CN1326537A - 带润滑剂配给功能的螺杆致动器和制动卡钳 - Google Patents

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Abstract

一种螺杆致动器(1)包括一个螺母(2)和一个螺杆(3),二者分别包含螺旋槽(4,5),上述螺母和螺杆通过与上述槽相接触的滚柱或滚珠(6)而彼此咬合,此外还设有用于槽和滚柱或滚珠的润滑剂(8)。用于向槽和滚柱或滚珠补给润滑剂的装置合并在致动器中。上述装置可以包括一个模块(9,23,60),其至少连接着螺母和/或螺杆的螺旋槽。

Description

带润滑剂配给功能的螺杆致动器和制动卡钳
本发明涉及一种螺杆致动器，其包括：一个螺母和一个螺杆，二者分别包含螺旋槽，上述螺母和螺杆通过与上述槽相接触的滚柱或滚珠而彼此咬合；为槽和滚柱或滚珠而提供的润滑剂；以及合并在致动器中的用于向槽和滚柱或滚珠补给润滑剂的装置。
这种螺杆致动器公开于US—A—5809838中。上述致动器包括一个位于致动器承载轴承座圈中的空隙中的油罐。
本发明的目的是提供一种致动器，其中润滑剂补给装置可以以更简便和通用的方式供应润滑剂。这个目的可以通过这样一种润滑剂补给装置而达到，该装置包括一个用于容纳一定量润滑剂的单独模块或模块式油罐，上述模块被保持在螺杆内的一个内孔中并且设有用于将润滑剂至少供应到螺母和/或螺杆(3)的螺旋槽中的装置。
这种单独的自容式模块可以容易地安装到适宜备制的致动器中。此外，可以通过简单的方式更换模块。
螺母和/或螺杆包括一个泵装置，用于将一定量的润滑剂从模块排入槽和滚柱或滚珠中。
泵装置可以以多种方式驱动。例如，泵装置可以通过螺杆和螺母之间的相对移动而被驱动。
或者，泵装置可以被气压驱动。此外，泵装置可以被电力驱动，设有控制装置如压电驱动装置，用于控制上述可被电力驱动的泵装置。
这种压电驱动装置咬合着或包括一个活塞，上述活塞容纳在模块内的一个圆柱形内孔中。
根据一个相对简单的实施例，螺母和螺杆中的一个包括一个支座，另一个包括一个泵装置，泵装置可以通过与上述支座的咬合而被驱动。随着螺杆相对于螺母接近于完全收缩位置，支座与泵装置彼此咬合。
在这个实施例中，在磨损制动块被更换后，槽中将接收一定量的新鲜润滑剂。随着新的未磨损制动块的装配，螺杆致动器被推回到其初始启动位置，从而将泵装置带到与支座咬合处。其结果是，一定量的润滑剂被从油罐推向槽中。
其他润滑螺旋槽的方式也是可行的。例如，润滑脂罐可以包含一个螺杆泵和至少一个润滑脂出口，上述螺杆泵被安置得能够在一个驱动装置的作用下将润滑脂通过上述出口排出，该驱动装置可以通过螺杆和螺母之间的相对移动而被驱动。
螺杆致动器可以包括设有一个传感器，用于探测一个代表润滑剂补给情况的状态。传感器可以合并在轴承中，或者可以单独装于致动器中。上述传感器向一个控制单元发出信号，而控制单元反过来又操纵泵装置。
本发明还涉及一种盘式制动器制动卡钳，其包括一个壳体，壳体携带着两个包围了制动盘容纳间隙的相反制动块，上述制动块可以通过一个如前所述的螺杆致动器而彼此相向或相背移动，上述螺杆致动器包括一个螺母和一个螺杆，二者中的每个分别通过滚动元件轴承而相对于壳体被可旋转地支承着，上述螺母和螺杆包括螺旋槽并且通过与上述槽相接触的滚柱或滚珠而彼此咬合，此外还设有用于槽和滚柱或滚珠的润滑剂。
根据本发明，设有用于向槽和滚柱或滚珠补给润滑剂的装置，其合并在致动器中。上述润滑剂补给装置可以包括一个模块，其至少连接着螺母和/或螺杆的螺旋槽。
润滑脂可以通过渗漏或泵压而供应到槽中。泵压作用可以通过机械方式实现，例如通过螺杆泵，或混合泵如压电泵。此外，泵可以基于传感器探测到的用于表示槽需要润滑的信号而被控制。
致动器可以包括一个滚珠螺杆或滚柱螺杆。
此外，螺杆或螺母中的任何一个可以旋转。
