CN103842166B - 螺杆致动压制单元 - Google Patents

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Abstract

一种通过压入配合来安装部件的螺杆致动压制单元，其包括壳体（10）、旋转地设置在壳体（10）中并联接至旋转马达（11）的致动螺杆（14）、与致动螺杆（14）相配合的螺母组件（22）、牢固地连接至螺母组件（22）并且延伸到壳体（10）外部用于连接至工件的推力杆（24）以及锁止装置（28-33），锁止装置（28-33）在致动螺杆（14）旋转时有效地将螺母组件（22）旋转地锁止至壳体（10），其中，锁止装置（28-33）包括安装在螺母组件（22）上并且从螺母组件（22）径向延伸的三个滚轴螺栓（28-30），所述滚轴螺栓（28-30）被布置以与在壳体（10）中在轴向延伸的槽（31）的边缘处布置的两个平行导轨（32、33）引导地配合。滚轴螺栓（28、29、30）沿着相反方向被弹簧偏压以与导轨（32、33）接触，从而消除螺母组件（22）和壳体（10）之间的旋转运动。

Description

螺杆致动压制单元
技术领域
本发明涉及一种螺杆致动压制单元，其旨在通过压入配合将多个部件结合，并且包括具有电机驱动的致动螺杆的壳体、非旋转螺母和连接至该螺母的推杆，以通过螺母在所述多个部件上施加线性推力而被结合。
背景技术
关于上述类型的压制单元存在的问题在于，不管是直接在螺母本身和壳体之间，还是通过推力杆与壳体旋转锁止接合，在螺母和壳体之间很难获得良好的旋转锁止功能。在上述类型的以前的压制单元中已经采用了不同类型的旋转锁止布置，例如在推力杆和壳体之间的花键连接，通过该花键连接允许推力杆的纵向运动，但不允许旋转。这种类型的旋转锁止布置的缺点在于，在壳体和推力杆之间需要相当长的接合距离以减小部件之间的接触压力，从而提供这种花键连接的可接受的长使用寿命。这反过来意味着壳体的长度趋向于不需要太长，尤其在应用到旨在用于狭窄区域中的压制单元的时候。
获得这种类型的压制单元的旋转锁止装置的另一种方法是提供一种螺母，其具有一个或者多个径向延伸的键元件，该键元件布置为与壳体中的纵向键槽相配合。已知由于壳体和螺母需要特殊的形状，因此这样的布置已经导致了较高的制造成本。已知因为在很多应用中对于推力杆纵向运动（并且由此螺母的旋转运动）的精度有很高的要求，因此这样的布置已经不仅承受着不可接受的机械磨损，还使得螺母/推力杆的导向不太准确。由于螺母和壳体中的键槽之间的滑动接触表面不可避免地需要在它们之间有较小的运动以确保不阻塞的操作和承载一些润滑剂，因此在螺母和壳体中的键槽之间很难获得自由运动接合。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺杆致动压制单元，其中获得了线性行进的螺母相对于壳体的旋转锁止，从而确保推力杆运动的高度精确。
本发明的另一个目的是提供一种螺杆致动压制单元，其中壳体的长度不会有负面的影响，并且其中旋转锁止装置的使用寿命实质上得以延长。
本发明的其他目的和优点将在随后的说明书和权利要求中显现出来。
附图说明
下面将参考附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。
在附图中：
图1为根据本发明的压制单元的立体图。
图2显示了图1中的压制单元的俯视图。
图3显示图1中的压制单元的部分呈截面的纵向视图。
图4显示了图3中沿着B-B线的横截面图。
图5显示了螺母组件和滚轴布置的较大尺寸和部分呈截面的详细视图。
具体实施方式
在附图中示出的压制单元包括主壳体10，该主壳体10附接有电动旋转马达11，电动旋转马达11具有用于在该压制单元和单独的控制单元（未显示）之间进行多芯电缆电力传输和控制信号传输的连接件12。在壳体10中具有旋转设置的（journalled）致动螺杆14，该致动螺杆14通过减速齿轮15而联接到马达11。减速齿轮15位于壳体10的后端壁13处，并且包括牢固地附接至螺杆14的直齿轮16。螺杆14的后端处通过三个滚珠轴承17、18和19支撑，该三个滚珠轴承17、18和19为成角度接触的类型以用于将螺杆14的径向和轴向力从螺杆14传递到壳体10。轴承17、18和19被支撑在通用安装套筒20中，该通用安装套筒20通过薄壁颈部分21被固定到后端壁13。在响应于其上所施加的载荷而可弹性变形的该颈部分21上安装有应变仪传感器（未示出）以用来响应于施加于轴承17、18和19上的轴向载荷并对应于由压制单元传递的输出推力而传输信号。如图4所示，压制单元设置有外部连接器23以用来与轴承安装套筒20上的应变仪传感器进行信号连线通信。
