CN1114770C - 具有小型齿轮减速机构的致动器 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋致动器，它包括外壳(1)、螺母(17)和螺杆(16)以及包含与外壳相连的定子(6)和转子(7)的马达(2)，螺母(17)和螺杆(16)中的一个相对于外壳轴向固定，另一个可相对于外壳轴向移动以便移动致动头部。马达的转子(7)通过轴承(30)可转动地支撑在套筒(8)上，所述套筒具有向内指向的凸缘(21)，该凸缘带有偏心轮毂(23)。该偏心轮毂(23)通过轴承(30)可转动地支撑着齿轮(24)，齿轮(24)的外齿啮合环形齿轮(25)的向内指向的齿。环形齿轮(25)驱动着可转动地支撑在外壳(1)中的螺杆(16)。螺旋传动机构的螺母(17)可滑动且可相对于外壳转动。通过螺纹(18，19)以及滚珠(20)，螺杆(16)的转动运动被转换成螺母(17)的线性运动，该螺母被装在外壳(1)的圆筒形空间(32)内。

Description

具有小型齿轮减速机构的致动器
技术领域
本发明涉及一种致动器，它包括装有马达、螺旋传动机构以及使马达的转子与可转动的螺杆或螺母连接的齿轮减速机构的外壳，所述螺旋传动机构包括螺杆和螺母，螺杆和螺母中的一个相对于外壳被可转动地支撑。
背景技术
这种致动器大体上是众所周知的，并且可以被应用于各种目的，例如用于致动一制动器、离合器等。在这些用途中，理想的是在马达和所要致动的目标(例如制动踏板)之间具有一种大的减速机构。另一方面，整体尺寸和重量应该保持适当限制。
螺旋传动机构自身依靠螺纹的螺距提供一种减速机构。然而较小的螺距需要有相当窄的螺纹，特别是对于滚珠螺杆而言，这将导致小的易损坏的滚珠，而且该滚珠难以加工。
因此，齿轮减速装置优选应该提供相对较大的减速比，从而该螺旋传动机构可以具有更粗的螺距，以可使所述螺旋传动机构自身的减速比更低。
在这方面，现有技术中的齿轮减速机构还不能满足要求。它们包括环形齿轮、行星齿轮和伞形齿轮。通常两个或多个这些机构串联布置以便得到所要求的减速比。其整体尺寸和重量较高。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种带具有较大减速比的齿轮减速机构的致动器，其尺寸相对较小，并且重量较低。该目的是通过这样一种齿轮减速机构来实现的，该机构包括至少一个具有径向向内指向的齿的同心齿轮环，以及一个不同心设置的具有径向向外指向的齿的齿轮，其中该齿轮的外径小于齿轮环的内径，这样，所述齿轮和齿轮环的齿沿着它们的部分圆周相互啮合，所述齿轮可转动地容纳在与马达的转子相连的偏心轮毂上。
根据本发明的减速齿轮机构由于齿轮和轮毂的不同心设置，所以可提供较大的减速比。其尺寸在厚度方向上较小，从而导致一种紧凑的实施方案。
优选的是，该齿轮环与螺旋传动机构的螺杆成一整体，所述螺杆相对于外壳被可转动地支撑。
另外，在马达的转子可转动地支撑在支撑轴承的外环上的情况下，可以得到一种非常紧凑的致动器，其中所述外环与螺杆和齿轮环成一整体。
通过一径向向内延伸的凸缘，马达可以与偏心轮毂相连。
另外，一主动反向驱动机构的一端与上述凸缘相连，而另一端则与外壳相连，以向上述马达施加一个反向驱动力。优选的是，该主动反向驱动机构可由一盘簧构成。
致动器可以由多个组件装配而成，例如外壳组件、致动组件和齿轮减速组件。
根据另一种实施方案，外壳可以具有至少容纳螺母和/或螺杆的孔，以及相对于径向支座被支撑的所述螺母或螺杆的轴向固定部分，该固定部分在所述孔中向内延伸。在该实施方案中，马达的转子被可转动地支撑在套筒上，所述套筒啮合着固定部分并且远离致动头部而延伸，该致动头部可以通过螺母或螺杆沿着轴向方向移动，所述套筒具有径向向外延伸的套筒凸缘，该套筒凸缘被***在所述支座和轴向固定部分之间。
具体地说，套筒的凸缘被支撑在支座的邻接表面上，该表面面对着与轴向可移动的螺母和螺杆相连的用来施加挤压力的致动头部。
转子套筒现在被牢牢地夹在径向支座和螺母或螺杆的轴向固定部分之间，这就提供了一种简单且可靠的结构。无需任何额外的紧固装置来支撑转子套筒。
在实际的实施方案中，螺母被固定支撑在外壳内，所述螺母具有径向向外延伸的螺母凸缘，该凸缘面对着向外延伸的套筒凸缘并且与向内延伸的致动器支座交叠在一起。
在根据本发明的螺旋致动器的使用中，由于偏心力和或横向力的缘故可能会出现未对准现象。这种未对准现象可能使滚珠和螺母和螺杆的滚道损坏，这些零件相当容易被这种负载损坏。根据本发明，在套筒凸缘和螺母凸缘的向外面对的表面沿着轴向断面弯曲的情况下可以缓解这个问题，从而让所述螺母和套筒能够由于未对准力而旋转或倾斜。
