CN110030353A - 线性致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性致动器，包括：由两个部分组成的壳体(1)、带有电机轴的电动机(3)、与电机轴连接的传动装置(8－11)、与传动装置连接的主轴单元和与主轴单元连接的调节元件(13)，主轴单元至少包括主轴(7)及主轴螺母(14)，主轴配备有轴承(12)。线性致动器的特征在于，安装单元嵌入壳体中，安装单元具有前端部和后端部，电动机放置在安装单元的后端部上，主轴安装在安装单元的前端部上，且传动装置位于安装单元内部。对于这种结构，除了能够减少部件数量之外，例如，致动元件、前安装件和主轴螺母能够模制成一个单个塑料单元，因部件的组装大大简化，它还允许松公差。在连接中，传动装置有利地放置在安装单元中。

Description

线性致动器
技术领域
本发明涉及一种线性致动器，该线性致动器包括：包括至少两个部件的壳体、具有电机轴的电动机、与电机轴连接的传动装置、与传动装置连接的主轴单元和与主轴单元连接的调节元件，其中主轴单元包括带有主轴螺母的至少一个主轴，主轴配备有轴承。
背景技术
这种类型的致动器例如是从都属于Linak A/S的EP 531 247 A1、EP 586 326 A1、EP 647 799和EP 662 573 A1已知的，所述致动器具有由两个半壳组成的塑料壳体，其中各个部件安装在一个半壳中，当安装完成时，由另一个半壳进行封闭。从属于Linak A/S的WO98/30816已知了一种具有由金属底盘实现的性能非常高的复杂致动器的示例。对于这些致动器应用，致动器包括外管，该外管围绕致动元件，该致动元件通常是管状的并且外管固定地安装在壳体中。
无外壳的用于工业用途的无设计的重型致动器基于带有集成的后安装件的承载金属外壳，其中力通过该外壳传递。从属于Dewert Antriebs-und Systemtechnik的DE 9404 383.3 U1已知了一种稍微相当的致动器，其中由压铸锌制成的壳体构造有圆柱形部分，电机位于该圆柱形部分中，该圆柱形部分可通过盖封闭。压铸锌外壳因为它应该容纳电动机而较大，这使得该方案相对昂贵。
从属于Dana Corporation的EP 0 831 250 A2已知了一种具有稍微不同结构的壳体的致动器。壳体包括壳，壳围绕电机和传动装置。朝向后部(即朝向致动器的后安装件)敞口的壳体通过盖封闭。朝向前部(即，朝向主轴)，壳设置有用于外管的安装件，该安装件用作主轴螺母的引导件并且用作主轴的外端部的引导件。尽管如此，在主轴上发生的横向载荷通过外管传递到壳体。然而，其还指出壳体和外管由刚性材料制成，并且例如尤其提及铝、锌合金和不锈钢，即，所提及的包含玻璃纤维、聚氯乙烯和聚乙烯的塑料材料尼龙具有其相应的刚性。所有的都是相对昂贵的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种如前序部分所述的致动器，其制造简单且便宜。
根据本发明，这通过为线性致动器配备嵌入壳体中的安装单元来实现，所述安装单元具有前端部和后端部，并且电动机位于安装单元的后端部处并且主轴安装在安装单元的前端部上。除了因此能够减少部件的数量之外，它因部件的组装大大简化(即仅仅就安装单元而言)还允许公差松弛。在连接中，传动装置有利地放置在安装单元中。
在特定实施例中，壳体包括前半部分和后半部分，所述前半部分和后半部分具有垂直于致动器的纵向轴线的连接表面。这两个半部分显示为两个“杯子”，各个组件可放置在杯子中。两个半部分的组装也相对简单，因为它们应该简单地组装成具有垂直于纵向轴线的横截面，这也使得防尘和防水相对简单。这与已知的线性致动器相反，在已知的线性致动器中，壳体通常由在主轴的纵向轴线给出的平面中的两个半壳组成。
在一个实施例中，壳体具有用于嵌入安装单元的凹部。凹部的形状可以适合于安装单元的外侧，并且因此防止安装单元在壳体的纵向方向上移位或者防止可能绕壳体的纵向轴线转动。
为了额外地固定安装单元，安装单元的至少一侧可以配备有装配在壳体中的肋上的凹口。凹口有利地构造为缺口部，即，设置到安装单元的一端部，允许其简单地被轴向推入壳体中。在张紧状态下，安装单元将以其前端部抵靠在壳体中的凹部的最前边缘上。该边缘可以是圆形的，或者仅具有两个沿直径方向定位的边，例如，底部和顶部。
