CN105793614A - 具有行星滚柱丝杠（pwg）的执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有行星滚柱丝杠(PWG)的执行器，所述执行器尤其用于操作车辆的离合器，其中中央的具有导程的螺杆与驱动器的转子抗扭地连接并且能够借助于驱动器围绕旋转轴线驱动并且多个行星滚子与螺杆接合并且与包围行星滚子的齿圈啮合，所述齿圈沿环周方向具有凹槽，其中行星滚子定位在行星滚子架中的两个端部上，并且根据本发明，行星滚子架抗扭地支撑在两个端部上，使得实现螺杆的导程与能借助于PWG轴向运动的构件的轴向行程明确地相关联，所述构件与能轴向操作的活塞有效连接。

Description

具有行星滚柱丝杠（PWG）的执行器
技术领域
本发明涉及一种根据第一权利要求的前序部分的具有行星滚柱丝杠(PWG)的执行器。
背景技术
行星滚柱丝杠(PWG)(也称作行星滚柱丝杠传动机构)多年以来是现有技术并且例如在DD0277308A5中描述。从文献DE102010047800A1中例如已知一种行星滚柱螺纹传动机构，所述行星滚柱螺纹传动机构包含在呈静液压的离合器执行器形式的静液压执行器中，以便将借助于电动机E产生的转动运动转换为轴向运动。从文献DE102010011820A1中已知一种行星滚柱螺纹传动机构，其具有丝杠并且具有设置在丝杠上的螺母并且具有多个在环周上分布的、设置在丝杠和螺母之间的行星件，所述行星件能滚动地设置在螺母的内环周以及丝杠的外环周上。在所述解决方案中，预紧装置设置用于行星件，其中螺母具有两个能相对于彼此轴向运动的螺母部件，并且其中预紧装置具有抵靠一个所述螺母部件弹性安装的弹簧元件。螺母具有两个功能：一方面所述螺母是传动机构部件以及另一方面所述螺母是预紧装置的部分。
还已知(参见DE102011088995A1)进行一种用于PWG的滑转检测的绝对值测量，PWG具有设置在丝杠上的螺杆螺母并且具有多个在环周上分布地设置的行星件，所述行星件与丝杠以及螺杆螺母滚动接合，其中相对于螺杆螺母不能轴向移动地设置的传感器元件检测丝杠和螺杆螺母相对于彼此的轴向位移，其中螺杆螺母能围绕螺杆轴线转动地安装在具有传感器元件的壳体上。
在一个还未公开的申请中描述了一种用于机动车的离合器的分离系统，其中在应用驱动器的条件下经由PWG操作能在壳体中轴向移动地支承的活塞，其中能够借助于传感装置检测活塞的位置。
然而，已知的系统相对耗费地构成，因为必须实现预紧并且PWG系统的受滑转决定的导程变化需要用于精确定位的行程传感器。
对于边界条件：在齿圈螺母中和在行星滚子3上的导程为零，得到下述极限情况：
极限情况1：在螺杆和行星滚子之间附着时不进行在螺杆转动时相对于所述行星滚子的进给/轴向运动，由此要记录在行星滚子和齿圈螺母之间的100％的滑转并且效率为零。
极限情况2：在行星滚子和齿圈螺母之间附着时螺杆导程借助在行星滚子和螺杆之间的100％的滑转1:1地转换，由此效率是非常小的。
发明内容
本发明的目的在于，研发一种具有行星滚柱螺纹传动机构的执行器，所述执行器避免受滑转决定的导程变化，确保良好的效率并且具有简单的构造。
所述目的通过第一权利要求的特征部分的特征实现。
有利的设计方案由从属权利要求中得到。
在此，执行器具有行星滚柱丝杠(PWG)并且尤其用于操作车辆的离合器，其中中央的具有导程的螺杆与驱动器的转子抗扭地连接并且能够借助于驱动器围绕旋转轴线驱动并且多个行星滚子与螺杆接合并且与包围行星滚子的齿圈啮合，所述齿圈沿环周方向具有凹槽，其中行星滚子定位在行星滚子架中的两个端部上，并且根据本发明，行星滚子架抗扭地支撑在两个端部上，使得实现螺杆的导程与能借助于PWG轴向运动的构件的轴向行程明确地关联，所述构件与能轴向操作的活塞有效连接。
由此第一次可能的是，经由螺杆的导程确定轴向的行程，而为此不使用耗费的传感装置。
通过第一次使用具有抗扭地支撑的行星滚子架的和与其相关联地与滑转无关的系统导程的PWG，能够在执行器中弃用行程传感器(根据现有技术，所述行程传感器由于滑转是必需的)和与其相关的在电子装置中的部件，因为滑转不影响PWG的能轴向运动的部件的轴向运动。