螺杆/螺母部件以及包括转子和可能的减速部件在内的驱动装置现在可以一致地移动，以便适应未对准现象。
在螺母具有在支座内部并且延伸到螺母凸缘外面的螺母延伸部分的情况下，可以得到一种非常稳定的实施方案，该套筒具有被容纳在所述螺母延伸部分和支座之间的轴向延伸的支撑部分。
根据优选的实施方案，致动头部通过滚动元件轴承与螺杆啮合。所述滚动元件轴承与致动头部成一整体。在致动头部被容纳在被不可转动地固定在孔中的圆筒中的情况下，可以得到涉及稳定性的另一种改进。
该套筒可以包括金属板部分，该部分设有用于可转动地支撑转子的至少一个支撑轴承的内滚道；或者单个的轴承可以通过其内环安装在所述套筒上。
为了便于加工和装配，该套筒和螺母被夹紧地预装配。
该套筒在其对着套筒凸缘的端部处还包括向内延伸的凸缘，该凸缘承载着齿轮减速机构的齿轮。
附图说明
下面将参照图中所示的实施例来进一步描述本发明。
图1显示出包含根据本发明的致动器的制动卡钳的纵向断面。
图2显示出按照图1的II-II线剖开的剖视图。
图3显示出另一个实施例。
具体实施方式
根据本发明的致动器包括一外壳1，它装有电动马达2、齿轮减速机构4和螺旋传动机构3。外壳1在其一个端部处具有外螺纹5，通过该外螺纹，该致动器能够例如在作为圆盘制动器应用的情况下与一制动卡钳相连。
马达2的定子6与外壳1相连，马达2的转子7被支撑在套筒8上。该套筒8通过滚珠轴承9相对于轴承11的外环10被支撑。所述轴承11的内环12被支撑在与外壳1相连的中心支撑轴13上。
中心支撑轴13通过负载元件15啮合外壳1，并且通过被容纳在内环12的凹槽44中的锁紧环43被搭扣配合。
轴承11的外环10与螺旋传动机构3的螺杆16成一整体。因此该螺杆16相对于外壳1被可转动地支撑。螺旋传动机构4的螺母17相对于外壳可滑动并且不可转动。通过螺纹18、19和滚珠20，螺杆16的转动运动被转换成螺母17的线性运动，该螺母被装在外壳1的圆筒形空间32中。另外，螺杆16具有装有润滑剂存储室36的孔35。
根据本发明，转子7和套筒8承载着向内指向的凸缘21，该凸缘承载着偏心轮毂23。一主动反向驱动机构37的一端与凸缘21相连，另一端则与外壳1相连。如图1所示，在所示出的实施例中，该主动反向驱动机构37为一盘簧。该盘簧可按以下公知方式工作：当驱动螺旋机构3以使制动器的制动踏板与制动圆盘啮合时，盘簧随着与马达2的转子7相连的凸缘21的转动而卷绕起来。该卷绕起来的盘簧将向马达2施加一个反向驱动力。因此，当结束制动操作而关断马达2或使其反转时，将借助该盘簧产生一个用于解除制动踏板与制动圆盘之间的压力的附加力，以使制动踏板快速地返回，从而与制动圆盘脱离啮合。
偏心轮毂23通过轴承30可转动地支撑着齿轮24，齿轮24的外齿与环形齿轮25的向内指向的齿啮合。
齿轮24的外径小于齿轮环25的内径，从而在特定的距离上这些齿轮部件的圆周相互啮合。在相对的圆周部分处，它们没有处于啮合状态，这意味着齿轮24能够相对于齿轮环25偏心地转动。
这样，就能得到转子7的转动的较大减速比。
优选的是，本发明的上述致动器可以由多个组件装配而成，例如齿轮减速组件、致动组件和外壳组件。例如，如图1所示，轮减速机构4和主动反向驱动机构37可装在一齿轮减速组件40中；螺旋传动机构3、用于支撑螺旋传动机构3的支撑轴承11、马达2的转子7以及用于在螺旋传动机构3上支撑转子7的轴承9可装在一致动组件41中；而外壳1、定子6和用于马达2的电连接件则可装在一外壳组件42中。
图3中所示的制动卡钳51包括具有螺母55的螺旋致动器，该螺母通过滚珠78可转动地支撑着螺杆56。螺母55和螺杆56具有合适形状的螺旋型凹槽81。
电动马达57具有与外壳51相连的定子58以及通过滚珠69被可转动地支撑在套筒63上的转子59。套筒63包括用于轴承69的滚道68。在可选方案中，该套筒当然可以承载分离轴承的内环。
所述转子套筒69具有向外延伸的套筒凸缘，该凸缘被固定在外壳51的径向向内延伸的支座61之间，以及向外延伸的螺母凸缘65。
所述向外延伸的螺母凸缘65以及套筒凸缘63位于外壳51中的孔60内。该支座61相对于孔60的壁径向向内延伸。
一圆筒72不可转动地固定在孔60内，在该圆筒内容纳有致动头部71。通过滚珠轴承73，致动头部71啮合着螺旋致动器54的螺杆56。
通过致动马达57，转子59通过轴76驱动螺旋致动器54的螺杆56。所述轴76一方面与根据图1和2的偏心减速齿轮机构4相连，该机构由转子59通过转子套筒63和其向内延伸的凸缘74驱动。
另一方面，中心驱动轴76延伸进螺杆56的孔77中，所述轴76通过花键/凹槽机构不可转动地与螺杆56连接。