在一个实施例中，电动机安装成抵靠安装单元的后端部，即，使得电动机的前端部搁靠在安装单元的后壁上。为此目的，安装单元配备有多个(至少两个)轴向突出的销，这些销装配到电动机前端部中的相应孔内。因此，电动机相对于安装单元固定而不转动，并且当电动机和安装单元彼此抵接时，电动机和安装单元都沿轴向固定。
在这方面，对于轴向固定，在壳体的后半部分的后端部中构造有嵌入件(用于电动机后端部的座)。嵌入件的形状适合于电动机后端部的形状，该电动机具有用于电机轴的圆柱形突起。在用于电机的轴承座中，存在相应的圆柱形凹部，所述圆柱形凹部用于接收电动机后端部上的突起。因此，当组装时，电动机在轴向方向上保持在安装单元的后端部与壳体后半部分内的嵌入件之间。当组装线性致动器时，电动机简单地放置在壳体的后半部分中，并且安装单元放置在电动机的前端部上，使得销进入电动机的孔中。
传动装置有利地由行星齿轮构成，行星齿轮放置在安装单元内。在一个具体实施例中，行星齿轮的太阳轮安装在电动机的轴的前端部上，而环形轮安装在主轴的轴的后端部上，而其余的齿轮(诸如行星轮)安装在安装单元的凹口中。
在主轴的轴的后端部上安装有用于安装在致动器中的主轴上的滚珠轴承。该滚珠轴承有利地安装在用于该目的的在安装单元的前侧的凹口中，即，在行星齿轮的前方。因此传动装置的组装变得相对简单。
主轴的外端部(自由端部)配备有有利地呈一段管形状的致动元件。致动元件的位于主轴上的端部在内部配备有螺纹，其构成主轴螺母，用于与主轴的外螺纹接合。致动元件的外端部(自由端部)配备有用于安装致动器的前安装件。应注意，致动元件不一定必须是管，它也可以是纵向肋，可替代地是单根杆，其在其后端部终止于构成主轴螺母的一段管中，并且在前面终止于前安装件。
致动元件的后端部可以配备有套环，该套环在致动元件的完全缩回位置中用作抵靠安装单元的前端部或滚珠轴承的止动件。当利用前安装件安装致动器时，防止致动元件转动以及因此防止主轴螺母转动，并且当主轴转动时，致动元件将因此根据主轴的转动方向在主轴上向外移动或向内移动。可替代地，致动元件因为在圆周中具有切口的套环围绕壳体内的轴向延伸肋进行夹持而可以被固定以抵抗转动。后者可以简化致动器的安装，因为致动元件在安装过程中可以来回移动。
在一个实施例中，具有内螺纹(主轴螺母)、轴环和前安装件的致动元件以塑料模制为一个单体单元。这显然简化了安装，因为应当安装仅仅一个元件，只简单地拧紧主轴即可。
致动元件穿过壳体前端部的孔伸出，其中孔被构造为致动元件的引导件，就像孔可以配备有密封件以防止灰尘和液体从外部进入致动器一样。
前安装件和后安装件可以是孔眼或叉形安装件。在两种情况下，都有用于销、螺栓、轴、锁定环或类似物的横向孔，用于将前安装件固定在安装有致动器的结构中。
在一个实施例中，后安装件呈叉形安装件的形式，其构造为壳体后半部分的一体部分，两个凸缘作为侧壁被引导经过壳体的端壁，并且在两个细长侧壁中，有用于销、螺栓、轴、锁定环或类似物的横向孔，用于固定后安装件。
在一个实施例中，后安装件配备有用于将致动器固定在肋上的特殊支架。支架是三角形的，带有两个侧壁，在侧壁上有用于固定支架的轴销。当支架插入叉形安装件中时，两个轴销将与叉形安装件中的通孔接合。在支架中有一个纵向槽，通过该纵向槽可将支架引导到肋上。支架的端部配备有带有支柱形手柄的弹簧锁。当操作时，按压手柄，从安装有致动器的结构上的安装肋释放支架以及因此释放致动器。
用于电动机的印刷电路板插入壳体中、在电动机下方。用于印刷电路板的电缆延伸穿过壳体后壁中的孔。
附图说明
下面将参考附图中所示的根据本发明的线性致动器的实施例和变型更全面地解释本发明。在附图中：
图1示出了从前面看的线性致动器的透视图以及示出了后安装件中的支架，
图2示出了图1的线性致动器从后面看的透视图，
图3示出了图1的线性致动器的壳体的分解图，
图4示出了图1的线性致动器的纵向截面图，
图5示出了线性致动器的驱动单元的分解图，
图6示出了图1的线性致动器的分解图，
图7示出了图1的线性致动器的另一分解图，和
图8示出了图1的线性致动器的又一分解图。
具体实施方式
图中所示的线性致动器包括壳体1，该壳体包括前半部分1a和后半部分1b。在壳体1中，安装单元2嵌入凹部中。凹部的形状适合于安装单元2的外侧部，并因此防止安装单元在壳体1的纵向方向上移位或者防止其可能绕壳体的纵向轴线转动。为了额外地固定安装单元2，在安装单元的一侧配备有装配在壳体1的后半部分1b中的肋上的凹口。在张紧和压缩状态下，安装单元2以其前端部邻接在壳体1的凹部的最前面的圆形边缘上，可替代地邻接在最后面的圆形边缘上，因此将力传递到壳体。