有利地，将根据本发明的解决方案与基准的可行性组合，由此能确定执行器的能轴向运动的元件的轴向的基准位置/零位。
两个行星架优选抗扭地支撑在包围齿圈的且在两个端部上径向向内指向的第一套筒中并且所述第一套筒直接地或经由第二套筒或另一中间元件抗扭地且能轴向移动地容纳在相对于支架固定的壳体中。齿圈将行星滚子的轴向力传递到第一套筒上，所述第一套筒止挡在相对于第一套筒抗转动的第二套筒上，活塞与所述第二套筒连接，所述活塞例如操作离合器。
壳体抗扭地固定在容纳驱动器(优选电动机)的马达座上并且朝至少一个弹簧或弹簧组预紧，其中第一套筒能够与活塞的分离运动相反地朝弹簧组移动，直至所述弹簧组压紧在座上。由此可能的是，经由弹簧组的特征曲线确定PWG的进而活塞的零位置/轴向基准点。
与行星滚子架抗扭地且轴向固定地连接的第一套筒将轴向力和呈轴向往复运动形式的运动或者直接地或者经由第二套筒(或等效的中间元件)传递到活塞上，由此所述活塞执行分离运动。第一套筒沿基准方向按压到弹簧/弹簧组上以确定轴向的基准点/零点。
在已知基准点/零点之后，能够经由螺杆的导程确定第一套筒的进而与其连接的其他能轴向运动的构件(第二套筒/活塞)的轴向位置，因为它们与行星滚子架一起相对于壳体抗扭地固定。
通过行星架以与轴向地实现基准点的弹簧组组合的形式的抗扭转，能够借助于电动机的或螺杆的转角发送器实现位置确定。此外，经由马达电流的特征曲线或马达特征曲线能够进行轴向的位置确定，因为该特征曲线与弹簧的/弹簧组的特征曲线(力/行程曲线)相对应。
此外，离合器的位置能够经由其特征曲线借助于可信度检查来确定。
螺杆具有导程≠0并且优选仅与用于角/位置传感器的角发送器组合，所述角发送器与进行驱动的电动机的转子抗扭地连接。
第一套筒优选两件式地构成并且例如经由包围所述第一套筒的夹子彼此轴向地且抗扭地连接。
第二套筒在其外直径上具有纵向齿部，所述纵向齿部与在壳体的内轮廓上的纵向齿部接合，使得第二套筒抗扭地且能轴向移动地容纳在壳体中。此外，第二套筒与活塞连接，使得轴向运动传递到活塞上进而操作离合器。
借助于根据本发明的解决方案避免受滑转决定的导程变化(不避免滑转)，其中保持良好的效率。由此，能够取消使用行程传感器并且简化在执行器中的电子装置，所述电子装置由于提高的功能安全性要求而必须移入目标明确的位置中。为了定位仅利用集成的转动发送器，其信号仅经由可信的基准相对于特征曲线调整。
在下文中根据实施例和相应的附图详细阐述本发明。
附图说明
附图示出：
图1示出执行器的纵剖面；
图2示出具有标出的沿活塞的分离方向的力线F的纵剖面的三维图；以及
图3示出具有第一和第二套筒的PWG的纵剖面；
图4示出根据图2和3的、然而不具有第二套筒的PWG的三维图；
图5示出壳体的三维的零件图。
具体实施方式
在图1中示出执行器的纵剖面，所述执行器具有行星滚柱丝杠(PWG)，借助于所述行星滚柱丝杠将由电动机E产生的转动运动转换为轴向的往复运动，通过所述轴向的往复运动能够分离活塞1进而能够操作未示出的离合器。呈行星滚柱丝杠PWG形式的传动机构(参见图2和3)具有螺杆2，所述螺杆具有带有导程的外螺纹2.1，所述螺杆与驱动器(在此电动机E)的未表明的转子抗扭地连接并且能够借助于驱动器围绕旋转轴线L驱动。多个行星滚子3与螺杆2接合，所述行星滚子与包围所述行星滚子3的齿圈4啮合，所述齿圈沿环周方向具有凹槽。优选地，三个或三个的多倍的行星滚子3沿环周方向围绕螺杆2定位。行星滚子3在两个端部上能转动地分别容纳在行星滚子架5中，其中抗扭地支撑两个行星滚子架5。
为此，每个行星滚子架5容纳在第一套筒A的在端侧上径向向内指向的区域A1中，所述第一套筒划分为两个半部，所述两个半部具有径向向外指向的凸缘6并且在所述凸缘上经由夹子7(优选由板构成)彼此抗扭地且彼此轴向固定地连接。第一套筒A抗扭地且轴向固定地安置在第二套筒B中，所述第二套筒再抗扭地但能轴向移动地容纳在壳体8中并且相对于所述壳体密封。在此，第二套筒B在其外直径上具有外齿部B1(参见图2)，所述外齿部与壳体8的内齿部8.1(也参见图5)相对应。壳体8经由径向向外指向的法兰区域8.2相对于支架固定地固定在电动机E的马达壳体9上。