因此，螺杆45转动并向外移动，从而使得制动踏板53更接近用于在制动圆盘(未示出)上施加制动作用的制动踏板52。
由于施加在螺母55上的挤压力，所以支撑套筒63被牢牢地夹紧在外壳51的支座61上。
为了调节可能会对螺旋致动器的滚道和滚珠造成损坏的未对准现象，套筒凸缘64以及螺母凸缘65优选可以沿着假想球体的表面被弯曲，以便让螺旋致动器54和转子59以及减速机构70一起能出现一些适应性调整。
螺杆56可以通过辅助的驱动机构，例如与驱动轴76相连的手动制动器驱动机构80来驱动。

Claims (14)

1.致动器，它包括外壳(1)，该外壳装有马达(2)和螺旋传动机构(3)，所述螺旋传动机构(3)包括螺杆(16)和螺母(17)，螺杆(16)和螺母(17)中的一个相对于外壳(1)被可转动地支撑，该外壳还装有使马达(2)的转子(7)与可转动的螺杆(16)或螺母(17)相连的齿轮减速机构(4)，所述齿轮减速机构(4)包括至少一个具有径向向内指向的齿的同心齿轮环(25)，以及一个具有径向向外指向的齿的偏心设置的齿轮(24)，其中齿轮(24)的外径小于齿轮环(25)的内径，从而所述齿轮(24)和齿轮环(25)的齿沿着它们的部分圆周相互啮合，并且在它们圆周的其它部分没有啮合，所述偏心齿轮(24)可转动地容纳在偏心轮毂(23)上，该轮毂与马达(2)的转子(7)相连，其特征在于，齿轮环(25)与螺旋传动机构(3)的螺杆(16)成一整体，所述螺杆(16)相对于外壳(1)被可转动地支撑。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，马达(2)的转子(7)被可转动地支撑在支撑轴承(11)的外环(10)上，所述外环(10)与齿轮环(25)和螺杆(16)成一整体。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，转子(7)通过径向向内延伸的凸缘(21)与偏心轮毂(23)相连。
4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，一主动反向驱动机构(37)的一端与凸缘(21)相连，而另一端与外壳(1)相连，以向马达(2)施加一反向驱动力。
5.如权利要求4所述的致动器，其特征在于，所述主动反向驱动(37)机构为一盘簧。
6.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，偏心齿轮(24)通过滚动元件轴承(30)相对于偏心轮毂(23)被可转动地支撑。
7.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，马达(2)为电动马达，其定子(6)与外壳(1)相连。
8.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，齿轮减速机构(4)位于与啮合着用于制动踏板(39)的致动装置(38)的端部相对的螺旋传动机构(3)的端部处。
9.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，螺旋传动机构(3)的螺杆(16)通过支撑轴承(11)相对于中心支撑轴(13)被可转动地支撑，齿轮减速机构(4)的齿轮环(23)和齿轮(24)围绕着所述中心支撑轴(13)。
10.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，螺杆(16)具有装有润滑剂存储室(36)的孔(35)。
11.如权利要求1、4或5所述的致动器，其特征在于，齿轮减速机构(4)和主动反向驱动机构(37)被装在齿轮减速组件(40)中。
12.如权利要求11所述的致动器，其特征在于，齿轮减速组件(40)包括用于支撑螺旋传动机构(3)的中心支撑轴(13)。
13.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，螺旋传动机构(3)、用于支撑螺旋传动机构(3)的支撑轴承(11)、马达(2)的转子(7)以及用于在螺旋传动机构(3)上支撑转子(7)的轴承(9)被装在一致动组件(41)中。
14.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，外壳(1)、定子(6)和用于马达(2)的电连接件被装在外壳组件(42)中。
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