NL1014064C2

NL1014064C2 - Actuator en remklauw.

Info

Publication number: NL1014064C2
Application number: NL1014064A
Authority: NL
Inventors: Hendrikus Jan Kapaan
Original assignee: Skf Eng & Res Centre Bv
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-17
Also published as: WO2001051825A1; DE60108844D1; DE60108844T2; US20030102192A1; EP1247028B1; JP2003519764A; KR20020073502A; EP1247028A1; AU2001234220A1

Description

Actuator en remklauw

De uitvinding betreft een actuator, omvattende een huis met een motor, een actuatororgaan en een schroefmechanisme met een moer en een schroef, welk 5 schroefmechanisme een lineaire beweging verschaft van het actuatororgaan met betrekking tot het huis in reactie op een draaibeweging geleverd door de motor, alsmede reductietandwielmiddelen tussen de motor en het schroefmechanisme.

Een dergelijke actuator is bekend, en kan bijvoorbeeld worden toegepast in een voertuig rem, koppeling, continu variabele transmissie, tandwielkast, en dergelijke.

10 Deze bekende schroefactuator is met betrekking tot het huis ondersteund door middel van een lager dat axiale en/of radiale belastingen kan opnemen, zoals een axiaal druklager voor het dragen van de axiale krachten die uitgeoefend worden op de remblokken in het geval van een actuator toegepast in een schijfrem.

Het doel van de uitvinding is een verbeterde actuator te verschaffen. Dat doel 15 wordt bereikt doordat de moer vast is met betrekking tot het huis, en dat het actuatororgaan een boring bezit die is voorzien van een inwendige schroefdraad, welke schroef samenwerkt met zowel de inwendige schroefdraad van het actuatororgaan als de inwendige schroefdraad van de moer.

De schroef van de actuator volgens de uitvinding is draaibaar ondersteund met 20 betrekking tot huis door de moer: in geval de moer en de schroef met elkaar samenwerken door kogels, werken die kogels als steunlagerkogels voor de schroef.

Verder werkt de schroef met het actuatororgaan ook samen door middel van schroefdraden. Het voordeel is dat de lineaire beweging van het actuatororgaan met betrekking tot het huis kan worden beïnvloed door een juiste keuze van de twee stellen 25 schroefdraden. Deze stellen schroefdraden kunnen bijvoorbeeld verschillende en zelfs tegengestelde spoedhoeken bezitten, en/of verschillende steken en spoedhoektekens.

Aldus kan een zeer fijne lineaire beweging worden verkregen voor een bepaalde verdraaiing van de schroeven in het geval van tegengestelde spoedhoektekens. Als alternatief kan ook een verhoudingsgewijze grote lineaire beweging worden verkregen 30 in geval de schroefdraden alle dezelfde spoedhoektekens bezitten.

Een verder voordeel is dat het actuatororgaan, dat niet mag draaien, met de draaiende schroef kan samenwerken zonder tussenplaatsing van een afzonderlijk 1014064 2 druklager. Deze functie wordt vervuld door de schroefdraadsamenwerking tussen het actuatororgaan en de schroef.

Ten einde de vereiste belastingscapaciteit te verzekeren, moet de steekdiameter van de schroefdraden, het aantal windingen en de spoedhoek op de juiste wijze worden 5 gekozen. Aangezien echter de schroefdraden en de bijbehorende kogels als lagerelement dienen voor het ondersteunen van de draaiende schroef, is geen afzonderlijk druklager nodig voor het opnemen van axiale belastingen. De totale afmetingen van de actuator kunnen daardoor beperkt blijven.

De inwendige schroefdraden van de moer en het actuatororgaan kunnen op 10 verschillende manieren worden uitgevoerd. Deze schroefdraden kunnen bijvoorbeeld overeenkomstig of zelfs identiek zijn. Als alternatief kunnen echter de inwendige schroefdraad van het actuatororgaan en de bijbehorende schroefdraad van de schroef een steek hebben die verschilt van de steek van de moer en de bijbehorende schroefdraad van de schroef.

15 Bij voorkeur is het actuatororgaan een zuiger die verschuifbaar is opgenomen in een boring in het huis. De moer is in die boring bevestigd, terwijl de boring zich volledig uitstrekt door het huis en, aan het einde dat is afgekeerd van het actuatororgaan, een zich naar binnen uitstrekkende aanslag hebben waartegen de moer is ondersteund. Tussen de aanslag en de moer kan een belastingcel voor het meten van 20 axiale krachten worden opgenomen.

