CN1748097A - 具有锁紧机构的螺旋致动器 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋致动器，特别适用于一种制动卡钳，包括一个外壳(1)，一个具有螺杆(6)和螺母(5)的螺旋机构(4)，螺母和螺杆之一相对外壳(1)可旋转的支承，该螺旋致动器还包括一个驱动地连接到螺旋机构(4)上的马达(7)，一包括棘爪部件(41)的机械锁紧装置，一包括棘爪部件(41)和旋转部件(42)的机械锁紧装置，该旋转部件连接到马达(7)和/或螺旋机构(4)的一可旋转元件，该螺旋致动器还包括一将棘爪部件(41)在闭锁位置和空档间移动的机械或机电控制机构。设置有一种齿轮减速机构(2)，其中一个齿轮(42)带有与棘爪部件(41)啮合的齿(45)。

Description

具有锁紧机构的螺旋致动器
技术领域
本发明涉及一种螺旋致动器，其包括一外壳，一个有螺母和螺杆的螺旋机构，螺母和螺杆其中之一相对外壳可旋转的支承，该螺旋致动器还包括一个驱动地连接到螺旋机构上的马达，一包括棘爪部件和旋转部件的机械锁紧装置，该旋转部件连接到马达和/或螺旋机构的一个旋转元件上，该螺旋致动器还包括一使棘爪部件在闭锁位置和空档间移动的控制装置。
背景技术
WO-A-00/42333公开了一种螺旋致动器，这种螺旋致动器有多种用途，例如，致动车辆的刹车装置、离合器等等。在有些情形下，希望螺旋致动器固定在一特定的位置以维持被致动工作部件处于理想的状态。例如，维持车辆刹车装置处于长时间停车制动状态。
通常，不希望螺旋致动器的马达处于持续不断的供能状态(带电)来保持理想状态。例如，在电动供能马达情形下，电池终将耗尽。
本发明的目的是提供这样一种螺旋致动器，能以一种有效的方式实现持续定位的可能性。
发明内容
本目的是这样实现的：设置一减速齿轮机构，其中一个齿轮带有与棘爪部件啮合的齿。
根据本发明，螺旋致动器的棘爪装置能将螺旋机构固定在特定的位置。因此，不需要保持马达处于供能状态，这意味这能节约能源。
机械锁紧装置能通过几种方法实现，例如，采用摩擦元件。优选地，可旋转部件包括在闭锁位置与棘爪部件啮合的齿。所述齿可以径向或轴向取向。
可以设置一传感器，借助旋转部件的齿来探测旋转部件的旋转。
根据第一实施例，锁紧装置能被一电磁铁驱动，电磁铁在一弹簧的作用下卡紧在锁定位置。当电磁铁被激励时，它维持锁紧装置位于空档。
根据第二实施例，锁紧装置包括一可旋转的轴向固定的驱动部件，该部件通过滚珠元件与棘爪部件啮合，滚珠元件与驱动部件和棘爪部件相对面上的座圈接触，驱动部件和棘爪部件至少一个上的座圈形成在圆周方向上连续倾斜的坡道，从而当驱动部件来回旋转时，棘爪部件也往复移动。
棘爪部件和驱动部件在由端点止动件限定的有限弧度内彼此相对地自由旋转，使得当棘爪部件离开驱动部件处于闭锁位置，即旋转地固定于马达的旋转元件时，棘爪部件与驱动部件一起旋转。此时螺杆也旋转。
驱动部件连接到一手闸机构。优选地，手闸机构包括缆索，该缆索缠绕在驱动部件或相连轴上。
鉴于棘爪部件可旋转地支承在与螺旋机构相连的轴上的事实，棘爪部件的上述运动成为可能，同时，一旋转联轴节提供了临界扭矩值下棘爪部件和轴之间的旋转联接，且允许两者在高于上述临界扭矩时相对旋转。
在这点上，旋转联轴节包括轴上的一扁平平台，以及容纳在棘爪部件径向孔径内的一预加负荷部件，所述预加负荷部件被弹性挤靠并与扁平平台(59)接触。
本发明也涉及一种制动卡钳，该卡钳包括一外壳和两块相对的制动块，一具有螺杆和螺母的螺旋机构，螺杆和螺母其中之一相对外壳可旋转的支承，该卡钳还包括一个驱动地连接到螺旋机构上的马达。
根据本发明，提供一种包括棘爪部件和旋转部件的机械锁紧装置，该旋转部件连接到马达和/或螺旋机构的一可旋转元件，该锁紧装置还包括以及一使棘爪部件在闭锁位置和空档间移动的控制机构。
附图说明
参照附图中显示的实施例，现对本发明进一步描述。
图1示出了根据本发明的制动卡钳的第一实施例的横截面图。
图2-4示出了制动卡钳的第二个实施例的部分剖开视图。
图5-7示出了图2-4所示的实施例的控制相位的详图。