致动螺杆14被布置以与螺母组件22相配合从而将螺杆14的旋转运动转化为直线运动。管状推力杆24牢固地连接至螺母组件22，该管状推力杆24延伸到壳体10外以连接至工件。推力杆24由处于壳体10的前端的普通轴瓦25支撑，并且螺杆14被径向支撑在推力杆24的内壁26上。
螺母组件22优选为这种类型，其具有多个行星螺杆构件（未显示）以用来与螺杆14相配合。这种类型的螺母设计在这种类型的压制单元中为此前已知，因此对其的详述在此省略。那种类型的螺母组件设计的很大的优点在于，在螺母组件22和螺杆14之间有较大的总接触面，从而具有较低程度的机械磨损。
根据本发明，螺母组件22设置有三个防止旋转的径向定向的锁止元件，锁止元件为滚轴螺栓28、29和30的形式。这些滚轴螺栓以共同的轴向定向排列进行布置，并且通过壳体中的轴向定向的槽31而侧向向外延伸。滚轴螺栓28、29和30布置为与安装在槽31的边缘处的两个平行导轨32、33相配合。滚轴螺栓28、29和30被板弹簧元件36偏压以与导轨32、33滚动接合，从而消除螺母组件22和壳体10之间的任何旋转运动。滚轴螺栓28、29和30包括用于低摩擦旋转的滚针轴承，并且被布置从而使得位于这三者中间的滚轴螺栓29通过弹簧元件36而朝着其中一个导轨33偏压，然而另外两个滚轴螺栓28和30作为反向作用力朝着相对的导轨32而偏压。为了完成与导轨32和33的这个双作用接触接合，中间的滚轴螺栓29被支撑在轴承座34上，该轴承座34沿着相对于螺母组件22和另外两个滚轴螺栓28和30的横向方向被可移动地引导。板弹簧元件36通过它的端部被支撑在螺母组件22中的凹槽35a、35b中，并且被布置以在轴承座34上应用偏压载荷，见图5。只要在螺母组件22上的反作用力不取代弹簧元件36的偏压载荷，则这样的布置确保了在螺母组件22和壳体10之间没有运动。为了使得压制单元输出更大的压力，选择更强的板弹簧元件36以抵抗螺母组件22上的更大的反作用扭矩，并且确保螺母组件22相对于壳体10无运动锁止。然而，滚轴螺栓28、29和30上的弹簧载荷不必要大是重要的，因为在滚轴螺栓28、29和30以及导轨32、33之间的接触压力越大，所涉及的部件的机械磨损越大。
在操作中，马达11连接至动力源，并且连接至控制单元以使得马达11根据预定程序操作，即在推力杆24的期望的轴向行程处获得一定的压力。并且，推力杆24设置有合适的工具以与手头的工件相接合。如附图所示，在该单元的起始位置，螺母组件22占据着靠近后端壁13的最后位置，这就意味着推力杆24占据着它的最大缩回位置。随着压制单元的启动，信号从控制单元传输到马达，其导致减速齿轮15和致动螺杆14开始旋转运动。致动螺杆14和螺母组件22之间的螺纹啮合提供了螺母组件22和推力杆24的直线运动。这样做的条件是防止螺母构件22在壳体10中旋转。这是通过滚轴螺栓28、29和30与壳体10上的导轨32、33的相互接合而实现。随着致动螺杆14的继续旋转，推力杆24能够执行它的工作任务，也就是通过给两个部件施加推力而经由压入配合将两个部件压在一起。在螺母组件22沿着致动螺杆22行进的过程中，螺母组件22通过滚轴螺栓28、29和30与导轨32、33之间的低摩擦接合被连续地锁止而防止旋转。滚轴螺栓28、29和30抵靠导轨32、33的弹簧偏压保证了在螺母组件22和壳体10之间没有旋转运动。
来自于由推力杆24施加的推力的反作用力通过滚珠轴承17、18和19、安装套筒20和后端壁13被传递到壳体10。反作用力的大小以及由此执行的推力通过信号指示，该信号由安装套筒20的较弱的颈部分21上的应变仪传感器而传输，并且这些信号与控制单元中编程的数据进行比较。随后，OK或者NOK信号被传输以指示到操作者该操作是否已经令人满意地完成。特别地，完全轴向位置（压制工作旨在于该完全轴向位置完成）是非常重要的，并且由储存在控制单元中的数据所确定。由马达上的旋转/角度传感器得到精确的位置指示。推力杆24上的线性运动/位置传感器不会给出足够精确的指示以用于根据通常采用的高要求来控制该过程。
随着目标压制工作的完成，马达停止并且反转，这意味着致动螺杆14开始反向旋转，由此使得螺母组件22改变运动方向而导致在推力杆24上的缩回运动。
应当注意的是，本发明不限于所显示的和所描述的实例，而可以在权利要求的范围内随意改变。