Ook de reductietandwielmiddelen kunnen op verschillende manieren worden uitgevoerd. Bij voorkeur is een huls voorzien die uit de boring steekt aan het eind dat is afgekeerd van het actuatororgaan, welke steunhuls aan één eind een zich naar buiten uitstrekkende flens heeft die wordt vastgehouden tussen de moer en de zich naar binnen 25 uitstrekkende aanslag, en die aan het andere eind een steun heeft voor de reductietandwielmiddelen. Die steun omvat een wentellager waarvan de buitenring een excentrisch tandwiel draagt met naar buiten gerichte tanden dat onderdeel uitmaakt van een excentrische tandwielreductie, welk excentrische tandwiel draaibaar is opgenomen op een excentrische naaf van die buitenring door middel van een excentrisch lager.

30 De excentrische tandwielreductie verschaft een verhoudingsgewijze hoge vertragingsverhouding, die aangepast kan worden aan de verhoudingsgewijze grote lineaire verplaatsingen van het actuatororgaan bij het verdraaien van de actuator.

1014064 3

Door middel van een (kogel) groef/spieverbinding kan de schroef worden aangedreven door een aandrijfas, welke aandrijfas een tandwiel draagt met naar binnen gerichte tanden die de tanden van het excentrische tandwiel omgeven, welke tandwielen over slechts een deel van hun tanden met elkaar in ingrijping zijn.

5 De moer kan tenminste één recirculatie-inrichting omvatten voor de kogels in één volle winding tussen de moer en de schroef. In dit opzicht kan de schroef een doorgaande boring hebben, waarvan één eind groeven omvat voor de (kogel) groef/spieverbinding aan de aandrijfas, en waarvan het andere eind een inwendige huls bezit die tenminste één recirculatie-inrichting ondersteunt.

10 De uitvinding betreft eveneens een remklauw omvattende een huis met een motor, een actuatororgaan en een schroefmechanisme voorzien van een moer en een schroef, welk schroefmechanisme een lineaire beweging verschaft van het actuatororgaan met betrekking tot het huis in reactie op een draaibeweging geleverd door de motor, alsmede reductietandwielmiddelen tussen de motor en het 15 schroefmechanisme.

Volgens de uitvinding bezit het actuatororgaan een boring die is voorzien van een inwendige schroefdraad, waarbij de schroef samenwerkt met zowel de inwendige schroefdraad van het actuatororgaan als de inwendige schroefdraad van de moer.

De actuator zal nu verder worden beschreven onder verwijzing naar een actuator 20 voor een remklauw, zoals getoond in de figuur.

De in de figuur weergegeven actuator 1 omvat een huis 2, dat is bevestigd aan een gedeeltelijk weergegeven klauwstuk 3. Dat klauwstuk 3 draagt twee remblokken, waarvan één remblok 4 is getoond. De remblokken sluiten een spleet in ter opname van een remschijf (niet weergegeven) van de betreffende schijfrem.

25 Het huis 2 draagt een motor 5, dat door de reductietandwielmiddelen 6 het schroefmechanisme 7 aandrijft.

Dat schroefmechanisme 7 is opgenomen in een doorgaande boring 8 van het huis 2, welke de boring aan eind wat is afgekeerd van het remblok 4 een zich naar binnen uitstrekkende flens 9 heeft.

30 In de boring 8 is de moer 10 van het schroefmechanisme 7 vastgezet zodanig dat deze niet kan transleren en draaien. De moer 10 rust tegen de naar buiten uitstekende flens 11 van de huls 12, welk op zijn beurt door een belastingcel 13 tegen een flens 9 rust.

1niδ na δ 4

Het schroefmechanisme 7 bevat verder een schroef 14 en kogels 15 die samenwerken met de schroefdraden 17, 16 van respectievelijk de moer 10 en de schroef 14.

De kogels 15 worden in de moer 10 gerecirculeerd door middel van de 5 recirculatie-inzetstukken 18.

In de boring 8 is verder een actuatororgaan 19 van het zuigertype opgenomen. Dit actuatororgaan 19 is in axiale richting beweegbaar, doch niet verdraaibaar door de spei/groef-verbinding 20.

Ook het actuatororgaan bezit een inwendige boring 21, voorzien van een 10 inwendig schroefdraad 22.

De schroef 14 strekt zich uit in de boring 21 van het actuatororgaan 19, en werkt door kogels 23 samen met de inwendige schroefdraad 22 van het actuatororgaan 19. De kogels 23 kunnen in de schroef worden gerecirculeerd door middel van de recirculatie-inzetstukken 24.

15 Door middel van de balg 25 is het actuatororgaan 19 van het zuigertype tegen vuil beschermd.

De schroef bezit een inwendige huls 26, welke de recirculatie-inzetstukken 24 vasthoudt. Verder kan in die huls 26 een smeermiddel-doseerorgaan zijn opgenomen.