下面将参照附图中所示的实施例描述本发明。
图1中示出了根据本发明的致动器的第一个实施例。
图2中示出了第二个实施例。
图3和4中示出了第三个实施例。
图5和6中示出了第四个实施例。
图7中示出了包含根据本发明致动器在内的制动卡钳。
图8和9中示出了另一种用于制动卡钳中的致动器。
图1中所示的螺杆致动器1包括一个螺母2和一个螺杆3，二者分别包含有螺旋槽4、5。这些槽通过滚珠6彼此咬合着，随着螺母2和螺杆3的相对旋转，这些滚珠通过适宜成形的嵌块31而在上述槽4、5的相邻圈之间变换位置。
螺杆3连接着一个活塞40，该活塞可滑动地容纳在壳体42的圆柱内孔41中。
螺母2可以被一个驱动装置43驱动，而该驱动装置可以连接着一个同样容纳在壳体17中的电机(未示出)。
通过滚珠轴承18的角接触，螺母2相对于壳体17被可旋转地支承着。轴承18的内圈合并在螺母1上。在螺母2被驱动装置43带动着旋转时，螺杆3将与活塞40一起轴向移动。
一个套筒42环绕着螺母2。该套筒包含多种功能。它携带着密封44和45，用于密封螺杆致动器和轴承18的内部空间。此外，它还用于将嵌块31紧固在适宜位置上。
根据本发明，一个模块或模块式油罐9连接着螺母2。该油罐伸入螺杆3中的内孔15中。油罐包括一个被端盖30封闭的油杯12。上述端盖30携带着一个翻边32，后者又携带着一个连接着螺母2内侧的圆周套筒33。
油杯12的壁上带有孔11，容纳在润滑脂中的油可以在离心力和温度升高的作用下通过这些孔渗漏出来并经内孔15与油杯12之间形成的环形空间流向滚道4、5和滚珠6。
根据图2的实施例包括一个致动器1，它在很大程度上与根据图1的致动器1相同。
然而，在这个实施例中，模块式油罐9容纳在螺杆2本身的内孔15中并且被端盖30封闭。此外，螺母3被端盖46封闭。
在内孔15与螺杆2的螺旋槽5之间延伸着孔11。容纳在润滑脂中的油可以在离心力和温度升高的作用下通过这些孔渗漏出来。
图3和4中示出了另一种致动器，其内孔15中容纳着一个模块式油罐9，油罐中包含一个压电泵48。图3中示出了螺杆3和泵48的活塞49位于完全伸展位置时的情况，图4中示出了螺杆3和活塞49位于完全收缩位置时的致动器。此外还示出了一个关闭和密封了壳体17与活塞40之间空间的橡胶波纹套47。
压电泵48包括一个活塞49，后者由多个连贯的压电元件构成。这些压电元件49被支承在一个带有棘轮面53的支承轴50上。上述支承轴50穿过连贯压电元件49中的内孔，该内孔中包含着一个棘轮机构。棘轮53与形成在压电元件49内孔中的棘爪构成了一个单向驱动器，这样，随着压电元件的连贯动作，由这些元件49构成的泵48将逐渐向着支承轴50的自由端54移位。
在图4所示的状态下，活塞48位于其启动位置，而在图3所示状态下，活塞48已经向着支承轴50的自由端54移动了一定距离。因此，一定量的油或脂已经通过螺杆3中的孔11排向槽4、5。
一根用于操纵压电元件49的电引线56经过活塞中的一个小内孔55引出。
为了以适宜的方式控制压电元件48，设置了一个控制单元(未示出)，其可以接收一个用于探测轴承18的内外圈之间相对旋转的传感器57的信号。基于这个信息，泵48可以例如周期性地启动以向槽4、5和滚珠6供应油或脂。
图5和6中的实施例(图5中为螺钉3和螺母40的伸展位置，图6中为收缩位置)示出了用在盘式制动器的制动卡钳中的螺杆致动器。螺杆3携带着一个模块式油罐和一个模块式机械泵装置23。该模块式机械泵装置23包括一个波纹套27和一个容纳在壁30中的单向阀28。单向阀28敞开于内孔15中。
内孔15中还容纳着一个活塞25，该活塞在一个弹簧26的作用下恒定地推向泵装置23。此外，孔15中包含一定量的油或脂。
在上述致动器运行时，连接在活塞40上的制动块和对面的制动块均会由于与相关制动盘的咬合而逐渐磨损并移动。其结果是，螺杆3与活塞40一起逐渐向着更伸展的位置移动。