Claims (2)

1.一种螺杆致动压制单元，其包括壳体(10)、在所述壳体(10)中旋转地设置的致动螺杆(14)、驱动地联接至所述致动螺杆(14)的旋转马达(11)、与所述致动螺杆(14)相配合的螺母组件(22)、牢固地连接至所述螺母组件(22)并且延伸到所述壳体(10)外部用于连接至工件的推力杆(24)以及锁止装置，所述锁止装置有效地将所述螺母组件(22)旋转地锁止至所述壳体(10)，同时允许所述螺母组件(22)在所述致动螺杆(14)旋转时进行轴向运动，其中，所述锁止装置包括三个或更多个径向延伸的以共同的轴向定向排列安装在螺母组件(22)上的滚轴螺栓(28-30)，在所述壳体(10)中轴向延伸的槽(31)以及设置在所述槽(31)的边缘上的两个平行导轨(32、33)，其中所述滚轴螺栓(28-30)与所述导轨(32、33)相接合以在压制单元操作期间防止螺母组件(22)的旋转，并且其中弹簧元件(36)被布置以在所述滚轴螺栓(28-30)上施加抵靠所述导轨(32、33)的偏压力以消除所述螺母组件(22)和所述壳体(10)之间的旋转运动，其特征在于三个滚轴螺栓中的一个滚轴螺栓(29)位于另外两个滚轴螺栓(28、30)的中间，并通过所述弹簧元件(36)被偏压抵靠其中一个所述导轨(32)，而另外两个滚轴螺栓(28、30)被偏压抵靠相对的导轨(33)。
2.根据权利要求1所述的螺杆致动压制单元，其特征在于，位于所述另外两个滚轴螺栓(28、30)中间的滚轴螺栓(29)被支撑在轴承座(34)上，该轴承座(34)沿着相对于所述螺母组件(22)和所述另外两个滚轴螺栓(28、30)横向的方向被能够移动地引导，并且所述弹簧元件(36)为板弹簧，所述弹簧元件(36)为通过其端部被支撑在所述螺母组件(22)的凹槽(35a、35b)中的板弹簧并且抵靠所述轴承座(34)被预拉伸。
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