具体实施方式
图1所示的制动卡钳包括具有一螺母5的螺旋致动器，螺母通过滚珠28可旋转地支承螺杆6。螺母5和螺杆6具有相宜形状的螺旋状槽31。
电动马达7有一连接到外壳1的定子8，以及一支承在可旋转套筒17上的转子9。可旋转套筒17可旋转地安装在一内静止套筒13上。内套筒13包括容纳轴承19的座圈18。可替代的方法是套筒当然也可以支承独立轴承的内环。
内套筒13有一向外延伸的凸缘14，被夹持在外壳1的径向向内延伸的支承柱11和径向向外延伸的螺母凸缘15之间。
径向向外延伸的螺母凸缘15和套筒13的凸缘14都容纳在外壳1的圆柱形孔10内。支承柱11相对圆柱形孔10的壁径向向内延伸。
圆柱形活塞22被夹持在圆柱形孔10内且不能旋转，其内容纳一致动头29。致动头29与螺旋致动器4的螺杆6接合，且通过一旋转支承23连接到圆柱形活塞22。
启动马达7，转子9通过轴26驱动螺旋致动器4上的螺杆6。所述轴26连接在齿轮减速机构20的一侧，该齿轮减速机构由转子9通过旋转套筒17和其上向内延伸的凸缘24驱动。在另一侧，中心驱动轴26延伸入螺杆6的圆柱形孔27内。轴26通过键/槽联轴节60不可转动地连接到螺杆6。
结果是，螺杆6旋转并向外移动，使制动块3靠近制动块2，以将制动力施加在一制动盘(未示出)上。
由于施加在螺母5上的挤压力，静止支承套筒13被牢固地夹靠在外壳1的支承柱11上。
由于轴线不对准可能损坏螺旋致动器的座圈和滚珠，因此为了调节不对准，套筒13的凸缘14以及螺母凸缘15最好沿一假想球的表面弯曲，以使螺旋致动器4、转子9和齿轮减速机构20之间能有一定的适应度。
为了获得长时间停车制动的功能，齿轮减速机构20的一齿轮42设置有齿45，该齿能与一不可旋转的锁紧部件41啮合，特别是与锁紧部件上的齿54啮合。当不执行停车制动时，可平行于轴26轴向移动的锁紧部件41被一通电的固定电磁铁44移动到待用位置。
一旦开始停车制动动作，电磁铁44断电，使锁紧部件41在压缩弹簧48的作用下与齿轮42的齿45啮合。通过锁住齿轮42的旋转，螺旋致动器也被锁住，从而维持停车制动动作。
图2-4示出了与图1所示的制动卡钳在很大程度上相当的制动卡钳。然而，将螺旋致动器锁在制动状态的控制装置以不同的方式执行。它不是通过电磁铁致动，而是以一种纯机械方式致动。
该锁紧装置包括一设置在轴26上的轴向固定的可旋转驱动部件55。该驱动部件55通过滚珠元件56与棘爪部件41啮合。这些滚珠元件56容纳在驱动元件55的座圈58中并具有恒定的深度，棘爪部件41的座圈57中也有滚珠元件，其具有坡道形状，也就是说有一连续增加的深度。
驱动部件55连接到滑轮缆索52，滑轮缆索缠绕在驱动部件55上。当牵引滑轮缆索52时，驱动部件55旋转，通过座圈57、58和滚动元件56的作用，棘爪部件41相对所述驱动部件55在轴向方向上的距离增加。棘爪部件41包括齿54，通过这种方式来实现齿54与齿轮42的齿45啮合。
通过旋转联轴节，棘爪部件41起初被夹持住不能相对于轴26旋转。该旋转联轴节包括位于轴26上的一扁平平台59，以及通过螺旋弹簧62弹性挤压与扁平平台59接触的预加负荷滚珠50。滚珠50和螺旋弹簧62都容纳在棘爪部件41的孔61内。
通过这种旋转联轴节，棘爪部件41起初被夹持住不能相对于轴26旋转。而且，当驱动部件55旋转时可使棘爪部件41向齿轮42移动。在驱动部件55已经旋转了一定距离后，相对棘爪部件41的自由旋转被一端点止动件阻止(参见图5-图7)。继续旋转时，棘爪部件41与驱动部件55一起旋转，从而螺旋机构4的螺杆6旋转，因此能获得一种手闸动作。
在图5-图7中，示出了通过驱动部件55和棘爪部41获得手闸动作的一些步骤。驱动部件55包括一伸入棘爪部41的槽65中的销钉63。图5示出了上述锁紧装置的锁定位置，其没有使用手闸动作。
图6示出了驱动部件55相对于棘爪部件41的初始旋转，棘爪部件41通过旋转联轴节旋转地环形固定在轴26上(参见图2-图4)。因此如上面描述的那样，棘爪部件41被从驱动部件55上推开。结果棘爪部件41上的齿54与齿轮42的齿45接触。