泵装置23携带着一个端部29，该端部初始抵靠在与螺母2相连的端盖46上的支座22上，见图6。端部29与支座22之间的咬合是一种旋转咬合，即它们能够随着螺杆3与螺母2的相对旋转而共同旋转。
在螺杆3和活塞40如前所述逐渐移向伸展位置的过程中，在弹簧26和活塞25施加到容纳在内孔15中的油或脂的预加载荷的作用下，波纹套27将通过单向阀28而逐渐充入润滑脂。由于单向阀28在过压的作用下容易打开，因此波纹套27将伸展。
一旦制动块磨损到了应当更换的程度，则活塞40与螺杆3将被推回到图6所示的初始位置。其结果是，波纹套27的端部29将与端盖46的支座22咬合。这样可以在波纹套27中建立起压力，从而导致单向阀28关闭。因此，容纳在泵装置23中的油或脂将经过孔11而被推向槽、5和滚珠6。
根据图7的制动卡钳包括一个致动器，致动器具有一个与图5和6中的实施例中类似的模块式机械式泵装置23。然而，此时的模块式机械式泵装置23容纳在一个单独的套筒60中并且容纳着一定量的油或脂24。该套筒60与一个中央管61形成一体，该中央管延伸穿过承载轴承18、驱动电机62和减速齿轮机构63。
上述电机62通过上述减速齿轮机构63驱动管61。考虑到套筒60固定连接着致动器1的螺杆2这一事实，螺母3可以以非旋转的方式轴向移动，从而操纵制动块64、65与制动盘66咬合。
弹簧26延伸穿过管61并且支承在一个内部固定壁67上。弹簧26通过活塞25而向容纳在套筒60中的一定量的润滑脂24施加压力。
与图3和4中的实施例的情况相同，随着活塞40和螺母3向着伸展位置移动，泵装置23中将通过单向阀28而逐渐充入脂和油。
通过与图5和6中相类似的方式，一旦活塞40与螺母3一起被推回完全收缩位置，一定量的油或脂将被泵装置23推向槽4、5和滚珠6。
套筒60还附加用于将现在被容纳于螺母3中的嵌块31保持在适宜位置。
图8和9中略有不同的实施例中采用了电机62和减速齿轮机构63的倒置位置，本例也可以用于根据图7的制动卡钳中。图8中示出了现在与螺母3完全形成一体的活塞40的完全收缩位置，图9中示出了完全伸展位置。
螺杆2通过与其形成一体的角接触滚珠轴承18而支承在一个固定连接在壳体17上的中央支承轴上。一个测力计71安装在中央支承轴70与壳体17之间，以测量轴向负载。
现在，不对称角接触滚珠轴承18与螺杆2和中央支承轴70成形为一体。
此外，螺杆中包含一个内孔15和与图5—7中的实施例中的模块式泵装置23相似的模块式泵装置23。
根据图8和9的模块式泵装置23的功能也相似，因此不再详细解释。

Claims (54)

1.螺杆致动器(1)，其包括：一个螺母(2)和一个螺杆(3)，二者分别包含螺旋槽(4，5)，上述螺母(2)和螺杆(3)通过与上述槽(4，5)相接触的滚柱或滚珠(6)而彼此咬合；为槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)而提供的润滑剂(8)；以及合并在致动器(1)中的用于向槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)补给润滑剂(8)的装置，其特征在于，润滑剂补给装置包括一个用于容纳一定量润滑剂的单独模块(9，23，60)或模块式油罐，上述模块被保持在螺杆(3)内的一个内孔中并且设有用于将润滑剂至少供应到螺母(2)和/或螺杆(3)的螺旋槽(4，5)中的装置(28)。
2.根据权利要求1所述的螺杆致动器，其特征在于，螺杆(3)和/或螺母(2)包括一个泵装置(7)，用于将一定量的润滑剂(8)从模块(9)排入槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)中。
3.根据权利要求2所述的螺杆致动器，其特征在于，模块(9)和泵装置(7)容纳在螺杆(3)内的一个内孔(15)中。
