CN101258663B - 带有封装在由耐火材料制成的分离式封壳中的电气设备的致动器 - Google Patents

带有封装在由耐火材料制成的分离式封壳中的电气设备的致动器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电致动器，包括带有可逆低压电动马达(2)的塑性壳体、用于进行控制和为马达供电的电气设备，其中电气设备(19、15)封装于由耐火材料构成的封壳(20)中。这样，壳体(1)能够根据强度、卫生和密封进行设计，而由于电气设备中的故障而采取的防火措施可被限制于分离式封壳。

Description

带有封装在由耐火材料制成的分离式封壳中的电气设备的致动器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的电驱动的致动器。 
背景技术
此类致动器很常用，但是为了描述本发明，从用于医院病床和护理床的线性致动器开始。这些床通常装备有多个用于升高和降低整个床以及升高和降低床垫支架(madras)的后部和腿部的致动器。致动器通过电缆连接至中央控制盒，中央控制盒包括用于连接至电力网的电源、可再充电的电池组、连接至一个或多个手动控制器和/或床上的固定控制面板的控制器。电源的输出电压通常为24-48伏，较高的电流高达大约8安培。 
总体地讲，考虑强度、卫生、密封和价格等这些因素，壳体通常由塑性材料制成。首要的是选择的塑性材料保证足够的机械强度，因为作用于致动器上的负载全部或部分通过壳体传递至致动器的安装架配件(mounting fitting)。 
然而，对于致动器的电气设备，有不同的要求，包括防火安全要求，以防止由于电气设备的故障而起火。按照对于可能产生多于15瓦的效率的电气医疗设备的某些标准和设计标准(在致动器中比较常见这种情况)，规定使用耐火材料。至于马达本身，并不需要采取特殊措施，因为马达壳体本身由金属构成因此并非直接易燃的。封闭马达壳体端部中的开口可能会产生问题。导线的问题可通过使用本身符合防火技术要求的导线解决。于是，剩下的问题是电气设备通常还包括印刷板、开关等等，其中可产生多于15瓦的效率。一种可能方案是由耐燃的塑料制成壳体，但是这种塑料要么缺乏足够的强度，要么价格 昂贵以致不能被看作实际可行的备选方案。尤其是由于成本原因，金属壳体也并不实际可行。 
发明内容
本发明的目的是提供一种所述问题的解决方案。 
根据本发明，这通过权利要求1中所述的特征来实现，其中电气设备被封装于由耐火材料制成的封壳(enclosure)中。通过这样做，就可由迄今所使用的塑性材料来制成壳体。关于用于封装电气设备的封壳，它相对而言不受限制。封壳可制成为用于安装在壳体上的小外部封壳，但是优选地，封壳置于壳体内部。通过这样做，就其本身而言，对封壳没有强度、卫生、密封或其它要求，因为这些方面的要求由壳体来满足。仅仅要求封壳必须由耐火材料制成，例如金属。然而，由于多种原因，尤其是设计和价格原因，优选地，它由特殊的耐火塑性材料制成，更具体而言由V-O塑料制成。因为封壳通常将比壳体小，所以可选择具有良好耐火性能的塑料，因为其价格对于致动器的总价格而言将不是很关键。 
当电气设备包括至少一个印刷电路板时，便利地，利用插座实现内部电连接，因为这将使得更容易成形封壳。使用带有耐火材料外套的电导线。 
通过使用耐火材料来用于印刷电路板，它可以形成封壳的壁的一部分，这使得封壳的设计特别简单。印刷电路板能够利用弹簧锁(snaplock)连接按照特别简单和安装友好的方法夹至封壳的其余部分。 
通过将插座安装在壳体中以用于将致动器连接至电源以及还可能连接至外部控制器，能够避免将外部电缆引入致动器中。在这些情况下，通往电气设备的内部连接利用带有耐火材料外套的导线进行。 
当马达具有带有基本上封闭的端部的、由钢构成的马达壳体时，其本身就以防火方式制成因而不需要采取进一步的措施。 
附图说明
下面将参考附图更详细地说明根据本发明的线性致动器，附图中： 
图1示出了穿过致动器的纵向剖面图， 
图2示出了封装的印刷电路板的视图， 
图3示出了图2的印刷电路板的部件分解图， 
图4示出了带有蜗轮和用于位置检测的电路的马达，以及 
图5示出了图4的马达，其中单独地示出位置检测装置。 
具体实施方式
由图1可看到，致动器包括分为两部分的塑性壳体1，其带有可逆电动马达2，可逆电动马达2通过蜗轮3驱动带有心轴螺母5的心轴4，传动杆6(亦称内管)连接至心轴螺母5，该传动杆6由保护管7包围，保护管7用作传动杆6的导向器。在一端，心轴4利用轴承17保持在壳体中。传动杆6上的负载被通过轴承17引导至壳体并由壳体引导至后面的安装架(mounting)12。壳体由塑料制成，例如由能耐受所述负载的PA6-GF30制成。为了密封，壳体的连接边缘18利用封边机(lined sealing)实现为迷宫式密封(labyrinth seal)。 
保护管7装备有环8，环8位于保护管外侧上的圆形槽中。环8安放于壳体中的槽9中。在环8与槽的一端9a之间为弹簧10，相对应的弹簧11在另一侧设置在环8与槽的另一端9b之间。致动器装配于结构中，在该结构中，致动器通过位于壳体1后端的后方安装架12和位于传动杆6自由端的安装架13内置入。当致动器内置入时，传动杆处的安装架13将防止心轴螺母5旋转，以便使得其代以根据马达的转动方向而沿着心轴4来回运动。在传动杆的充分缩回位置中，心轴螺母5撞到位于保护管7内部的槽中的环14。心轴螺母5于是将克服弹簧11的作用把保护管7推入致动器，这引起保护管7的斜角端启动微型开关15，微型开关15切断通往马达的电源。当传动杆6向外运动时，弹簧11将把保护管7推回至其初始位置，在该初始位置中，保护管7被保持于两个弹簧10、11之间的空档位置。当心轴螺母5到达其极限位置时，心轴螺母5将撞到保护管7中的末端止挡器15的边缘， 该保护管7用作传动杆6的导向器。在该极限位置，心轴螺母5克服弹簧10的作用将保护管7拉出。这引起保护管的最内端释放第二微型开关(藏在微型开关15后面)，第二微型开关切断通往马达的电源。两个微型开关都安装于接头印刷电路板19上并利用DIN插头16连接至导线16以便将控制盒与电源和操作电路连接起来。当心轴螺母5向内运动时，弹簧10把保护管7推回至初始位置。 
带有属于它的微型开关的印刷电路板19被封装于由耐火塑料V-O构成的分离式封壳20中，分离式封壳20自然带有微型开关的键所用的开口。封壳可具有较薄的壁，因为它不必耐受任何值得一提的机械负载，只不过用作印刷电路板周围的保护外套。壳体内部的将马达连接至印刷电路板19的电缆16和导线21具有由耐火材料构成的塑性外套以便使得它们本身满足防火安全要求。 
代替将导线焊接在印刷电路板上，可利用同样由V-O材料制成的内部插头22a、22b；23a、23b实现连接，这还通过安装产生优点。参看图2和3，印刷电路板19的封壳还可通过由耐火材料制成印刷电路板并且作为封壳的一部分而进行简化。于是，封壳20′的上部为带有弹簧锁24的盖帽。在印刷电路板的边缘处，具有用于腿24的卡槽(grove)25以便使得印刷电路板19可与盖帽20′咬合在一起。安装于印刷电路板外侧上的微型开关15、26由V-O塑性材料制成。 
关于马达2，其由带有基本封闭的端部的钢制马达壳体包围，因此马达本身满足防火安全要求。 
附图的图4和5示出了带有蜗轮3′的马达2，蜗轮3′带有用于传动杆6的位置确定装置，该位置确定装置通过记录蜗轮的转数而工作。为此目的，蜗轮装备有带有四个极的磁环27。带有霍尔元件的印刷板28与此相连，霍尔元件每次记录经过的磁环的磁极之一。根据霍尔元件的脉冲的数量和心轴的螺距，可以确定传动杆的位置。印刷板28在此也由耐火材料制成并且安装于印刷板上的插座29也是由耐火材料制成。印刷板的元件侧由上部部件30覆盖，该上部部件30与印刷板保持弹簧锁连接。 
利用这些设置结构，就可使用小的装置提供具有高防火安全性的致动器。本发明的另一个优点在于它能够在已有的致动器构造中实施，因为它只需要采取很小的措施。 
即使本发明根据线性致动器来描述，本发明当然也能够用于旋转式致动器，例如参见WO 01/17401 A1 Linak A/S。 

