CN1708653A - 致动器 - Google Patents

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Abstract

一个致动器，尤其是线性致动器包括借助于传动装置(7，13)驱动调节部件的可逆马达(6)。为了提高致动器的自锁能力，致动器配有螺旋弹簧(11)，螺旋弹簧的一端固定到致动器的旋转部件(13)以便螺旋弹簧(11)在圆柱形部分(9，10)上沿旋转方向被带动，螺旋弹簧在那里处于相对静止状态。当关闭马达时，致动器上的负荷尽量移动调节部件，螺旋弹簧的运动被阻止，从而围绕圆柱形部分螺旋弹簧收紧。

Description

致动器
技术领域
本发明涉及一种致动器，该致动器包括可逆马达、与马达可操纵相连的传动装置、与传动装置可操纵相连的可动调节部件、圆柱形部分和安装在圆柱形部分上的螺旋弹簧，螺旋弹簧具有这样的卷绕方向以致于弹簧在其运动的某个方向向调节部件施加制动力，从而使弹簧围绕圆柱形部分收紧，所述的制动效应适合于被马达克服。
背景技术
Linak A/S的欧洲专利EP0662573揭示了一种线性致动器，其中可逆电动马达借助于传动装置驱动带有防止旋转的螺帽的轴。一管状调节构件安装到螺帽上，当轴分别以一个方向和另一个方向旋转时，调节构件在延长位置和缩回位置之间轴向移动。致动器具有足够的对调节部件的自锁能力以使其保持在与马达停止有关的某个位置。为了实现足够的自锁能力，EP0662573教授围绕传动装置中的旋转构件安装一端固定的螺旋弹簧以施加一制动力，以便致动器实现自锁功能。这样设置螺栓，以致于对调节部件向内施加制动力，因为旋转部件和弹簧之间的摩擦力引起弹簧围绕旋转部件紧缩，和向外松开，即在旋转部件周围松开其夹持力。自从1995年面世以来，这种结构不仅在单致动器中广泛使用，如EP0662573所示，而且在双致动器中使用，参见Niko Gesellschaft fr Antriebstenchnik mbH的专利DE3842078A1和Okin Gesellschaft fr Antriebstenchnik mbH & Co.KG的专利EP1014834，以及构建为升降柱的致动器，包括用于调高台的升降柱，如Linak A/S的专利WO02/39848A1。这种结构在后面也会被竞争对手在Okin Gesellschaft fr Antriebstenchnik mbH的专利DE29606367U1中所描述。
发明内容
本发明提供另一种解决方法，其中螺旋弹簧的一端固定到装置的旋转构件中，以致于螺旋弹簧在圆柱形部分上沿旋转方向被带动，螺旋弹簧相对于圆柱形部分是静止的。当致动器沿某个方向旋转时，其中弹簧沿与卷绕方向相反的方向转动，弹簧会试图松开从而不会对转动施加任何，或几乎微不足道的抵抗。在相反方向，即弹簧沿卷绕方向转动，弹簧会围绕圆柱形部分收紧并施加一个夹持力。一个非自锁致动器因此可以成为自锁的，或者在自锁致动器中的制动效应可以显著提高。在非自锁致动器中，制动效应可以被调节以致于在达到一定的载荷前它仅是自锁，或者继续保持非自锁状态，但在制动力的作用下可控制地运动。制动效应被许多因素影响，如材料的选择、材料的性能、润滑剂、温度、弹簧的断面、弹簧绕数、偏置，即弹簧何种松紧度地被安置在圆柱形部分。
当弹簧施加制动效应，此制动效应由摩擦引起，会产生并不是微不足道的热量，这种热量不仅对制动效应产生负面影响，而且可以损坏其周围的结构。在此方面，本发明基本上具有相对于先前技术结构的优点，即热量借助于圆柱形部分直接传到静态结构上，该静态结构通常具有外壳的形式。而且，如果此结构或有关的区域是金属的，这种冷却作用更为有效。由于这种制动效应，理想的是弹簧被安置在塑料外壳上，为此目的金属的圆柱形部分可以提供有塑料涂层，如采取在其上模铸涂层的形式，和防止旋转的衬套或嵌入的筋。
尽管本发明的目的主要是用于基于轴的线性致动器，可以理解的是，本发明也可以用于旋转致动器，如WO01/17401A1所述。
附图说明
本发明的一个实施例将参照附图在下面详细地描述，其中：
图1为致动器马达部分的放大图，
图2是调高桌的示意图。
具体实施方式
本申请的目的是用于调高桌的具有升降柱形式的致动器，该调高桌具有两个或三个由单一无孔轴或结合空心轴的无孔轴驱动的伸缩构件。附图显示了理解发明所需要的部件。
可以看到，致动器包括具有盖2和底板3的壳体1，所述的底板形成有用于放置轴承座的凹槽4。壳体容纳可逆直流马达6，其中马达轴的伸出部形成为蜗杆7。马达6的前端固定到具有圆柱形部分9的金属拖架8上，塑料衬套10设置在圆柱形部分上并通过花键连接防止转动。螺旋弹簧11向内地设置在塑料衬套10上并偏置，螺旋弹簧的开口稍微小于塑料衬套的外径。圆柱形部分9紧固地安装有用于与马达蜗杆7啮合的蜗轮13的轴承轴12。一方面，蜗轮具有中空的圆柱形突起部14，该中空用于无旋转地接纳轴19的端部18，轴19通过球轴承20安装在轴承座5中。需要说明的是，螺旋弹簧11具有沿半径方向的伸出端16，与拖架17中的蜗轮的另一端旋转连接。最后要说明的是，因完整性的原因，蜗杆7的一端安装在拖架8中的滑动轴承15中。
图2示意性地显示了调高桌，其中桌面表示为透明的，由在各端具有升降柱21的底架支撑。根据桌子的最小和最大高度，升降柱可以具有一个或两个可延伸部件。升降柱的最低部件安装在桌脚，带有壳体的最高部件安装在桌面下面。
当启动马达时，蜗杆7顺时针旋转，蜗轮13也顺时针旋转，从而带动轴19也顺时针旋转。然后轴通过固定在其前面部件上的轴螺帽使自己拧紧，从而使最靠内部件伸长并升高桌面。在此操作过程中，螺旋弹簧11借助于联结16、17与蜗轮13顺时针旋转。然后螺旋弹簧在塑料衬套10上旋转，螺旋弹簧和塑料衬套之间的摩擦引起弹簧膨胀从而松开对塑料衬套的夹紧。由于膨胀，弹簧和塑料衬套之间的摩擦很小以至于它完全无关紧要。当桌子达到预期的高度时，马达停止，桌面的自重和其上的负载会尽量向下压迫最靠内部件。然后轴19会以逆时针方向自己向下旋转穿过螺帽。然后会迫使蜗轮13以相同方向旋转，由于与蜗轮连接，螺旋弹簧11也会同向旋转。当试图逆时针方向旋转螺旋弹簧，螺旋弹簧会收缩并收紧对塑料衬套10的夹持并阻止其运动。然后桌面保持在预期的高度。当桌面被降低时，马达沿这样的转动方向开动，由此蜗杆7逆时针转动。于是蜗轮13也逆时针旋转并借助于连接16和17使螺旋弹簧16压向塑料衬套10。这样马达克服了螺旋弹簧对塑料衬套的制动效果，在此过程中产生不能不值一提的摩擦热。热量借助于圆柱形部分9被传递到金属拖架8上，从而将热量从螺旋弹簧11和塑料衬套10传出，该塑料衬套相对很薄。热量被分散的原因主要是避免塑料衬套的熔化和螺旋弹簧/衬套间的润滑损坏。
可以理解，螺旋弹簧的制动效果是一种微妙的平衡：获得足够的对升降柱的自锁以便当马达电流断开时螺旋弹簧保持其位置，和当升降柱缩回时用最小马达功率克服制动效果，并且最后在升降柱伸长时保证螺旋弹簧不会抵抗马达。
尽管上面对本发明的解释是结合压力负载影响的线性致动器，即当致动器被延长时，抵抗压力负载，但是也可以理解，本发明当然也包括在拉伸负载下操作的致动器，即当致动器收缩时施加拉伸负载。当然相同的情况也适用于旋转致动器。
上面的实施例显示螺旋弹簧被紧固到蜗轮上。这是极为引人注目的解决方案，因为蜗轮在致动器中运行良好，具有良好的传动性、紧凑型、低噪、价低等优点。当然，有其它的解决方法，这样轴的末端穿过蜗轮并容纳在位于构造成螺旋弹簧的圆柱形部分的部件中的轴承中。在具有额外的与第一个蜗轮对称的蜗轮来支撑蜗杆的致动器中，弹簧可以结合额外的蜗轮安置。
施加制动力或制动效应意味着螺旋弹簧施加一种贡献于自锁能力的力或者动量。因此，螺旋弹簧不象当驾驶员踩踏汽车的脚制动器时的正在使用的制动器一样动作。相反，它可以被比作汽车的停车制动，当汽车停止时其启到，当汽车启动时其被释放。

