CN101031459B - 电力制动促动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力驱动停车制动器(12)的特别是私人汽车的促动器(15)。所述促动器包括，在其径向限定的轴承装置上的电力马达(22)的下游，以多级方式轴向串联的行星轮传动装置(10)，并且包括径向固定在其两前端和共轴延伸至输出端(23)的定心销(29)。相应的一个包括小齿轮(30)的行星支架(38)沿定心销(29)被装配成用于以下传送级(35)的行星支架(38)上的行星轮(34)的太阳轮。

Description

电力制动促动器
【技术领域】
本发明涉及一种电力制动促动器。
【背景技术】
这种带有用于启动驻车制动的电力驱动齿轮机构的促动器已经公开于EP1364850A1中，并在马达和扭矩转换器之间具有带传动。后者优选配置为带有输出轴的多级行星齿轮机构，所述输出轴设置在最后一级的承载架上。行星架沿中空筒形齿轮机构壳体的内齿旋转。这种齿轮机构提供了针对该促动器的扭矩增加，依靠旋转速度的大幅度比例降低从而使得能够使用小型、高速度，并带有相应低输出扭矩的电动马达。前述已知促动器的传动壳体可选转地与复位弹簧抵靠安装，以使瞬时传动扭矩可以由测量装置利用当前旋转角定位测量。考虑到齿轮结构的固定，尤其为了克服增加扭矩的材料压力，所述具有优先权日期(早于本申请文本的日期)的公布文本不包括任何有关针对齿轮机构安装的结构补偿的内容。
JP2001173773A公开了一种行星齿轮机构，其多级轴向级联并且直接连接在驱动马达的下游，它的小齿轮起驱动马达输出轴第一太阳轮的作用，其以悬臂的方式插入齿轮机构中。所述连续齿轮机构阶段的各个行星轮在中空圆柱形齿轮箱体壳体的倾斜齿对的内壳体表面搅动，所述中空圆柱形齿轮箱体壳体相对于其长度具有恒定的内径。在相应的行星支架上，小齿轮充当下一齿轮机构阶段的行星轮的太阳轮，后者径向固定在齿轮机构壳体的端壁上并且从中伸出。在所述输出轴上，以悬臂方式伸入壳体的销以旋转固定的方式共轴连接在相反方向上，在具有第一太阳轮的马达轴之前，所述销端接在轴向距离上。具有太阳轮的行星支架以自由旋转的方式放置在所述销上。从而使得所述太阳轮不会因为负载而相对于其它构件上升，在各种情形中，所述销都装配有以不可移动和不可旋转的方式设置在太阳轮前端和轴向邻接另一齿轮机构阶段的行星支架之间的间隔元件的轴向止块。这使得固定所述齿轮机构极端困难。在负载下，仅仅在输出轴上得到确保的各个中心轴承销的机械压力就达到了临界值，使得在相反方向自由伸入的销前端周围不能再确保所述行星轮与壳体的内齿啮合。单单由于这种原因，对于在运行期间存在地负载，所述结构就不能令人满意，同时由于中心销仅仅在一侧得到固定，因此其扭矩在中空圆柱形齿轮机构壳体地径向上会增加；即便是所述结构对应于避免过度确定轴承的结构原则。
根据DE19732168C1或者DE19748318C1，对于液压停车制动器或者机械停车制动器，已知在马达和齿轮机构之间具有传送带的类似类型的促动器。谐和传动或者压板机构被设置成具有极大降压比例和自锁定作用的齿轮机构。由于非常高的旋转速度齿轮速度降低比例，该机构的运动增加了扭矩，并且这反过来需要应用能够非常高程度负载的材料，由此是昂贵的。
然而，在机车工业上，使用与齿轮机构中存在的压力相匹配的高强度特种材料需要花费与提供者放置的成本压力难以相容的成本。
【发明内容】
基于这些状况，本发明基于具体说明的通用类型的促动器的技术问题，在可靠性而不是高降压齿轮比上满足实际需求，也就是说，扭矩上得到显著提高，同时行星支架齿轮系统在结构上较不复杂但是可以在运行期间承受较大负载。
根据本发明，通过联用在说明书中明确说明的基本特征，上述目标得到了实现。根据这些方案，与常规理解的结构规则相反，对先前定义，甚至是多次定义的轴承系统进行选择，以用于共轴串联在输入和输出轴之间的行星级上。将共轴延伸穿过输入和输出轴之间的轴承机构的所述定心销用于此方案中作为中心轴承轴，所述中心轴承轴两前端径向固定并且沿该轴中心支承点和周边支承点都相对于彼此轴向偏离。基于该目的，所述定心销以可旋转固定的方式连接在大概中心定位于第一太阳轮和最后行星支架之间的一个行星支架上。然而，另外它可以不仅相对于具有太阳轮的其它行星支架可旋转，而且可以在其两端轴承中旋转。该实施方案可以免除能够承受极大负载的材料，特别是其中末端啮合行星轮和它们的固定在壳体上的内部啮合支撑环可以由增强纤维塑料经济地注塑成型。