由此，经由壳体8，第二套筒B、第一套筒A和行星滚子架5抗扭地设置。
齿圈4经由PWG的确保内部的PWG力传递的两个轴向轴承10将来自行星滚子3的轴向力借助于形状配合(未示出的环绕的凹槽)传递到套筒A中。
第一套筒A将轴向力和轴向行程经由第二套筒B传递到要操作的元件(在此活塞1)上，所述活塞根据图1经由容纳件11固定在第二套筒B的穿过壳体8的中央的开口8.3向外指向的端部上。
从图1中能看到，壳体8以其径向向外指向的法兰区域8.2在此朝马达壳体9预紧呈碟形弹簧组12形式的弹簧组12。第一套筒A沿基准方向借助于径向向外指向的凸缘6按压到弹簧组12上，以便确保可信的基准，其中所述基准方向与活塞1的分离运动相反地定向，所述凸缘借助于夹子7围住，所述弹簧组通过壳体8预紧。
螺杆2设有导程≠0并且具有用于角和/或位置传感器的未示出的角发送器，其抗扭地与进行驱动的电动机E的转子连接。
在此，轴承单元13优选构成为四点轴承，在此构成为轴向轴承和径向轴承的组合，以便承受轴向力和螺杆2相对于壳体8的旋转。
马达壳体9具有定子9.1，所需的未示出的电子装置和向外的接口(插座14、电容器15等)。此外，壳体8与马达壳体9以相对于支架固定的方式耦合，在所述壳体中经由呈纵向沟槽形式的内齿部8.1实现行星滚子架5间接地经由第一套筒A和第二套筒B进行转动支撑。
通过使用具有抗扭地支撑的行星滚子架5和与其相关联地与滑转无关的系统导程的PWG与基准的可行性组合，在根据本发明的执行器中能够弃用行程传感器(根据现有技术，所述行程传感器由于滑转是必需的)和在电子装置中的与其相关的部件。
在图2和3中为了说明再次示出执行器的呈行星滚柱丝杠PWG形式的传动机构，在图1中已经简单地描述所述传动机构。
在此，在图2中用箭头示出经由螺杆2到第二套筒B上的力曲线F，借助于所述第二套筒操作未示出的活塞1，并且从图2和3中能看到在第二套筒B中的呈纵向槽形式的外齿部B1。第二套筒B以具有外齿部B1的区域仅在第一套筒A的一半上延伸并且在外齿部B1之后具有径向向内指向的突起部B2，第一套筒A在内部轴向止挡在所述突起部上。在突起部B2上在径向内部连接有管状的区域B3，该区域包围螺杆2并且活塞1(参见图1)固定在该区域上。
图4示出根据图2和3的PWG的三维图，然而仅具有套筒A而不具有第二套筒B。在径向向内指向的区域A1上，第一套筒A具有留空部A2，行星滚子架5形状配合地接合到所述留空部中，使得所述行星滚子架相对于第一套筒A是抗扭的。第一套筒A的两个半部和夹子7经由彼此接合的成形元件16彼此抗扭地且轴向固定地止动。
从图5中能看到壳体8的零件图5，所述壳体具有呈纵向齿部或纵向凹槽形式的内齿部8.1进而将第二套筒B借助于其外齿部B1抗扭地且能轴向移动地容纳。壳体8以其法兰区域8.2固定在马达壳体9(在此未示出)上并且对此具有螺孔8.4。
根据本发明，行星滚子架被第一次抗扭地支撑。螺杆2抗扭地与转子连接并且齿圈4将行星滚子3的轴向力传递到第一套筒A上，所述第一套筒两件式地优选构成为板件。第一套筒A止挡到第二套筒B上，所述第二套筒实现活塞1的往复运动。套筒A相对于套筒B是抗转动的并且行星滚子架5抗扭转地安装在A中。通过将所述抗扭转与弹簧组12组合能够简单地借助于电动机E的或螺杆2的转角发送器进行位置测量，所述弹簧组轴向地实现基准点。在一个优选的实施方式中，还经由离合器的特征曲线进行可信度检查，以便正确地确定位置。
在保持良好的效率的条件下能够实现避免受滑转决定的导程变化(不避免滑转)。此外，提供基准的简单的可行性。由此能够取消行程传感器并且取消在执行器中的电子装置，所述电子装置基于提高的功能安全性要求必须移入目标明确的位置。为了定位，仅利用集成的转动发送器，其信号仅经由可信的基准相对于特征曲线调整。
附图标记列表
1活塞
2螺杆
2.1外螺纹
3行星滚子
4齿圈
5行星滚子架
6凸缘
7夹子
8壳体
8.1内齿部
8.2法兰区域
8.3开口
8.4螺孔
9马达壳体
9.1定子