安装单元2的后端部配备有电动机3。为此目的，安装单元配备有两个轴向突出的销4，销装配到电动机前端部的相应孔中。用于电动机后端部3a的嵌入件5设置在壳体后半部分1b的后端部内部。嵌入件5的形状适合于具有用于支承电机轴的圆柱形突起3b的电动机后端部3a的形状。在嵌入件5中，有一个相应的圆柱形凹槽5a，用于接收电动机后端部3a上的突起3b。因此，当组装时，电动机3在轴向方向上保持在安装单元2的后端部与壳体1的后半部分1b内的嵌入件5之间。电动机3通过与安装单元2上的两个销4的接合而防止转动。
电动机3通过两级行星齿轮6驱动主轴7。行星齿轮6包括太阳轮8，太阳轮固定到电动机3的轴的前端部。在安装单元2的前端部中，存在用于行星齿轮的凹槽2a。凹槽的后壁配备有与太阳轮8啮合的两组相对的齿轮9。与各齿轮9模制成一体的是行星轮10，行星轮与安装在主轴7的轴的后端部的环形轮11啮合。在主轴7的后端部、在环形轮11的前面设有滚珠轴承12。为此，滚珠轴承12安装在凹部2b中、在安装单元2的前侧，即，安装在安装单元2的与用于行星齿轮6的凹部相对的端部上。
外端部(即主轴7的自由端部)配备有呈一段管形状的致动元件13。致动元件13的位于主轴7上的端部在内部设有螺纹14，其构成用于与主轴7的外螺纹啮合的主轴螺母。致动元件13的外端部(自由端部)配备有用于安装致动器的前安装件15。致动元件13的后端部配备有套环16，套环在致动元件13的完全缩回位置中用作抵靠滚珠轴承12的止动件。当使用前安装件15安装致动器时，防止致动元件13转动并且因此防止主轴螺母转动，当主轴7转动时，致动元件13因此将根据主轴的转动方向而在主轴7上向外移动或向内移动。可替代地，致动元件13可以由于在圆周上具有切口16a的套环16围绕壳体1内轴向延伸的肋进行夹持而被固定以抵抗转动。具有内螺纹(主轴螺母)、轴环16和前安装件15的致动元件13由塑料模制成一个单体单元。致动元件13穿过壳体1的前端部中的孔17突出，孔17被构造为用于致动元件13的引导件，就像孔17可配备有密封件以用于防止灰尘和液体从外部进入致动器一样。
前安装件15在图1-4和6中显示为孔眼，而在图8中显示为叉形安装件。在两种情况下，有用于销、螺栓、轴、锁定环或类似物的横向孔15a，用于固定前安装件15。
呈叉形安装件形式的后安装件18构造为壳体的后半部分1b的一体部分，两个凸缘作为侧壁被引导经过壳体1中的端壁，并且在两个细长的侧壁中有用于销、螺栓、轴、锁定环或类似物的横向孔，用于固定后安装件。在一个实施例中，后安装件18构造为具有用于将致动器固定在肋上的特殊支架19。支架19是三角形的，具有两个侧壁，在该侧壁上有用于固定支架的轴销。当支架19插入叉形安装件中时，两个轴销将与叉形安装件中的通孔接合。在支架19中有纵向槽，通过该纵向槽可将支架引导到肋上。支架19的端部配备有带有支柱形手柄的弹簧锁。当操作时，按压手柄，从安装有致动器的结构上的安装肋释放支架以及因此释放致动器。
用于电动机的印刷电路板插入壳体中、在电动机下方。用于印刷电路板的电缆延伸穿过壳体1的后壁中的孔20。为了保护电缆，在孔20的正下方有一个突出翼片1c，所述翼片1c防止电缆与后安装件18发生冲突。
因此，本发明提供了一种线性致动器，该线性致动器由很少的部件组成并且以使得它们易于组装的方式构造，由此可以简化制造而不损害致动器的质量。

Claims (17)

1.线性致动器，包括：
壳体(1)，所述壳体包括两个部分(1a，1b)，
电动机(3)，所述电动机带有电机轴，
传动装置(8-11)，所述传动装置与电机轴连接，
主轴单元，所述主轴单元与传动装置连接，其中，所述主轴单元至少包括主轴(7)及主轴螺母(14)，并且所述主轴(7)配备有轴承(12)，
调节元件(13)，所述调节元件与主轴单元连接，其特征在于，安装单元(2)嵌入壳体(1)中，所述安装单元(2)具有前端部和后端部，电动机(3)放置在安装单元(2)的后端部上，主轴(7)安装在安装单元(2)的前端部上，并且传动装置位于安装单元内部。
2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述传动装置(8-11)位于所述安装单元(2)内部。
3.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述壳体(1)包括前半部分(1a)和后半部分(1b)，所述前半部分和后半部分具有垂直于所述线性致动器的纵向轴线的连接表面。