Verder bezit de schroef 14 een inwendige boring 27, die door middel van een 20 groef/spie-verbinding 28 verschuifbaar samenwerkt met de aandrijfas 29. Wanneer de aandrijfas 29 wordt gedraaid, draait de schroef 14 ook en verplaatst hij lineair met betrekking tot de moer 10 en ook met betrekking tot de aandrijfas 29. Het actuatororgaan 19 van het zuigertype wordt ook lineair verplaatst met betrekking tot de schroef 14, waardoor een verhoudingsgewijze grote lineaire verplaatsing wordt 25 verkregen.

De schroefdraad 16 van de schroef 14, en de schroefdraad 22 van het actuatororgaan 19 werken ook als steunlager voor het actuatororgaan 19.

Met betrekking tot het feit dat een verhoudingsgewijze grote verplaatsing wordt verkregen door de dubbele of tandemactuatorwerking, is een tandwielvertraging 6 met 30 een verhoudingsgewijze grote vertragingsverhouding nodig.

Die tandwielreductie 6 omvat een steun 30, voorzien van een lager 31 waarvan de binnenring 32 een eenheid vormt met de huls 12. De buitenring 33 van het lager 31 is verbonden aan de rotor 34 van de motor 5. De stator 35 is verbonden aan het huis 2.

1 Π1 A HR L

5

De buitenring 33 van het lager 31 bezit verder een excentrische naaf, die een excentrisch lager 41 draagt, dat het excentrische tandwiel 36 ondersteunt, dat in een gedeelte van de naar binnen gerichte tanden van het tandwiel 37 grijpt.

Door het excentrische tandwiel 36 te draaien door de rotor 34, wordt het tandwiel 5 37 met een verhoudingsgewijze grote vertragingsverhouding bewogen.

De buitenomtrek van de buitenring 33 bezit een iets kleinere diameter dan de opening bepaald door de zich naar binnen uitstrekkende flens 9 van de boring 8. Aldus kan het gehele samenstel van het schroefmechanisme 7 en de tandwielreductie 6 door de boring 8 worden geschoven tot aan de in de figuur weergegeven positie. Vervolgens 10 kan de rotor 34 worden gemonteerd, en tenslotte wordt de aandrijfas 28 met het tandwiel 37 gemonteerd.

Teneinde de aandrijfas 29 op zijn plaats te houden, is een veersteun 31 voorzien.

1014064

Claims

1. Actuator (1), omvattende een huis (2) met een motor (5), een actuatororgaan (19) en een schroefmechanisme (7) met een moer en een schroef, welk schroefmechanisme een 5 lineaire beweging verschaft van het actuatororgaan (19) met betrekking tot het huis (2) in reactie op een draaibeweging geleverd door de motor (5), alsmede reductietandwielmiddelen (6) tussen de motor (5) en het schroefmechanisme (7), met het kenmerk dat de moer (10) vast is met betrekking tot het huis (2), en dat het actuatororgaan (19) een boring (21) bezit die is voorzien van een inwendige 10 schroefdraad (22), welke schroef (14) samenwerkt met zowel de inwendige schroefdraad (22) van het actuatororgaan (19) als de inwendige schroefdraad (17) van de moer (10).

2. Actuator volgens conclusie 1, waarbij de inwendige schroefdraad (22) van het 15 actuatororgaan (19) overeenkomt met de inwendige schroefdraad (17) van de moer (10).

3. Actuator volgens conclusie 1 of 2, waarbij de schroef (14) een enkele, uniforme schroefdraad (16) bezit, en de inwendige schroefdraden (17, 22) van de moer (10) en 20 van het actuatororgaan (19) identiek zijn.

4. Actuator volgens conclusie 1, waarbij de inwendige schroefdraad (22) van het actuatororgaan (19) en de overeenkomstige schroefdraad (16) van de schroef (14) een steek bezitten die verschilt van de steek van de schroefdraad (17) van de moer en de 25 overeenkomstige schroefdraad (16) van de schroef (14).

5. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het actuatororgaan een zuiger (19) is die verschuifbaar is opgenomen in een boring (8) in het huis (2).

6. Actuator volgens conclusie 5, waarbij de moer (10) is bevestigd in de boring (8) in het huis (2).

7. Actuator volgens conclusie 6, waarbij de boring (8) zich geheel door het huis (2) 1014064 uitstrekt, en, aan het eind dat is afgekeerd van het actuatororgaan (19), een zich naar binnen uitstrekkende aanslag (9) bezit waartegen de moer (10) is gesteund.

8. Actuator volgens conclusie 7, waarbij een belastingcel (13) voor het meten van 5 axiale krachten is opgenomen tussen de aanslag (9) en de moer (10).