根据本发明方案地进一步细节、进展和改进出现于其它说明内容中，并且，关于其它优点，还出现于以下优选的例证性实施方案的描述中，这些实施方案在附图中以对其本质进行高度概括但是大概是真实齿轮机构的方式进行了概述。
【附图说明】
唯一附图在抽象出其本质功能的轴向纵剖图中表明了用于并列容纳销、高速电动机的促动器壳体和行星齿轮机构，所述行星齿轮机构由后者经旋转速度降低传动带传动，并且为了以旋转方式激活运动变换器和在制动陆地机车之前具有较大扭矩，它们在多个级上串联应用。
【具体实施方式】
停车制动器12安装在车辆车体11部分上，当车轮被制动时，所述车辆车体不旋转。在各种情形中，所述旋转固定、机械连接在附图中以符号“x”表示。促动器15可以直接驱动所述制动器12或者，它可以利用同样固定在车体上的用于将旋转运动转换成直线运动的运动变换器，经细长杆或者类似的推力连接13进行驱动。驱动制动器所需的扭矩由促动器通过电机22和跟随在其之后的减速齿轮机构10，并且取决于安装需要，经刚性、链接或者柔性轴16进行提供。
促动器15的壳体17也以旋转固定的方式安装在车体11上。它包括，从轴向截面(即相对于附图平面相反的方向)上看，基本上8-字形布置的两个中空圆柱体，它们基本上彼此共轴连接，明确是沿它们的母线共轴连接，并且可以具有不同的轴向长度和直径。一个中空圆柱体充当马达接收器18(在附图纵向上被切除了)，和另一个中空圆柱体充当齿轮机构接收器19。这两个接收器18，19端接在驱动端，即远离制动器12，优选它们以共横断面展开，由此它们可以随后通过以摩擦锁定或者正锁定方式固定在其上的外盖20封闭。所述外盖20利用翼型21装配在马达接收器的方向上，所述翼型21以正锁定的方式插入或者如图所示整体成型，所述翼型21以旋转固定的方式将马达锁定在其口袋形的接收器中。
在例证性实施方案中，以旋转固定的方式连接在马达22的转子(未显示)上的马达轴24装配有用于侧向肋拱带26的啮合驱动25，所述带26环绕有具有显著较大周长的滑轮27，以经此传送带28产生降低的马达22旋转速度比例。所述滑轮27在输出端以共轴旋转固定的方式与短轴配合，所述短轴充当齿轮机构10的输入端并且在其自由前端具有作为小齿轮30的端齿。
优选所述输入轴与其小齿轮30一起用熔结金属成形为一件，并且适当时，与滑轮盘27一起成形，并且通过注射成形塑料进行封盖，特别是如果啮合在输出末端的行星轮34，和适当时，啮合在驱动端的齿带26也由塑料组成。
所述输入轴，即包括其小齿轮30围绕径向导向的定心销29旋转，同时定心销的相邻前端位于壳体17或者其外盖20的盲孔形开口内。所述销29还充当行星齿轮机构10的行星支架38上的太阳轮中心齿轮轴，所述行星齿轮机构10以多级形式进行串联，所述支承轴从输入轴前部的径向轴承一体延伸穿过整个齿轮机构10，远至输出轴23上的径向轴承。
所述定心销29啮合的输入轴另外还径向安装在壶形齿轮机构壳体33的驱动前端。基于上述原因，围绕销29旋转的轴部分在小齿轮30前部啮合齿轮机构壳体33，啮合中心开口31，在所述轴承机构壳体33的底部充当轴承环。除了开口31的该径向轴承之外，所述输出轴在齿轮机构壳体33中、在所述轴部分的相反端装配有径向轴承，这是基于其小齿轮30通过壳体33的环形内盖表面的行星轮34被径向支撑为太阳轮的事实。由此，依靠沿销29的如上定义的轴承，施加在驱动末端的输入轴上的径向负载被分布在许多相对于彼此轴向分布的径向支撑点上。
为了确保齿轮机构壳体33以结构、旋转固定的方式位于促动器15内，将所述齿轮机构壳体33轴向引入到促动器壳体17内，和当到达轴向定位点时，它通过夹紧以摩擦锁定的方式固定在其内，或者通过用挂钩挂入集成的弯曲弹簧内以正锁定、旋转固定的方式固定在其内，同样如附图中符号“x”所示。
在齿轮机构壳体33内，形成在输入轴上并且由此称为第一的小齿轮30.1直接充当至少一个行星轮34.1的太阳轮，和优选在无声运行中充当两个或者三个行星轮34.1的太阳轮，它们同样具有第一行星齿轮机构级35.1的末端齿(在附图截面图中只显示了一个)。在后者中，相应的行星轮34.1与支撑环37.1的中空轮内齿36.1相互啮合，所述支撑环37.1固定在壳体上并且籍此齿轮机构壳体33如图所示得到成形(或者以旋转固定的方式分离装配)。
