CN1285088A - 组合式致动器以及包括这种致动器的制动钳 - Google Patents

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Abstract

一种致动器,包括一个壳体,一个马达(5),一个致动构件(60),一个螺旋机构(2),以及一个减速齿轮装置(63),该螺旋机构随着马达的旋转使致动构件(6)相对于壳体做线性运动,同时,所述螺旋机构(2)包括一个螺杆(61)和一个螺母(62),所述螺杆(61)和一个螺母(62)中的一个借助一个向心止推轴承(14)相对于壳体被可旋转地支承。致动构件(60)和减速齿轮装置(63)位于螺旋机构(2)的相对端。

Description

组合式致动器以及包括这种致动器的制动钳
本发明涉及一种致动器，它包括一个壳体，一个马达，一个致动构件，一个使致动构件伴随着马达的旋转运动相对于壳体做线性运动的螺旋机构，以及一个减速齿轮装置，该螺旋机构包括一个螺杆和一个螺母，所述螺杆和螺母中的一个借助一个向心止推轴承相对于壳体可旋转地被支承。
这种致动器从WO-A-9603301中已公知。所述致动器作为盘式制动器中电力致动制动钳的一部分，它包括一个滚柱螺旋机构和一个行星齿轮机构。螺旋机构部分地容纳在一个电机内。从电机内向制动块突出的所述螺旋机构的端部上承载着一个整体止推轴承以及一个整体行星齿轮机构。
行星齿轮系统围绕着螺旋机构设置。这种配置使得行星齿轮系统的径向尺寸相当大，从而导致所述系统的刚性下降，操作偏差增大。因此，不能保持所需的传动刚性。此外，由于这样配置的结果，使得这种公知的致动器相当复杂，因此制造起来也相当麻烦。
现有技术致动器的这种复杂整体结构的另一个缺点涉及到制造领域。通常，诸如滚动轴承等的滚动机构的制造与齿轮系统的制造要求不同的技术背景。由于在现有技术的致动器中，这些部件在很大程度上集成在一起，所以，在适当地选择将所需的不同制造技术结合起来以及适当地控制这些制造过程时有可能出现问题。
因此，本发明的目的是提供一种没有这些缺点的致动器。这一目的通过将致动构件与减速齿轮装置设置在螺旋机构的相对端来达到。
在根据本发明的致动器中，减速齿轮装置设置在一个不同于螺旋机构的位置处，这有几点好处。例如，这种配置较少受到空间上的限制。进而，减速齿轮装置离开致动构件一定的距离，这使得这些部件具有更多的空间并具有更大的的设计上的自由度。
根据本发明的另一个重要优点是，致动器能够以这样一种方式实现，即，减速齿轮装置包含在一个减速齿轮模块中，同时螺旋机构包含在一个螺旋机构模块中。根据一个优选实施例，所述减速齿轮模块和所述螺旋机构模块通过一个传动模块相互连结在一起。
传动模块可位于减速齿轮模块中背离螺旋机构模块的端部。
构成致动器的传动线的多个部件的组合式配置，使得对整个系统的每一个单独部件可以采用专门的所需制造技术和工艺。另外，组合式设计使得可以同时制造各种部件，从而可以进行更加流水线化以及低成本的生产。
另外，在用这种方式制成所述部件之后，可以将它们组装成预组装子组件。例如，可以将减速齿轮模块和螺旋机构模块组合成一整体或者将螺旋机构模块和传动模块组合成一整体。
各模块的配置可设计成至少两个模块是轴向对齐的，或者至少两个模块是轴向错开的或相互偏心的。
为更好得将负载施加在致动构件上，螺旋机构模块可包括一个向心止推轴承(角接触轴承)。
所述轴承可用不同方式支承在壳体内。根据第一种可能性，向心止推轴承的外环抵靠在向内突出并背离制动块的凸缘的径向表面上，所述外环和凸缘借助于螺栓在压力的作用下相互固定在一起。
