CN1003531B - 由伺服马达操纵的闭锁装置 - Google Patents

Abstract

由伺服马达操纵的闭锁装置，本发明涉及一种闭锁装置，这种装置通过弹簧对伺服驱动机构进行制动；从而避免伺服驱动机构的控制失灵。本发明通过其结构减少了这种保护装置所需要的费用，这种结构只需使用一个弹簧件就能在闭锁装置的两个终端位置降低装置的刚性。

Description

由伺服马达操纵的闭锁装置

本发明涉及一种闭锁装置其主轴可升高，但不可旋转，在一个安装在闭锁装置“U”形头中的、可旋转的螺纹套上，通过一个伺服驱动机构进行上下运动，这样，主轴的闭合运动受向“U”形头上予定位置的制动螺母所限制，而开启运动由主轴上向挡盖的予定位置的反向密封环所限制，使闭合运动与开启运动均通过安装在“U”形头中的一个弹簧件进行制动。

用于使闭锁装置开启和闭合，即使闭锁件驶离和驶近所必需的轴向力，主要是由电动传动的伺服驱动机构产生的。伺服驱动机构通过螺纹套传递的伺服驱动机构的旋转运动，由上升的不可旋转的主轴转换成轴向运动。

对于安全技术要求高的装置来说，只有当伺服驱动机构的控制失灵时才能使用限制主轴运动的机械手段，制动螺母和反向密封环。这样一种控制失灵就是：在伺服驱动机构中业已存在的，并且已往调到一定值的行程和扭矩限制开关失灵。由于控制失灵和伺服驱动机构驶向一个固定的止挡器，就必然出现危害闭锁装置安全的后果。

由于扭矩开关的失灵，不仅是驱动马达的最大扭矩对受负荷的部件起作用，而且还附加有一个过高的扭矩对其作用。过高扭矩的出现是由于伺服驱动机构的旋转部件所产生的旋转力矩突然受到制动的结果。在止挡器上起作用的旋转力矩的大小与伺服驱动机构的种类和闭锁装置的刚性有关。根据设计上对闭锁装置提出的要求，由于至少是在对安全敏感的范围内使用的闭锁装置具有很高的刚性，所以，当由于控制失灵而造成的驶向止挡器的结果，会导致过负荷，甚至导致闭锁装置和伺服驱动机构的毁坏。

为了消除这种不利的后果，人们不得不在作用力的方向通过装入弹簧件的方法来降低装置的刚性。应该说，这种措施对主轴的两个终端位置是有作用的，所以，迄今一直都在闭锁装置的U形头中配置两个弹簧件，每个弹簧件用于一个止挡。这种结构因其EP-A-0123021的标志而为人们所熟悉。在这种结构的闭锁装置的止挡器上，伺服驱动机构所产生的动能，不仅会通过圆盘弹簧组的张紧而转换成弹性势能，还会通过附加装入一个摩擦件而转变成摩擦能，该结构制动螺母位于安装在过渡套筒上的螺纹套上面是必要的，这样就需要加大主轴的尺寸，因它受到附加拉力的作用。

本发明的任务在于研制本说明开头所提及那种类型的闭锁装置，其保护装置只需较少量的元件就可以避免控制失灵，但稍需一些花费。不过，其体积较小，高度也降低了。另外，不会有由于摩擦、压力或拉力引起的附加力对主轴起作用。

根据本发明，这一任务是通过下面的方式解决的：制动螺母（13）拧在穿透“U”形头（8）下壁（12）的螺纹套（9）的一部分上，它的螺纹与主轴的螺纹相反，并被锁紧不能转动，这样，该壁的下端面用作为制动螺母在闭锁装置闭合位置时的支承面;而弹簧件则支承在该壁的上端面上，弹簧件上则又平放着可轴向移动的螺纹套。

根据本发明的解决方案，单独使用的弹簧在主轴的两个运动方向降低闭锁装置在止挡器上起作用的刚性。由于只采用了弹簧件，缩小了保护装置所必需的安装体积，降低了整个闭锁装置的制造精度。由于动能转变成弹性势能时的传输力大部分为螺纹套所承受，并继续传送给弹簧，主轴的负荷就比较小。

为了大大缩短制动螺母在两个终端位置之间行驶过的行程，建议螺纹套的外螺纹以及旋在螺纹套上面的制动螺母的内螺纹应具有比主轴的螺纹小得多的螺距。

在上面的位置（闭合位置）和下面的位置（开启位置）之间运动的制动螺母的防止转动的装置，由于它能在一定程度上对称地描绘闭锁部件的位置，因而可以用作显示的装置。为了能够获得与闭锁部件的位置完全吻合的读数值，当作螺栓用的、并且穿过闭锁装置座上槽口的防止转动的保险装置，可以与安装在座上的可旋转的指针连接在一起。