10轴向轴承
11容纳件
12弹簧组
13轴承单元
14插座
15电子装置(电容器)
16成形元件
A第一套筒
A1径向向内指向的区域
B第二套筒
B1外齿部
B2突起部
B3管状的区域
E电动机
F力线
L旋转轴线
PWG行星滚柱丝杠

Claims (10)

1.一种具有行星滚柱丝杠(PWG)的执行器，所述执行器尤其用于操作车辆的离合器，其中中央的具有导程的螺杆(2)与驱动器的转子抗扭地连接并且能够借助于所述驱动器围绕旋转轴线(L)驱动并且多个行星滚子(3)与所述螺杆(2)接合并且与包围所述行星滚子(3)的齿圈(4)啮合，所述齿圈沿环周方向具有凹槽，其中所述行星滚子(3)定位在行星滚子架(5)中的两个端部上，
其特征在于，所述行星滚子架(5)抗扭地支撑在两个端部上，使得实现所述螺杆(2)的导程与借助于所述PWG能轴向运动的构件的轴向行程明确地相关联，所述构件与能轴向操作的活塞(1)有效连接。
2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述行星滚子架(5)抗扭地支撑在包围所述齿圈(4)的并且在两个端部上径向向内指向的第一套筒(A)中，并且所述第一套筒(A)直接地或经由第二套筒(B)抗扭地且能轴向移动地容纳在相对于支架固定的壳体(8)中。
3.根据权利要求1或2所述的执行器，其特征在于，所述齿圈(4)将所述行星滚子(3)的轴向力传递到所述第一套筒(A)上，所述第一套筒止挡在相对于所述第一套筒(A)抗转动的所述第二套筒(B)上，所述活塞(1)与所述第二套筒连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的执行器，其特征在于，所述壳体(8)抗扭地固定在容纳所述驱动器的马达座上并且朝至少一个弹簧或弹簧组(12)预紧并且所述第一套筒(A)能够与所述活塞(1)的分离运动相反地朝向所述弹簧组(12)移动，直至所述弹簧组压紧在座上并且能够经由所述弹簧组(12)的特征曲线确定所述PWG的进而所述活塞(1)的零位置/轴向基准点。
5.根据权利要求1至8中任一项所述的执行器，其特征在于，与所述行星滚子架(5)抗扭地且轴向固定地连接的所述第一套筒(A)将所述轴向力和呈轴向往复运动的形式的运动经由所述第二套筒(B)传递到所述活塞(1)上，并且沿基准方向按压到所述弹簧/所述弹簧组(12)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的执行器，其特征在于，通过将所述行星架的抗扭转与轴向地实现基准点的所述弹簧组(12)组合，能够借助于所述电动机(E)的或所述螺杆(2)的转角发送器实现位置确定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的执行器，其特征在于，所述离合器的位置能够经由其特征曲线借助于可信度检查来确定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的执行器，其特征在于，所述螺杆(2)具有导程≠0并且与用于角/位置传感器的角发送器组合，所述角发送器与进行驱动的电动机(E)的所述转子抗扭地连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的执行器，其特征在于，所述第一套筒(A)两件式地构成并且所述第一套筒(A)的两个部分经由包围所述第一套筒的夹子(7)彼此连接并且所述第二套筒(B)轴向地且抗扭地与所述第一套筒(A)连接并且所述第二套筒(B)在其外直径上具有纵向齿部，所述纵向齿部与在所述壳体(8)的内轮廓上的纵向齿部接合，使得所述纵向齿部经由第二套筒(B)抗扭地且能轴向移动地容纳在所述壳体(8)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的执行器，其特征在于，所述第二套筒(B)与所述活塞(1)抗扭地连接。
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