CN1177156C - 致动器 - Google Patents

致动器

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Abstract

一种致动器，其具有一个电机通过一个传动装置驱动一个作动元件，例如一个旋转臂或一个纵向可移动的杆。所述传动装置具有至少两个传动级，所述第一传动级由一个蜗轮蜗杆驱动装置形成，第二传动级由一个冠状轮和伞齿轮(5；4a，4b)构成，其中伞齿轮(4a，4b)由所述蜗轮(3a，3b)驱动，并且所述冠状轮(5)具有一个动力分出装置(15)。所述传动装置容易这样形成，从而所述冠状轮(5)的轴在所述蜗杆(2)直接延伸部上。于是可以获得一个相对紧凑的具有一个高传动比的传动装置，所述蜗轮和冠状轮和伞齿轮由塑料形成，所述传动装置还具有相当低的噪音。

Description

致动器
技术领域
本发明涉及一种下述类型的致动器，其中一个电机通过一个传动装置驱动一个作动元件，例如一个旋转臂或者一个纵向可移动的杆，并且其中所述传动装置具有至少两个传动级，其中第一个传动级由一个具有一个蜗杆和一个蜗轮的蜗轮蜗杆驱动装置形成。
背景技术
所述致动器用于在一下述产品中产生运动和进行位置调节，所述产品例如：家具、包括床和松弛的床垫架、病床和医院床、护理设备、机动车座椅、机械和工业领域等。线性致动器的例子可以在本申请人LinakA/S的欧洲专利申请EP 647 799和EP 622 573、和Niko Gesellschaftfür Antriebstechnik Gmbh的德国专利申请DE 38 42 078和Inventions& Developments Holland B.V.公司的专利申请WO99/16333。在德国实用新型DE 298 02 384 U1中可以发现一种旋转致动器的例子，该申请的申请人是Recticel Internationale Bettsysteme Gmbh，其中公开了一种床垫架，该床垫架结合了旋转致动器用于调节靠背部件和/或靠腿部件。
相关的电气设置通常是一个低伏特设备，其中致动器一般由一个24V的DC电机驱动。现有的电机存在这样的问题，即需要巨大的齿轮传动装置，因为所述电机具有相当高的转数，同时所述致动器必须相对非常慢地移动。例如，所述电机可以具有3000r.p.m数量级的转数，而致动器以约30秒的时间周期进行一个完整的运动，或者甚至在低至60秒的时间周期进行一个完整运动。已经采用了各种方案以获得高的减速，但这些要么太昂贵，要么太笨重，机械性能不够稳定或者噪音太大。
发明内容
本发明的目的是提供一种致动器，同时可以避免上述一个或者多个问题。
根据本发明类型的致动器可以实现上述目的，这种类型的致动器已经在开篇段落中描述，其中第二传动级由一个冠状轮和伞齿轮构成，并且由蜗轮驱动伞齿轮，其中冠状轮具有一个动力分出装置，后者设置在蜗杆的延伸部上，包括基本上在所述蜗杆的延伸部上，或者与所述蜗杆的延伸部平行。这提供了一种致动器，该致动器具有一个相对紧凑的传动装置，该传动装置具有高传动比，并且所述蜗轮是塑料的，而致动器具有更加小的噪音。冠状轮和伞齿轮可以通过用一个两夹爪(two-Jawedtool)工具模制塑料而以简单的模制工具制造，从而使得所述制造成本基本上可以保持在很低的水平。
当所述传动装置包括与所述第一蜗杆和伞齿轮沿径向相对设置的一个附加的蜗轮和伞齿轮时，就获得了平衡的力的分布。所述蜗杆和冠状轮得以稳定，并且所述力的分布可以被用于传递更大的力或者减小尺寸或者对材料作另外的选择。
在一个实施例中，蜗轮和伞齿轮形成一个部件，其确保了该蜗轮和伞齿轮之间优选的耦合，并且方便了安装。塑料的蜗杆和伞齿轮可以以一个两夹爪注射成型模制工具制成一个元件。
在另外一个实施例中，所述电机外壳设有一个前外罩，该前外罩具有一个用于所述蜗杆的自由端的安装件，并且所述外罩另外设有用于蜗轮/伞齿轮的轴和用于冠状轮的轴。这具有安装方面的优点。
当所述冠状轮的动力分出装置形成为一个与轴平行的齿轮时，其可以在与一个行星齿轮组合在一起时容易地用作一个太阳轮。在此，冠状轮和所述齿轮可以制成一个部件。
在一个实施例中，所述冠状轮的轴设有一个轴承套，并且所述蜗杆的自由端可以方便地安装在前部元件中的轴承套中。
当构造蜗轮、伞齿轮和冠状轮时，所述冠状轮具有一个塑料的齿轮作为动力分出装置，因此在保持将噪音降低至一定水平的同时可以减小成本。
附图说明
下面将参照附图所示实施例对本发明进行详细的说明，在附图中：
图1是本发明的第一个实施例的示意侧视图；
图2是沿图1中II-II线的剖面图；