4.根据权利要求2或3所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置(7)可以通过螺杆(3)和螺母(2)之间的相对移动而被驱动。
5.根据权利要求2或3所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置可以被气压驱动。
6.根据权利要求2或3所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置可以被电力驱动，设有用于控制上述可被电力驱动的泵装置的控制装置。
7.根据权利要求6所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置可以被一个压电驱动装置(48)驱动。
8.根据权利要求7所述的螺杆致动器，其特征在于，压电驱动装置(48)咬合着或包括一个活塞(49)，上述活塞(49)容纳在螺杆(3)内的一个圆柱形内孔(15)中。
9.根据权利要求7或8所述的螺杆致动器，其特征在于，压电驱动装置(48)咬合着一个设有单向驱动器的支承(50)，从而随着压电驱动装置(48)的连贯驱动动作，上述驱动装置(48)将向着上述单向驱动器定义的方向沿着支承(50)逐渐移动。
10.根据权利要求4所述的螺杆致动器，其特征在于，螺母(2)和螺杆(3)中的一个包括一个支座(22)，另一个包括一个泵装置(23)，泵装置可以通过与上述支座(22)的咬合而被驱动。
11.根据权利要求10所述的螺杆致动器，其特征在于，随着螺杆(3)相对于螺母(2)接近于完全收缩位置，支座(22)与泵装置(23)彼此咬合。
12.根据权利要求11所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置(23)被从一个处于过压状态的源头(24)供应润滑剂。
13.根据权利要求12所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置(23)和润滑脂罐(9)容纳在螺杆(3)内的一个内孔(15)中，而支座(22)连接着螺母(2)。
14.根据权利要求13所述的螺杆致动器，其特征在于，内孔(15)在邻近一端处容纳着一个活塞(25)，活塞通过例如一根弹簧(26)而向着装于内孔(15)另一端的泵装置(23)的方向被预加载。
15.根据权利要求14所述的螺杆致动器，其特征在于，泵装置(23)包括一个波纹套(27)，波纹套具有一个位于活塞(25)侧面的单向阀系统(28)，波纹套的相反端(29)被装配而与支座(22)咬合。
16.根据权利要求2所述的螺杆致动器，其特征在于，模块(9)包含一个螺杆泵和至少一个润滑脂出口(11)，上述螺杆泵被安置得能够在一个驱动装置的作用下将润滑脂通过上述出口(11)排出，该驱动装置可以通过螺杆(3)和螺母(2)之间的相对移动而被驱动。
17.根据权利要求16所述的螺杆致动器，其特征在于，螺杆泵(7)包括一个粗牙泵螺杆(阿基米德螺杆)，上述泵螺杆可以被一个通过单向驱动装置咬合着泵螺杆的驱动轴驱动，从而在驱动轴沿一个方向纵向移动时，泵螺杆被驱动着旋转，而当驱动轴沿相反方向移动时，没有驱动动作施加到泵螺杆上。
18.根据权利要求16或17所述的螺杆致动器，其特征在于，模块(9)被螺母(2)携带着，而螺杆(3)连接着驱动装置。
19.根据权利要求18所述的螺杆致动器，其特征在于，螺杆(3)包含一个容纳着模块(9)的内孔(15)，上述模块(9)的出口(11)连接着包含滚柱或滚珠(6)的空间(16)。
20.根据权利要求19所述的螺杆致动器，其特征在于，内孔(15)中包含延伸到模块(9)中的用于驱动螺杆泵的驱动轴。