至少支撑环37，并且事实上优选整个齿轮机构壳体33都注射成形为塑料零件。无论如何，在轴向延伸的齿轮机构壳体33的所示实施方案中，支撑环37序列通过注射成形密封的纤维得到增强，是为了更可靠的吸收经行星级35的在轴向升高的扭矩和为了能够将它们带走。无论如何，第一行星级35上的行星轮34也通过注射成形形成，其同样具有通过包埋纤维得到了机械增强。
在齿轮机构壳体33中，一个行星支架38由具有行星轮34的齿轮机构级35旋转，沿延伸穿过齿轮机构10的轴承或者定心销29轴向偏离。所述行星支架38在其驱动侧或者太阳轮侧装配有悬伸支承相应的行星轮34的轴向平行销39。这些行星支架38，也称为连接板并且同行星轮34的轴承一起经受高机械压力，优选为由熔结金属形成的元件，不必通过用塑料注射成形对它们进行密封，因为它们不具有与塑料翼型啮合的齿。
在齿轮机构级35.1后部，其行星支架38.1与设置在其上的小齿轮30.2同时充当下游行星齿轮机构级35.2与在此太阳轮(小齿轮30.2)和其内部啮合的支撑环37.2之间旋转的末端啮合行星轮34.2的能量输出。在以下级中的行星轮34的数目至少等于在先前级35中的数目，并且优选由于升高扭矩而大于，并且无论如何不小于先前级35中的数目；在附图中，同样是仅仅显示了四个行星轮34.2中的一个。对应于升高的扭矩，连续齿轮结构级的行星轮34在具有升高直径的支撑环37内转动。行星轮34与它们的轴承销39.2、连带的行星支架38.2等等，远到布置在齿轮机构壳体33上的最后行星支架38.i(表明了i＝2)都一起旋转。无论如何，由于在此达到了最大扭矩，最后载体38.i上的行星轮34.i与后者一样，都仅仅由熔结材料(或者通过注射成形包裹的熔结材料)组成。
为了输出扭矩，按照上述方式通过它们的载体小齿轮30串联的齿轮机构级35的所述后齿轮机构级(35.i)直接装配有中心输出轴23，而不是装配有小齿轮。基于上述原因，所述输出轴23，与输出轴上的所述轴承措施相比，同样是轴向偏离固定并且同时多次应用上述定义的措施，特别是一方面通过最后的行星支架38i，在输出端，开放壶形齿轮机构壳体33的前端(如结构图中轴承环的伸入翼型所示)；此外，在壳体33的内部方向上，通过上述最后载体38i由于其行星轮34.i在其内环36.i中的进行支撑作用轴向偏离；和最后，通过定心销29的该端，作为径向滑动轴承以可旋转方式啮合在最后行星支架38i或者甚至啮合穿过后者并且啮合入相邻输出轴23内。另一方面，销29安装在位于其前端的行星支架38上，大约位于输入和输出端中间，并且对其进行一些挤压，从而使得其通过行星轮34再一次径向轴向固定在其前部，安装在固定在壳体上的支撑环37上。
为了安装齿轮机构，一方面将具有小齿轮30.1的输入轴从外侧穿过壳体底部32上的开口31引入，另一方面，将具有以可旋转固定的方式支撑的行星支架，和适当时具有其它可旋转地支撑在其前部的行星支架的销29，从位于反面的开口齿轮机构壳体33的内侧塞入穿过输入轴上的中心孔，并且适当时，所述销29装配有其它位于自由前端反面的行星级35。由于在输出端固定在壳体上的支撑环37直径的逐步增加，行星齿轮机构10可以轻易由开放的壶侧(在附图中为从上到下)固定到以渐进方式逐步变细的齿轮机构壳体33上，并且可以在按照上述方式将如此装配的齿轮机构壳体33自身引入到促动器壳体17上的其接收器19中之前，对其功能进行检查。最后，仅仅将具有设置在其上的开口的盖20作为径向轴承固定在定心轴承销19的自由前端，穿过输入轴。
由此，在外盖20下，轮组或者大致的带驱动28可以充当位于其接收器18中的马达22的齿轮连接。