图3是本发明的第二个实施例从前面看去时的透视图；
图4是第二个实施例的一个分解视图；
图5表示了一个具有行星齿轮的实施例的纵剖面图；
图6表示了图5所示实施例中沿VI-VI线的剖面图。
具体实施方式
如图1和2所示的实施例包括一个12V或者24V的DC电机，其中一个蜗杆2形成所述电机轴的一个延伸部分。蜗杆2由钢制成，其驱动一个蜗轮3和一个伞齿轮4。所述蜗轮3和伞齿轮4作为一个整体由塑料模制而成。所述伞齿轮4驱动一个冠状轮5，后者也类似地由塑料制成。所述冠状轮具有一个动力分出装置用于与随后的传动装置连接。对整体式蜗轮/伞齿轮和冠状轮的安装可以在所述致动器的外壳或者框架中进行，但是一种较好的方法是安装在电机上，下面给出其一个例子。
所述伞齿轮4呈圆柱形，并且所述冠状轮也是圆柱形的，或者其也可以是圆锥形的。在普通齿、直齿、斜齿、螺旋齿或者准双曲面齿中作随意的选择，用于满足特定的要求。
使用相同的标号用于相同的部件，如图3所示的实施例类似地包括一个12V或者24V的DC电机或者其它形式的伺服电机1。与前述实施例不同，这儿有两组蜗杆和伞齿轮3a、4a；3b、4b，其沿径向相对地设置，其优点是分散了力并降低了齿轮上的载荷，防止所述蜗杆和冠状轮向外挠性弯曲。
从图4可以看出，所述电机外壳在此设有一个前外罩7，该前外罩7以轻质金属材料模制。所述前外罩7具有两个指向前方的托架8a、8b，每个托架具有一根轴9a、9b，分别用于一个蜗杆和伞齿轮3a、4a；3b、4b，后者通过一个锁紧环被固定在所述轴上，位于所述轴端部的一个凹槽中。所述轴9a、9b是钢轴，其端部被固定在所述托架上的一个凹口9a’中，用于上述目的。
所述托架8a、8b向前没入位于这两个托架之间的一个圆柱10中。所述圆柱10向内面向所述电机的端部具有一个孔，在所述孔中插入一个轴承套11，在所述轴承套中安装有所述蜗杆2的端部。除了在中心位置通过所述两个蜗轮3a、3b进行平衡之外，还防止了所述蜗杆由于安装所述端部而挠曲。
一个指向前方的轴12被设置在所述电机轴的延伸部上，该轴12设置在所述圆柱10的相对端部。所述轴12如图所示在此作为一个松配合的钢轴固定在所述圆柱的孔中，但是所述轴可以成整体地与所述圆柱模制，如图5所示。一个轴承套13设置在所述轴12上，并且通过纵向凹槽和花键来防止该轴承套13转动，如同通过一个锁紧垫圈14将轴套固定在所述轴上一样。
与所述冠状轮5成整体地模制有一个齿轮15，后者形成随后的行星齿轮中的一个太阳轮。所述太阳轮15整体上为所述冠状轮提供了额外较长的支承力。所述冠状轮5在此安装在所述轴承套13上并且通过一个颈圈16固定而防止滑动，所述颈圈16被接收在所述太阳轮端部的一个凹陷中。所述冠状轮可以模制有一个两爪工具，其中所述分隔面在所述冠状轮齿的齿根5′处，并且蜗杆/伞齿轮也可以是这样，使得所述分隔面自然地位于其间的界线上。
所述前外罩7借助于两组折板18a、18b定位于所述电机外壳上，所述两组折板18a、18b被接收在相应的切口19a、19b中。位于这两对切口之间的折板20a、20b被用于固定外罩7，其中所述折板被向内压在所述外罩的外侧上，或者所述电机外壳的边缘被压靠在所述折板18a、18b上，所述电机外壳的边缘在所述折板18a、18b上向内变形，例如，借助于一个开槽的工具。
图5和6表示了一个实施例，其中在所述冠状轮之后具有一个行星齿轮21。其基本原理总体上如图3和4所示，并且相同的部件具有相同的参考标号。在图5中，所述蜗轮/冠状轮的外观是其剖面的形状。所述行星齿轮在此被结合在一个外壳25中，所述外壳25的一端装配在所述蜗杆、蜗轮/伞齿轮和冠状轮上。所述外壳包括一个横向壁22，该横向壁22具有一个用于冠状轮的齿轮15的孔，所述冠状轮突出到所述壳体的另外一端内，并且与一个行星齿轮26啮合，后者又与所述外壳中的内齿23啮合。所述冠状轮的齿轮15于是形成一个在所述行星齿轮中的太阳轮。所述外壳25通过形成在所述前外罩7中的咬合锁紧支腿24固定于所述电机壳体。所述咬合锁紧支腿24的端部与所述外壳内侧匹配的刻槽啮合。所述行星齿轮整体上可以这样牢固地咬合在所述电机的前端部。
如上可以知道，本发明的结构在横向和纵向紧凑，力的分布很好地得以平衡。所述冠状轮通过两个径向定位的伞齿轮牢固地安装并被支持。所述结构由较少的部件构成，这些部件容易组装。所述齿轮传动比相对较高。例如该齿轮传动比可以是1∶30的数量级，并且在蜗杆/蜗轮和伞齿轮/冠状轮之间相等地分布。另外，所述传动装置具有较低的噪音。最后，成直线传动的优点也应当提及，即，驱动轴位于所述电机轴的延伸部上。