根据第二种可能性，向心止推轴承的外环抵靠在向内突出并面向制动块的凸缘的径向表面上。在这个实施例中，外环在致动力的作用下牢固地压在所述凸缘上，这意味着，不用高负荷螺栓即可实现这种结构。
减速齿轮模块可包括一个行星齿轮系统的至少一部分，所述行星齿轮系统具有一个静止的外部环形齿轮(内啮合齿轮)，环形齿轮具有指向内部的齿轮齿。更具体地说，减速齿轮模块可包括行星齿轮，它与环形齿轮啮合，并安装在一个与螺旋机构的旋转轴连结的托架上，同时，行星齿轮系统的中心齿轮可安装在传动模块的传动轴上。
此外，可设置一个传感器，用于检测螺旋机构的旋转运动和/或平移运动。而且，也可设置一个控制装置，所述控制装置具有一个接收例如来自一制动踏板的控制信号的输入端，并连接到所述传感器上，以用于根据控制信号和从传感器来的信号对电机进行控制。这种传感器特别适合于获得力反馈，磨损补偿和/或维修指示。
根据本发明的致动器可用于各种不同的目的。特别是，该致动器适合用在一个可电力致动的盘式制动器的制动钳内，所述制动钳包括一个如前面所述的致动器，和一个带有两个相对制动块的钳形件，所述致动器包括一个螺杆和一个螺母，以及一个减速齿轮装置，所述螺杆和一个螺母中的一个通过一个向心止推轴承可旋转地相对于壳体被支承。
下面将参照几个包含有根据本发明的制动器的制动钳的实施例，对本发明进行进一步地描述。
图1表示制动钳的第一个实施例。
图2以分解图的方式表示根据图1所示的制动钳。
图3表示制动钳的第二实施例。
图4以分解图的方式表示根据图3所示的制动钳。
如图1和图2所示的制动钳包括一个钳形件1，一个螺旋机构模块2，一个传动模块3，一个减速齿轮模块63和一个电机5。钳形件1包括一个外凸缘6，以及一个内凸缘8，该外凸缘6上安装有一个制动块7。此外，还有另外一个制动块9，以及一个位于制动块7和9之间的制动盘10。
模块2，3和63或者它们的子组件可被预先组装成一个密封的并被润滑的致动单元，该致动单元可通过螺栓装配到制动钳内。
传动模块3位于减速齿轮模块63中背离螺旋机构模块2的端部上。致动构件采取活塞60的形式，并容纳在螺旋机构模块2的柱形空间64内。该螺旋机构模块2包括一个螺杆61和一个螺母62，它们通过滚柱35相互啮合在一起。
减速齿轮模块63进一步具有两个减速级。第一级包括一个中心齿轮31，行星齿轮32和安装在衬套80内的环形齿轮33。
行星齿轮32安装在托架24上，其上还带有一个第二中心齿轮65。该第二中心齿轮65与安装在托架68上的行星齿轮66啮合。此外，行星齿轮与安装在衬套80内的环形齿轮67啮合。
托架68与螺旋机构模块2的螺杆61连接。
在将减速齿轮63从左侧安装好之后，从同一侧将致动器6滑动插入到柱状空间64内，以组装根据图1和图2所示的制动钳。
接着，从相反侧将传动模块3安装到钳形件1上，它们两者之间装有密封环81。
传动模块3借助螺栓72进行固定，该螺栓72与钳形件1上的螺纹孔73啮合。
根据图3和图4的制动钳的实施例在很大程度上类似于如图1和图2所示的制动钳。同样地，包括马达5的传动模块3位于减速齿轮模块63中背离螺旋机构模块2的端部。
减速齿轮模块3包括一个隔离件81，其上安装有一个环形齿轮33。隔离件81具有外螺纹76，它与钳形件1的内螺纹啮合。
通过将隔离件81拧到钳形件1上，向心止推滚珠轴承14被预加载并保持就位。
减速齿轮机构模块63只包含一个减速级，中心齿轮31被支承在传动模块3的传动轴28上。
借助螺栓72和螺纹孔73，传动模块3和钳形件1相互固定在一起。