4.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述壳体(1)具有用于形配合地接收所述安装单元(2)的凹部。
5.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，凹口(2c)设置在安装单元(2)的一侧中，所述凹口装配在壳体(1)的后半部分(1b)中的肋上，用于额外地固定所述安装单元(2)。
6.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述电动机(3)安装成抵靠所述安装单元(2)的后端部，为此目的，安装单元配备有多个轴向突出的销(4)，所述销装配在电动机的前端部中的相应孔内。
7.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述壳体(1)的后半部分(1b)的后端部配备有用于嵌入所述电动机的后端部(3a)的座(5)。
8.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述传动装置包括行星齿轮(6)，所述行星齿轮具有由所述电动机(3)驱动的太阳轮(8)和安装在主轴(7)的轴的后端部上的环形轮(11)。
9.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述主轴(7)的后端部在所述环形轮(11)前面配备有滚珠轴承(12)，所述滚珠轴承安装在位于安装单元(2)前侧的凹口(2b)中，即，位于用于行星齿轮(6)的凹部(2a)的前面。
10.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，至少致动元件(13)的在所述主轴(7)上方突出的后部部分是管状的且配备有内螺纹，构成所述主轴螺母(14)。
11.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，致动元件(13)是管状的，所述主轴螺母(14)构造在致动元件的后部部分中，并且前安装件(15)构造在致动元件(13)的最前面的自由端部中。
12.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述致动元件(13)的后端部配备有套环(16)，所述套环在所述致动元件(13)的完全缩回位置中用作抵靠所述滚珠轴承(12)的止动件。
13.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述致动元件(13)固定成因套环(16)在圆周上构造有围绕所述壳体(1)内的轴向延伸肋进行夹持的切口(16a)而抵抗转动。
14.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，具有内螺纹(主轴螺母14)、轴环(16)和前安装件(15)的致动元件(13)由塑料模制成一个单体单元。
15.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，后安装件(18)是叉形安装件，所述叉形安装件构造为壳体(1)的后半部分(1b)的一体部分，两个凸缘(18a，18b)作为侧壁被引导经过壳体(1)的端壁，并且在两个细长的侧壁中设有用于销、螺栓、轴、锁定环或类似物的横向孔(18c)，所述横向孔用于固定后安装件。
16.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，支架(19)安装在后安装件(18)中，用于将致动器固定在肋上，所述支架是三角形的，具有两个侧壁，在侧壁上有轴销(4)，用于当两个轴销(4)与后安装件中的通孔(18c)接合时将支架(19)固定在后安装件中，支架设置有纵向槽(19a)，支架通过纵向槽能够被引导到肋上，并且支架的端部配备有弹簧锁(19b)，所述弹簧锁具有支柱状的手柄，用于从安装有线性致动器的结构的安装肋上释放支架并且因此释放线性致动器。
17.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，用于电动机的印刷电路板(21)插入壳体中、在电动机(3)下方，并且用于印刷电路板的电缆延伸穿过壳体(1)的后壁中的孔(20)。
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