21.根据前面权利要求中任一所述的螺杆致动器，其特征在于，设有一个传感器(57)例如编码器传感器，其用于探测一个代表润滑剂补给情况的状态。
22.根据权利要求2和21所述的螺杆致动器，其特征在于，设有用于控制泵装置的机械或电气控制装置。
23.根据权利要求22所述的螺杆致动器，其特征在于，控制装置、传感器(57)和泵装置以闭环形态安置。
24.盘式制动器的制动卡钳，其包括一个壳体(17)，壳体携带着两个包围了制动盘容纳间隙的相反制动块，上述制动块可以通过一个或多个根据前面权利要求中任一所述的螺杆致动器(1)而彼此相向或相背移动，每个螺杆致动器(1)包括一个螺母(2)和一个螺杆(3)，二者中的每个分别通过滚动元件轴承(18)而相对于壳体(17)被可旋转地支承着，上述螺母(2)和螺杆(3)包括螺旋槽(4，5)并且通过与上述槽(4，5)相接触的滚柱或滚珠(6)而彼此咬合，此外还设有用于槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)的润滑剂(8)，其特征在于，合并在上述制动卡钳中例如致动器(1)中的装置(7)用于向致动器(1)的槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)中补给润滑剂(8)。
25.根据权利要求24所述的制动卡钳，其特征在于，润滑剂补给装置包括一个用于容纳一定量润滑剂的单独模块(9)或模块式油罐，上述模块被保持在螺杆(3)内的一个内孔中并且设有用于将润滑剂至少供应到螺母(2)和/或螺杆(3)的螺旋槽(4，5)中的装置(28)。
26.根据权利要求24或25所述的制动卡钳，其特征在于，螺杆(3)和/或螺母(2)包括一个泵装置(7)，用于将一定量的润滑剂(8)从模块(9)排入槽(4，5)和滚柱或滚珠(6)中。
27.根据权利要求26所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)合并在螺杆(3)或螺母(2)中，或合并在螺母周围或制动卡钳中。
28.根据权利要求26所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)环绕着螺母安置。
29.根据权利要求26所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)安置在螺杆的一个内孔中。
30.根据权利要求24—29中任一所述的制动卡钳，其特征在于，上述用于补剂润滑剂(8)的装置(7)包括用于将润滑剂供应到槽(4，5)中的供应装置。
31.根据权利要求24—30中任一所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)通过至少一个设在上述螺母(2)或螺杆(3)中的内孔连接着螺母(2)或螺杆(3)的螺旋槽(4，5)，并且敞开于上述槽(4，5)中。
32.根据权利要求24—31中任一所述的制动卡钳，其特征在于，螺杆(3)和/或螺母(2)中的一个包括一个泵装置(7)，用于将一定量的润滑剂(8)从模块(9)中排出。
33.根据权利要求32所述的制动卡钳，其特征在于，油罐(9)和泵装置容纳在螺杆(3)内的一个内孔(15)中。
34.根据权利要求33所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置可以通过螺杆(3)和螺母(2)之间的相对移动而被驱动。
35.根据权利要求34所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置可以被气压驱动。
36.根据权利要求35所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置可以被电力驱动，设有用于控制上述可被电力驱动的泵装置的控制装置。