Claims (32)

1、一种致动器，包括一个壳体，一个马达，一个致动构件(60)，一个螺旋机构(2)，以及一个减速齿轮装置(63)，该螺旋机构(2)使得致动构件随着马达(5)的旋转运动相对于壳体作线性运动，所述螺旋机构包括一个螺杆(61)，一个螺母(62)，所述螺杆和螺母中的一个借助向心止推轴承(14)相对于壳体被可旋转地支承，其特征在于，致动构件(11，12，60)和减速齿轮装置(63)设置在螺旋机构(2)的相对端。
2、如权利要求1所述的致动器，其特征在于，减速齿轮装置包含在一个减速齿轮模块(63)中，而螺旋机构则包含在一个螺旋机构模块(2)中。
3、如权利要求2所述的致动器，其特征在于，传动模块(3)位于减速齿轮模块(63)中背离螺旋机构模块(2)的端部上。
4、如权利要求1至3中任何一个所述的致动器，其特征在于，致动构件是一个活塞(60)，它可滑动地保持在壳体的柱状空间(64)内。
5、如权利要求4所述的致动器，其特征在于，活塞(60)借助一个槽(71)和销(70)被不可旋转地保持就位。
6、如权利要求4或5所述的致动器，其特征在于，螺旋机构模块(2)至少部分地被包含在活塞(60)内。
7、如权利要求2至6中任何一个所述的致动器，其特征在于，减速齿轮模块(63)和螺旋机构模块(2)构成一整体。
8、如权利要求2至7中任何一个所述的致动器，其特征在于，螺旋机构模块(2)和传动模块(3)构成一整体。
9、如权利要求2至8中任何一个所述的致动器，其特征在于，至少两个模块(2，3，63)是轴向对齐的。
10、如权利要求2至9中任何一个所述的致动器，其特征在于，至少两个模块(2，3，63)是横向错开的或相互偏心的。
11、如权利要求10所述的致动器，其特征在于，传动模块(3)与两个横向错开的螺旋机构模块(2)啮合。
12、如权利要求2至11中任何一个所述的致动器，其特征在于，螺旋机构模块(2)包括向心止推轴承(14)，该轴承的外环(15)抵靠在壳体(1)的向内突出的凸缘(8)上。
13、如权利要求12所述的致动器，其特征在于，向心止推轴承(14)的外环(15)抵靠在背离制动块(7，9)的向内突出的凸缘(8)的径向表面(36)上，所述外环(15)和凸缘(8)借助螺栓在压力下相互保持在一起。
14、如权利要求13所述的致动器，其特征在于，向心止推轴承(14)的外环(15)抵靠在面对制动块(7，9)的向内突出的凸缘(8)的径向表面(41)上。
15、如权利要求2至14中任何一个所述的致动器，其特征在于，螺旋机构的螺母(62)借助于向心止推轴承(14)被可旋转地支承，而螺杆(61)则保持不旋转。
16、如前面任何一个权利要求所述的致动器，其特征在于，减速齿轮模块(4)包括一个不可旋转的杆或轴，它突入到一个设置在螺旋机构模块(2)的螺杆(61)上的孔内，所述螺纹(17)和杆可相互滑动但不可旋转地连接在一起。
17、如权利要求16所述的致动器，其特征在于，所述杆具有一个贯通的中心通道，以用于再润滑螺旋机构。
18、如权利要求2至17中任何一个所述的致动器，其特征在于，减速齿轮模块(63)包括一行星齿轮系统的至少一部分，所述行星齿轮系统具有一个带有指向内部的齿轮齿的静止外部环形齿轮(33)。
19、如权利要求18所述的致动器，其特征在于，减速齿轮模块(63)包括行星齿轮(32)，它与环形齿轮(33)啮合，并安装在一个托架上，该托架连接到与螺旋机构(2)啮合的轴(24)上。
20、如权利要求19所述的致动器，其特征在于，行星齿轮系统的中心齿轮(31)安装在传动模块(3)的传动轴(28)上。
21、如前面任何一个权利要求所述的致动器，其特征在于，向心止推轴承(14)是一个四点向心止推滚珠轴承或者一个锥形滚柱轴承。
22、如前面任何一个权利要求所述的致动器，其特征在于，设有一个传感器(43)，用于检测螺旋机构(2)的转动和/或平移运动。
23、如权利要求22所述的致动器，其特征在于，设有控制装置，所述控制装置具有一个接收例如来自一制动踏板的控制信号的输入端，并连接到传感器上，以用于根据控制信号和从传感器来的信号控制电机。
24、如前面任何一个权利要求所述的致动器，其特征在于，螺旋机构(2)是一个滚柱螺旋机构，一个球螺旋机构或者一个差动螺旋机构。
25、如权利要求24所述的致动器，其特征在于，螺旋机构(2)的滚柱(35)或球具有涂层，以便在干燥的运转条件下保持其正常的功能，这种涂层例如为金刚石碳涂层。
26、如前面任何一个权利要求所述的致动器，其特征在于，马达是一个电动马达(5)。
27、如权利要求1至25中任何一个所述的致动器，其特征在于，马达是一个液压马达。
28、如权利要求1至25中任何一个所述的致动器，其特征在于，马达是一个气动马达。
29、减速齿轮模块，用于如权利要求2至28中任何一个所述的致动器中。
30、螺旋机构模块，用于如权利要求2至28中任何一个所述的致动器中。
31、传动模块，用于如权利要求2至28中任何一个所述的致动器。
32、一种可电力致动的盘式制动器的制动钳，所述制动钳包括一个如权利要求1至27中任何一个所述的致动器，以及一个带有两个相对制动块的钳形件，所述致动器包括一个螺杆和一个螺母，以及一个减速齿轮装置，所述螺杆和螺母中的一个借助于向心止推轴承相对于壳体可旋转地支承。
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