裝置50與測量通道51連接，測量通道又與壓力墊53的內(nèi)部空間52連接。
負載測量裝置50通過信號電纜54與一個控制組件連接，以便對如此獲得的數(shù)據(jù)進一步處理。如圖所示，信號電纜54被引導(dǎo)穿過電機7的內(nèi)部中空空間。
內(nèi)部空間52和測量通道51可以填充有熱油，該熱油能夠耐由于制動墊5和制動盤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陶瓷墊55，以使熱油熱絕緣作為進一步的預(yù)防措施。
權(quán)利要求
1.一種致動器(7)，它包括殼體(4)、電機(8)、致動部件(25)、和螺旋絲杠機構(gòu)(10)，螺旋絲杠機構(gòu)使致動部件(25，35)隨著電機(8)的轉(zhuǎn)動運動相對于殼體(4)作線性運動，所述螺旋絲杠機構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22)，螺旋絲杠和螺母中的一個相對于殼體(4)可轉(zhuǎn)動地被支撐，其特征在于，螺旋絲杠機構(gòu)(10)和致動部件(25，35)通過彈性中間壓力裝置(28，29；36)相互配合。
2.如權(quán)利要求1所述的致動器，其特征在于，螺旋絲杠機構(gòu)(10)和致動部件(25)通過彈簧件(28，29)相互配合。
3.如權(quán)利要求2所述的致動器，其特征在于，彈簧件(28，29)提供相對于螺旋絲杠機構(gòu)(10)的軸線(32)的非對稱剛性分布。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的致動器，其特征在于，螺旋絲杠機構(gòu)(10)和致動部件(35)借助于彈性壓力墊(36)相互配合。
5.如權(quán)利要求4所述的致動器，其特征在于，壓力墊(36)包括兩個大體平行的壁部件(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封閉的內(nèi)部空間。
6.如權(quán)利要求5所述的致動器，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)利要求所述的致動器，其特征在于，致動部件制作成一個活塞(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)成螺旋絲杠機構(gòu)(10)的殼體(4)的一部分。
8.如權(quán)利要求7所述的致動器，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)利要求所述的致動器，其特征在于，彈性中間壓力裝置(28，29；36)裝有負載測量裝置(50)。
10.如權(quán)利要求6和9所述的致動器，其特征在于，負載測量裝置(50)檢測流體的壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的致動器，其特征在于，壓力墊(36)的內(nèi)部空間(52)與測量通道(51)連接，所述測量通道(51)的自由端設(shè)置有負載測量裝置(50)。
12.如權(quán)利要求9和10所述的致動器，其特征在于，負載測量裝置(50)包括一個壓電傳感器。
13.用于圓盤制動裝置的卡鉗式制動器，它包括如上述任一權(quán)利要求所述的致動器(7)，所述致動器包括殼體(4)、電機(8)、致動部件(25，35)、和螺旋絲杠機構(gòu)(10)，螺旋絲杠機構(gòu)使致動部件隨著電機(8)的轉(zhuǎn)動運動相對于殼體(4)作線性運動，所述螺旋絲杠機構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22)，螺旋絲杠和螺母中的一個相對于殼體(4)可轉(zhuǎn)動地被支撐；以及卡爪件(1)，卡爪件帶有兩個相對的制動墊(3，5)，制動盤(6)可安裝在兩個制動墊之間，致動器(7)的殼體(4)與卡爪件(1)連接并且致動部件(25，35)與制動墊(3，5)中的一個相連接，其特征在于，螺旋絲杠機構(gòu)(10)和致動部件(25，35)通過彈性中間壓力裝置(28，29；36)相互配合。
14.如權(quán)利要求13所述的卡鉗式制動器，其特征在于，彈性中間壓力裝置(28，29；36)裝有負載測量裝置(50)。
15.如權(quán)利要求14所述的卡鉗式制動器，其特征在于，負載測量裝置(50)檢測流體的壓力。
16.如權(quán)利要求15所述的卡鉗式制動器，其特征在于，壓力墊(36)的內(nèi)部空間(52)與測量通道(51)連接，所述測量通道(51)的自由端設(shè)置有負載測量裝置(50)。
17.如權(quán)利要求16所述的卡鉗式制動器，其特征在于，測量通道(51)穿過螺旋絲杠機構(gòu)的螺旋絲杠(24)，負載測量裝置(50)位于螺旋絲杠(24)與壓力裝置(28，29；36)相對的端部。
18.如權(quán)利要求17所述的卡鉗式制動器，其特征在于，負載測量裝置(50)包括一個測力儀或一個負載傳感器，其電信號導(dǎo)線(54)穿過電機(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所述的卡鉗式制動器，其特征在于，流體是耐高溫的熱油。
全文摘要
一種致動器(7),它包括殼體(4)、電機(8)、致動部件(25,35)、和螺旋絲杠機構(gòu)(10),螺旋絲杠機構(gòu)使致動部件(25,35)隨著電機(8)的轉(zhuǎn)動運動相對于殼體(4)作線性運動,所述螺旋絲杠機構(gòu)(10)包括螺旋絲杠(24)和螺母(22),螺旋絲杠和螺母中的一個相對于殼體(4)可轉(zhuǎn)動地被支撐。螺旋絲杠機構(gòu)(10)和致動部件(25,35)通過彈性中間壓力裝置(28,29;36)相互配合。
文檔編號F16D65/18GK1284153SQ98813305
公開日2001年2月14日 申請日期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 申請人:Skf工程研究中心公司