由此，用于电动驱动停车制动器12的促动器，特别是客车促动器，简要而言，具有在多个级中轴向串联的行星轮齿轮机构10，用于提供旋转速度降低与可以传递的扭矩升高。在本上下文中，在各种情形中，具有小齿轮30的行星支架38都相应于固定在壳体上的内部啮合支撑环37的轴向序列提供，所述小齿轮30自身被构造成用于另一齿轮机构级35的行星支架38上的行星轮34的太阳轮，同时具有中心短轴的最后齿轮机构级35.i的行星支架38.i将不再充当太阳轮，而是作为输出扭矩的输出轴23。根据本发明，两端都径向固定并且自身用于提供过度限定多次应用的定心销29、输入和输出轴23以及行星轮38或者太阳轮的径向轴承都定位于后者之间并且相对于彼此轴向偏离，各个齿轮机构级35延伸穿过输入轴并且以共轴的方式穿过齿轮机构10延伸至输出轴23；为了在其中心区域向其提供另外的径向轴承，将定心销29以可旋转固定的方式连接到一个行星支架38上，并且另外将齿轮机构壳体33在其两个末端嵌入或者装配成具有第一太阳轮的输入轴的轴承环，还将其固定在定心销29上，或者将其用于同样在输出轴23上向定心销29提供轴承的最后行星支架38上。

Claims (10)

1.一种电力制动促动器(15)，其装配有具有属于多个行星齿轮机构级(35)的多个行星支架(38)的多级行星齿轮机构(10)并具有在所述行星支架(38)中的最后一个之前的输出轴(23)，其特征在于，所述多个行星齿轮机构级(35)是共轴串联，所述电力制动促动器具有促动器壳体(17)，所述促动器壳体(17)带有用于定心销(29)前端的径向轴承，所述定心销(29)延伸穿过所述多级行星齿轮机构(10)进入输出轴(23)，并且行星支架(38)在所述定心销(29)上相对于彼此轴向偏离且径向安装，所述行星支架(38)各自装配有小齿轮(30)，该小齿轮(30)作为在固定到所述壳体上的支撑环(37)中转动的下一级行星齿轮机构级(35)的行星轮(34)的太阳轮，所述定心销(29)以旋转固定的方式布置在所述行星支架(38)之一上，这一行星支架近于中心地定位于所述太阳轮中的第一个和所述行星支架(38)中的最后一个之间。
2.如先前权利要求所述的促动器，其特征在于，所述多级行星齿轮机构(10)包括齿轮机构壳体(33)，在所述齿轮机构壳体(33)的两末端嵌入或者装配有所述支撑环(37)，所述支撑环(37)分别作为也安装在定心销(29)上的所述太阳轮中的第一个的轴承环，或者作为也支撑定心销(29)的所述行星支架(38)中的最后一个的轴承环。
3.如先前任一项权利要求所述的促动器，其特征在于，在第一行星齿轮机构级(35.1)中，至少布置有两个行星轮(34)，且在相应的下一行星齿轮机构级(35)中，至少与所述第一行星齿轮机构级(35.1)一样多的行星轮(34)布置在径向安装在定心销(29)上的行星支架(38)上，所述行星轮(34)在所述支撑环(37)内转动，各所述支撑环(37.2)比在前的行星齿轮机构级(35)中的支撑环(37.1)具有增大的直径。
4.如权利要求2所述的促动器，其特征在于，径向安装在所述定心销(29)上的输入轴的所述太阳轮在所述齿轮机构壳体(33)外侧装配有马达(22)的传动装置(28)的滑轮(27)。
5.如权利要求4所述的促动器，其特征在于，前端装配有所述太阳轮中的第一个且径向安装在定心销(29)上的所述输入轴穿过在齿轮机构壳体(33)的底部的一开口(31)啮合，该开口(31)在用作所述输入轴的另一个径向轴承。
6.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于外盖(20)，该外盖(20)在前端径向支撑定心销(29)并且还装配有用于将马达(22)固定在马达接收器(18)中的翼型(21)。
7.如权利要求2所述的促动器，其特征在于，彼此轴向跟随的所述行星齿轮机构级(35)的行星轮(34)的内啮合的所述支撑环(37)包含在由纤维增强塑料制成的所述齿轮机构壳体(33)内。
8.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于，至少第一行星齿轮机构级(35.1)的行星轮(34.1)由纤维增强塑料制成。
9.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于，所述行星支架(38)和至少最后的行星齿轮机构级(35.i)的行星轮(34.1)都由熔结金属形成。
10.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于，所述太阳轮中的第一个由熔结金属制成并且由塑料通过注射成形进行包裹。
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