下面将列举实例对本发明作进一步的说明：

图1本发明的闭锁电枢沿主轴的剖面图

图2图1所示闭锁电枢封闭头的放大图

图3图2所示A-B线的剖面图

图4闭锁电枢显示装置的正视图

图1所示的闭锁装置有一个外壳（1），该外壳具有一个挡盖（2），借助填塞套（3）进行密封的主轴（4）穿过该挡盖（2）。主轴（4）的下端固定一个闭锁部件（5），闭锁部件在所示的闭合位置紧挨外壳（1）的密封面（6）。

支撑“U”形头（8）的座（7）置予外壳（7）之上。螺纹套（9）借助于轴向滚珠轴承（10）安置在U形头（8）中，并使其可以旋转。螺纹套（9）在其上端通过一个键（11）与一个在图上未示出的电动伺服驱动机构相连接，该伺服驱动机构直接地或通过一个齿轮装置安放在“U”形头（8）上。

经过左旋的梯形螺纹与螺纹套（9）相连接的主轴（4），当螺纹套（9）右旋时向下运动，即在闭锁装置的闭合方向运动。如图2所示，制动螺母（13）拧在穿过“U”形头（8）下壁（12）的螺纹套（9）伸出的部分上。这里所用的是右旋的细螺纹，这样，由于螺栓（14）穿过座（7）的槽、并能防止转动，所以当主轴（4）向下运动时，与主轴行程相比，制动螺母（13）以小的尺寸向上运动。

在正常的条件下，这就是说，当伺服驱动机构无干扰地进行工作的情况下，当闭锁装置闭合时，制动螺母（13）紧挨在壁（12）的下面，但又不与其接触。只有当出现故障时，即当伺服驱动机构在闭合过程结束后未切断电源的情况下，制动螺母（13）才对着壁（12）的下端面驱驶。这一位置在图2中是以α表示的。

在壁（12）的上侧，有一个由3个碟形弹簧组成的弹簧件（15），在该弹簧件（15）上又支撑着螺纹套（9）下面的轴向滚珠轴承（10）。在上述事故的情况下，螺纹套（9）通过继续旋转的伺服驱动机构，在现在已经固定住的制动螺母（13）的螺纹中向下旋。这一过程中张紧的弹簧件（15）的力对这一运动起着相反的作用。伺服驱动机构，视其弹簧件（15）的厚度和所提供的使弹簧运动距离的大小而定，用一个可以确定的滞后机构进行制动和使其完全停止。

在闭锁装置的开启方向出现控制失灵的情况下，也会出现类似的过程。

安置在主轴（4）上的反向密封环（16），用作向上最大运动止挡器。如果反向密封环（16）运行到档盖的予定位置，则螺纹套（9）通过继续旋转的伺服驱动机构向下旋。在这一过程中，弹簧件（15）也被张紧，伺服驱动机构被制动和完全停止。

当闭锁装置处于开启运动时，制动螺母（13）和螺栓（14）由位置α向着虚线标出的位置b移动。由于这一运动与主轴（4）的运动成反比，正象图3和图4所示那样，它可以当作显示装置用。为此，螺栓（14）与一个在座（7）上安置成可旋转的指针（17）连接在一起，指针（17）与螺栓（14）作反向运动，从而正确地显示出闭锁部件位置准确的光学读数。

Claims (3)

1、闭锁装置，其主轴可升高，但不可旋转，在一个安装在闭锁装置“U”形头中的，可旋转的螺纹套上，通过一个伺服驱动机构进行上下运动，这样，主轴的闭合运动受向“U”形头上予定位置运动的制动螺母所限制，而开启运动由主轴上向挡盖的予定位置运动的反向密封环所限制，使闭合运动与开启运动均通过安装在“U”形头中的一个弹簧件进行制动，其特征在于：制动螺母（13）拧在穿透“U”形头（8）下壁（12）的螺纹套（9）的一部分上，它的螺纹与主轴螺纹相反，并被锁紧不能转动，这样，壁（12）的下端面用作制动螺母（13）在闭锁装置闭合位置时的支承面;而弹簧件（15）则支承在该壁（12）的上端面上，弹簧件上则又平放着可轴向移动的螺纹套（9）。

2、根据权利要求1的闭锁装置，其特征在于：螺纹套（9）的外螺纹和拧在螺纹套上的制动螺母（13）的内螺纹的螺距比主轴（4）螺纹的螺距小得多。

3、根据权利要求1的闭锁装置，其特征在于：制动螺母（13）通过一个螺栓（14）防止旋转，该螺栓（14）穿过闭锁装置座（7）的槽。

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