9. Actuator volgens conclusie 7 of 8, waarbij een huls (12) is voorzien die zich naar binnen uitstrekken met betrekking tot de boring (8) aan het eind dat is afgekeerd van het actuatororgaan (19), welke huls (12) aan één eind een zich naar buiten 10 uitstrekkende flens (11) bezit die vastgehouden wordt tussen de moer (10) en de zich naar binnen uitstrekkende aanslag (9), en aan het andere eind een steun (30) voor de reductietandwielmiddelen (6) bezit.

10. Actuator volgens conclusie 9, waarbij de steun (30) een wentellager (31) omvat, 15 waarvan de buitenring (33) een excentrisch tandwiel (36) draagt met naar buiten gerichte tanden dat onderdeel uitmaakt van een excentrische tandwielreductie (6), welk excentrische tandwiel (36) draaibaar is opgenomen op een excentrische naaf (40) van die buitenring (33) door middel van een excentrisch lager (41).

11. Actuator volgens conclusie 10, waarbij de schroef (14) door middel van een (kogel) groef/spie-verbinding (28) aandrijfbaar is door een aandrijfas (29), welke aandrijfas (29) een tandwiel (37) draagt met naar binnen gerichte tanden die de tanden van het excentrische tandwiel (36) omgeven, welke tandwielen (36, 37) over slechts een deel van him tanden in elkaar ingrijpen. 25

12. Actuator volgens één van de conclusies 8-11, waarbij de reductietandwielmiddelen een planetaire tandwielreductie omvatten.

13. Actuator volgens conclusie 10,11 of 12, waarbij de buitenring (33) van het 30 wentellager (31) een rotorhuls (39) draagt waarop de rotor (34) van de motor (5) is bevestigd.

14. Actuator volgens conclusie 13, waarbij de buitenring van de wentellager en de 1014064 rotorhuls in één onderdeel zijn geïntegreerd.

15. Actuator volgens conclusie 13 of 14, waarbij een sensor is gemonteerd tussen het huis en de rotorhuls. 5

16. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de schroefdraden (16, 17. 22) van de schroef (14), de moer (10) en het actuatororgaan (19) met elkaar samenwerken door middel van kogels (15,23).

17. Actuator volgens conclusie 16, waarbij de schroefdraad (17) van de moer (10), de bijbehorende schroefdraad (16) van de schroef (14) en de betreffende kogels (15) een andere afmeting hebben dan de afmeting van de schroefdraden (22, 16) en de kogels van de schroef (14) en het actuatororgaan (19).

18. Actuator volgens conclusie 16 of 17, waarbij de moer (10) tenminste één recirculatie-inrichting (18) voor de kogels (15) omvat in één volledige winding tussen de moer (10) en de schroef (14).

19. Actuator volgens conclusie 16,17 of 18, waarbij de schroef (14) tenminste één 20 recirculatie-inrichting (24) omvat voor de kogels (23) in één volledige winding tussen de schroef (14) en het actuatororgaan (19).

20. Actuator volgens conclusie 19, waarbij de schroef (14) een doorgaande boring (27) bezit, waar aan één eind groeven omvat voor de (kogel) groef/spie-verbinding (28) aan 25 de aandrijfas (29), en waarvan het andere eind een inwendige huls (26) omvat die tenminste één recirculatie-inrichting (24) ondersteunt.

21. Actuator volgens conclusie 19, waarbij de huls deel uitmaakt van een in zichzelf gesloten vet-doseerinrichting. 30

22. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tenminste één van de componenten is verkregen door middel van poedermetallurgie. 1 0 1 4064

23. Remklauw omvattende een klauwstuk (3) dat tenminste twee tegenover elkaar gelegen remblokken (4) omvat waartussen een remschijf kan worden opgenomen, alsmede een actuator volgens één van de voorgaande conclusies, welke actuator (1) een huis (2) omvat met een motor (5), een actuatororgaan (19) en een schroefmechanisme 5 (7) met een moer en een schroef, welk schroefmechanisme een lineaire beweging verschaft van het actuatororgaan (19) met betrekking tot het huis (2) in reactie op een draaibeweging geleverd door de motor (5), alsmede reductietandwielmiddelen (6) tussen de motor (5) en het schroefmechanisme (7), met het kenmerk dat de moer (10) vast is met betrekking tot het huis (2), en dat het actuatororgaan (19) een boring (21) 10 bezit die is voorzien van een inwendige schroefdraad (22), welke schroef (14) samenwerkt met zowel de inwendige schroefdraad (22) van het actuatororgaan (19) als de inwendige schroefdraad (17) van de moer (10). 1014064