Claims (9)

1.一种线性致动器，包括：
塑性材料的外壳体(1)，
位于外壳体(1)中的可逆低压电动马达(2)，
心轴(4)和心轴螺母(5)的组件，
具有连接到心轴螺母(5)的内部第一端的传动杆(6)，
包围传动杆(6)的保护管(7)，
用于控制电动马达(2)的电气设备(19、15)，
用来将致动器连接至外部电源以及外部控制器的插头，
其特征在于，
用于控制电动马达(2)的电气设备(19、15)封装于由耐火材料构成的分离式封壳(20)中，或者分别由耐火材料制成。
2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，封壳(20)位于壳体(1)内部。
3.根据权利要求1或2所述的线性致动器，其特征在于，封壳(20)由耐火塑性材料制成。
4.根据权利要求3所述的线性致动器，其特征在于，塑料材料为V-O类。
5.根据权利要求3所述的线性致动器，其特征在于，电气设备包括至少一个印刷电路板，通向所述至少一个印刷电路板的电连接利用插头(22a、22b；23a、23b)实现并且导线具有由耐火材料构成的外套。
6.根据权利要求5所述的线性致动器，其特征在于，印刷电路板(19)由耐火塑性材料制成并且为封壳(20)的壁的一部分。
7.根据权利要求6所述的线性致动器，其特征在于，印刷电路板(19)通过弹簧锁(24)夹在封壳(20)的其余部分上。
8.根据权利要求书1-7中任一项所述的线性致动器，其特征在于，用于将致动器连接至电源以及还连接至外部控制器的插头安装于壳体(1)中，而通往内部电气设备和马达的连接利用具有耐火材料外套的导线实现。
9.根据权利要求书1-8中任一项所述的线性致动器，其特征在于，马达(2)具有由钢构成的马达壳体，所述壳体具有基本封闭的端部。
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