Claims (10)

1.一个致动器，该致动器包括可逆马达(6)、与马达可操纵地相连的传动装置(7，13)、可操作地连接在传动装置上的可动调节构件、圆柱形部分(9，10)、安装在圆柱形部分的螺旋弹簧(11)，弹簧具有这样的卷绕方向以至于在它的某个运动方向弹簧对调节构件施加制动效果，由此弹簧在圆柱形部分周围收紧，所述的制动效果适用于被马达克服，其特征在于螺旋弹簧(11)的一端固定到装置中的旋转构件(13)上，以至于螺旋弹簧(11)沿着圆柱形部分(9，10)的旋转被带动，螺旋弹簧相对于圆柱形部分是静止的。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于圆柱形部分(9，10)全部或部分是金属制成。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于圆柱形部分(9)具有金属的芯部，该芯部提供有沿圆周的塑料涂层，如在芯部上的抵抗旋转的塑料衬套(10)的形式，至少螺旋弹簧(11)安装的部分具有塑料外壳。
4.如权利要求2所述的致动器，其特征在于圆柱形部分(9)是金属的，具有轴向延伸的塑料带，螺旋弹簧(11)安装在其上。
5.如权利要求1-4所述的致动器，其特征在于圆柱形部分(9，10)形成安装在马达(6)前端的拖架(8)的一部分。
6.如权利要求1所述的致动器，其特征在于传动装置包括具有蜗杆(7)和蜗轮(13)的蜗杆驱动，所述的螺旋弹簧(11)的一端连接到蜗轮上。
7.如权利要求6所述的致动器，其特征在于螺旋弹簧(11)固定到具有径向向外弯曲端部的蜗轮。
8.如权利要求6所述的致动器，其特征在于螺旋弹簧(11)固定在具有轴向弯曲端部的蜗轮的孔中。
9.如权利要求1-8所述的致动器，其特征在于螺旋弹簧(11)的外部被用于从螺旋弹簧传出热量的导热金属护罩包围。
10.如权利要求1所述的致动器，其特征在于螺旋弹簧(11)是金属的，形成螺旋弹簧的线具有四面的、圆形的或椭圆形的断面。
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