驱动部件55的进一步旋转使得棘爪部件41也旋转，注意到销钉紧靠槽65尾端(端点止动件)的事实，棘爪部件41与驱动部件55的进一步旋转一起旋转，因此实现了齿54的旋转以及齿45和齿轮42的旋转。
因此，螺旋机构的螺杆6也旋转，从而实现制动动作。

Claims (15)

1.一种螺旋致动器，包括一个外壳(1)，一个具有螺母(5)和螺杆(6)的螺旋机构(4)，螺母和螺杆之一相对外壳(1)可旋转的支承，该螺旋致动器还包括一个驱动地连接到螺旋机构(4)上的马达(7)，一包括棘爪部件(41)和旋转部件(42)的机械锁紧装置，该旋转部件连接到马达(7)和/或螺旋机构(4)的一个旋转元件，该螺旋致动器还包括一将棘爪部件(41)在闭锁位置和空档间移动的控制装置，其特征在于：设置有一齿轮减速机构(20)，其中一个齿轮(42)带有与棘爪部件(41)啮合的齿(45)。
2.一种如权利要求1所述的螺旋致动器，其特征在于：旋转部件(42)包括齿(45)，该齿在闭锁位置时与棘爪部件(41)啮合。
3.一种如权利要求2所述的螺旋致动器，其特征在于：齿(45)径向取向。
4.一种如权利要求2所述的螺旋致动器，其特征在于：齿(45)轴向取向。
5.一种如前述权利要求中的任一项所述的螺旋致动器，其特征在于：设置一传感器，该传感器通过旋转元件的齿来探测元件的旋转。
6.一种如前述权利要求中的任一项所述的螺旋致动器，其特征在于：通过控制装置，棘爪部件(41)可移向和移离旋转部件(42)。
7.一种如前述权利要求中的任一项所述的螺旋致动器，其特征在于：控制装置包括一电磁铁(44)。
8.一种如权利要求7所述的螺旋致动器，其特征在于：该控制装置包括一轴向固定的可旋转的驱动部件(55)，该部件通过滚珠元件(56)与棘爪部件(41)啮合，滚珠元件与驱动部件(55)和棘爪部件(41)相对表面上的座圈(57，58)接触，驱动部件和棘爪部件(41)至少一个上的座圈(57)形成在圆周方向上连续倾斜的坡道，从而当驱动部件(55)来回旋转时，棘爪部件(41)也在轴向往复移动。
9.一种如权利要求8所述的螺旋致动器，其特征在于：棘爪部件(41)和驱动部件(55)在由端点止动件(63，65)限定的有限弧度内彼此相对地自由旋转，使得当棘爪部件(41)离开驱动部件(55)处于闭锁位置，即旋转地固定于马达(7)的旋转元件时，棘爪部件(41)与驱动部件(55)一起旋转。
10.一种如权利要求9所述的螺旋致动器，其特征在于：驱动部件(55)连接到一手闸机构。
11.一种如权利要求10所述的螺旋致动器，其特征在于：手闸机构包括缆索(52)，该缆索缠绕在驱动部件(55)或缠绕在相连轴上。
12.一种如权利要求7-11中的任一项所述的螺旋致动器，其特征在于：棘爪部件(41)旋转地支承在与螺旋机构相连的轴(26)上，一旋转联轴节提供了临界扭矩值下棘爪部件(41)和轴(26)之间的旋转联接，且允许两者在高于上述临界扭矩时相对旋转。
13.一种如权利要求12所述的螺旋致动器，其特征在于：旋转联接节包括轴(26)上的一扁平平台(59)，以及容纳在棘爪部件(41)径向孔(61)内的一预加负荷部件(50)，所述预加负荷部件(50)被弹性挤压并与扁平平台(59)接触。
14.一种制动卡钳，包括具有两块相对制动块的棘爪零件和如前述任一权利要求所述的螺旋致动器，所述的螺旋致动器包括与棘爪零件连接的外壳(1)，具有螺杆(6)和螺母(5)的螺旋机构(4)，螺杆和螺母其中之一相对外壳(1)可旋转的支承，该螺旋致动器还包括一个驱动地连接到螺旋机构上的马达(7)，其特征在于：设置有一种包括棘爪部件(41)和旋转部件(42)的机械锁紧装置，该旋转部件连接到马达(7)和/或螺旋机构(4)的一可旋转元件，该螺旋致动器还包括一使棘爪部件(41)在闭锁位置和空档间移动的控制装置。
15.一种如权利要求14所述的制动卡钳，其特征在于：设有一齿轮减速机构(20)，其中一个齿轮(42)带有与棘爪部件(41)啮合的齿(45)。
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