Claims (12)

1.一种致动器，其中，一个电机(1)通过一个传动装置驱动一个作动元件，其中所述传动装置具有至少两个传动级，所述第一传动级由一个蜗轮蜗杆驱动装置形成，该蜗轮蜗杆驱动装置具有一个蜗杆(2)和一个蜗轮(3，3a)，其特征在于，第二传动级由一个冠状轮(5)和伞齿轮(4，4a)构成，其中伞齿轮(4，4a)由所述蜗轮(3，3a)驱动，并且所述冠状轮具有一个动力分出装置(6，15)，所述动力分出装置设置在蜗杆(2)的延伸部上或者与所述蜗杆的延伸部平行。
2.根据权利要求1所述的一种致动器，其特征在于，所述传动装置包括一个附加的蜗轮(3b)和伞齿轮(4b)，这两个附加的蜗轮(3b)和伞齿轮(4b)沿径向相对于所述蜗轮和伞齿轮(3a，4a)设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种致动器，其特征在于，所述蜗轮和伞齿轮(3，4；3a，4a；3b，4b)形成一个部件。
4.根据权利要求1所述的一种致动器，其特征在于，所述电机壳体设有一个前外罩(7)，该前外罩具有用于所述蜗轮/伞齿轮(3a，4a；3b，4b)的轴(9a，9b)和用于冠状轮(5)的一根轴(12)。
5.根据权利要求1所述的一种致动器，其特征在于，所述冠状轮(5)的动力分出装置形成为一个与轴平行的齿轮(15)。
6.根据权利要求5所述的一种致动器，其特征在于，所述冠状轮和所述齿轮(5，15)制成一个部件。
7.根据权利要求4所述的一种致动器，其特征在于，所述冠状轮(5)的轴(12)设有一个轴承套(13)。
8.根据权利要求4所述的一种致动器，其特征在于，所述蜗杆(2)的自由端安装在前外罩(7)中的轴承套(11)中。
9.根据权利要求5所述的一种致动器，其特征在于，所述传动装置另外还包括一个行星齿轮(21)，在所述行星齿轮中由所述冠状轮(5)上所述与轴平行的齿轮(15)形成一个太阳轮。
10.根据前述权利要求之一所述的一种致动器，其特征在于，具有一个齿轮形式的动力分出装置的所述蜗轮、伞齿轮和冠状轮由塑料制成。
11.根据权利要求1所述的一种致动器，其特征在于，所述作动元件是一个纵向可移动的活塞杆。
12.根据权利要求1所述的一种致动器，其特征在于，所述作动元件是一个旋转臂。
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