37.根据权利要求36所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置可以被一个压电驱动装置(48)驱动。
38.根据权利要求37所述的制动卡钳，其特征在于，压电驱动装置(48)咬合着或包括一个活塞，上述活塞容纳在螺杆内的一个圆柱形内孔(15)中，上述圆柱形内孔构成了模块(9)。
39.根据权利要求38所述的制动卡钳，其特征在于，压电驱动装置(48)咬合着一个设有单向驱动器的支承(50)，从而随着压电驱动装置(48)的连贯驱动动作，上述驱动装置(48)将向着上述单向驱动器定义的方向沿支承(50)逐渐移动。
40.根据权利要求39所述的制动卡钳，其特征在于，螺母(2)和螺杆(3)中的一个包括一个支座(22)，另一个包括一个泵装置(23)，泵装置可以通过与上述支座(22)的咬合而被驱动。
41.根据权利要求40所述的制动卡钳，其特征在于，随着螺杆(3)相对于螺母(2)接近于完全收缩位置，支座(22)与泵装置(23)彼此咬合。
42.根据权利要求41所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置(23)从一个处于过压状态的源头(24)供应润滑剂。
43.根据权利要求42所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置(23)和模块(9)容纳在螺杆(3)内的一个内孔(15)中，而支座(22)连接着螺母(2)。
44.根据权利要求43所述的制动卡钳，其特征在于，内孔(15)在邻近一端处容纳着一个活塞(25)，活塞通过例如一根弹簧(26)而向着装于内孔(15)另一端的泵装置(23)的方向被预加载。
45.根据权利要求44所述的制动卡钳，其特征在于，泵装置(23)包括一个波纹套(27)，波纹套具有一个位于活塞(25)侧面的单向阀(28)，波纹套的相反端(29)被装配而与支座(22)咬合。
46.根据权利要求32所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)包含一个螺杆泵(7)和至少一个润滑脂出口(11)，上述螺杆泵(7)被安置得能够在一个驱动装置(12)的作用下将润滑脂(8)通过上述出口(11)排出，该驱动装置可以通过螺杆(3)和螺母(2)之间的相对移动而被驱动。
47.根据权利要求46所述的制动卡钳，其特征在于，螺杆泵包括一个粗牙泵螺杆(阿基米德螺杆)，上述泵螺杆可以被一个通过单向驱动装置咬合着泵螺杆的驱动轴驱动，从而在驱动轴沿一个方向纵向移动时，泵螺杆被驱动着旋转，而当驱动轴沿相反方向移动时，没有驱动动作施加到泵螺杆上。
48.根据权利要求46或47所述的制动卡钳，其特征在于，模块(9)被螺母(2)携带着，而螺杆(3)连接着驱动装置。
49.根据权利要求48所述的制动卡钳，其特征在于，螺杆(3)包含一个容纳着模块(9)的内孔(15)，上述模块(9)的出口(11)连接着包含滚柱或滚珠(6)的空间(16)。
50.根据权利要求49所述的制动卡钳，其特征在于，内孔(15)中包含一根延伸到模块(9)中的用于驱动螺杆泵的驱动轴(13)。
51.根据权利要求47所述的制动卡钳，其特征在于，泵螺杆(14)随着驱动轴的移动而被驱动着旋转，从而导致制动块间的距离增大。
52.根据权利要求24—51中任一所述的制动卡钳，其特征在于，螺杆包括一个内孔(15)，该内孔被一个端盖(30)封闭。
53.根据权利要求32所述的制动卡钳，其特征在于，设有用于控制泵装置的机械或电气控制装置。
54.根据权利要求53所述的制动卡钳，其特征在于，控制装置、传感器和泵装置以闭环形态安置。
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