NL1009197C2 - Schroefactuator, en remklauw met een dergelijke schroefactuator. - Google Patents

Description

Schroefactuator. en remklauw met een dergeliike schroefactuator

De uitvinding betreft een schroefactuator, omvattende een actuatororgaan en een schroefmechanisme met een schroef, moer en wentelelementen, waarbij één van 5 de schroef en moer draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis en verschaffende een lineaire beweging van het actuatororgaan met betrekking tot het huis in reactie op een draaibeweging van de motor, alsmede een reductietandwiel.

Een dergelijke schroefactuator is bekend uit WO-A-9603301. Die bekende schroefactuator bevat een schroefmechanisme dat met betrekking tot het huis is 10 ondersteund door middel van een lager dat axiale en/of radiale belastingen kan opnemen, bijvoorbeeld een axiaal druklager ter opname van de op de remblokken uitgeoefende axiale krachten.

Dit schroefmechanisme is een zogenaamd rolschroefmechanisme. Afhankelijk van de beperkingen bij de toepassing, bijvoorbeeld beschikbare ruimte en belasting, 15 kan een actuator van het rolschroeftype of een kogelschroeftype worden toegepast. Een bepaalde overweging met betrekking tot de toepassing voor een rolschroef is dat een dergelijk rolschroefmechanisme een hoge vermogensdichtheid verschaft, hetgeen betekent dat binnen bepaalde afmetingsbeperkingen, een relatief hoge belastingscapaciteit kan worden verschaft. Die belastingscapaciteit is echter 20 hoofdzakelijk beperkt tot axiale belastingen. Met betrekking tot radiale belastingen is de belastingscapaciteit minder gunstig in vergelijking met een kogelschroef. Een rolschroefmechanisme is in zijn algemeenheid gevoeliger met betrekking tot radiale belastingen en verkeerd uitlijnen.

Een verder specifiek onderdeel in een rolschroefmechanisme betreft een kooi 25 die nodig is voor het op afstand houden van de rollen. Bij toepassingen met hoge snelheden leidt een dergelijk kooi tot hoge startkoppels.

Het doel van de uitvinding is een verbeterde actuator te verschaffen. Dit doel wordt bereikt doordat de moer vast is met betrekking tot het huis, en de schroef draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis door middel van de 30 wentelelementen. Die wentelelementen kunnen rollen of kogels omvatten.

Ter verkrijging van ongeveer dezelfde belastingscapaciteit als in een rolschroefmechanisme, moet de steekdiameter van de rollende kogels, de kogeldiameter, en de contacthoek daarvan met schroef en moer, alsmede het aantal 1009197 2 wikkelingen zó worden gekozen, dat geschikte afmetingen en de vereiste belastingscapaciteit worden verschaft. Aangezien echter de wentelelementen van het schroefmechanisme ook als lagerelementen voor het ondersteunen van de draaiende schroef fungeren, is geen afzonderlijk lager nodig voor het opnemen van de axiale 5 belasting. Dientengevolge kunnen de totale afmetingen van een kogelschroefmechanisme beperkt blijven teneinde aan de voor de toepassing noodzakelijke vereiste te voldoen.

Het kogelschroefmechanisme is minder gevoelig met betrekking tot radiale belastingen waardoor dit minder kwetsbaar is voor verkeerde uitlijning. Bovendien is 10 geen kooi nodig voor het doen circuleren van de kogels. In plaats daarvan kan het circuleren van de kogels worden verkregen door middel van een circuleerbuis of een gat tussen de eerste en de laatste kogelrij, voor elke kogelwinding.

De axiaal bewegende en draaiende schroef volgens de uitvinding kan door de reductietandwielmiddelen worden aangedreven via een koppelingsmiddel dat axiale 15 verplaatsingen toelaat. Een dergelijk koppelingsmiddel kan een aandrijfas omvatten die is opgenomen in een boring in de schroef, waarbij het oppervlak van de aandrijfas en de boring axiale groeven bezitten die met elkaar samenwerken door kogels of spieën.

De schroef kan met het actuatororgaan samenwerken door een lager dat 20 berekend is op de radiale en axiale belasting, teneinde de draaiende beweging tegen te gaan in relatie tot het bewegende actuatororgaan.

Het reductietandwielmiddel is bij voorkeur opgenomen in een reductietandwielmodule en het schroefmechanisme is opgenomen in een schroefmechanismemodule.

25 Het actuatororgaan kan zijn uitgevoerd als een zuiger, die verschuifbaar wordt vastgehouden binnen een cilinderruimte van het huis. Die zuiger kan onverdraaibaar worden vastgehouden door middel van een groef/pensamenstel. De motoraandrijfmodule kan uitgelijnd worden gemonteerd met de actuator, danwel in een hoekpositie worden gemonteerd.

30 Voor een positie onder een rechte hoek van de motormodule, kan het reductietandwielmiddel één of meer reductiestappen omvatten met tenminste een deel van een planetair tandwielsysteem omvat met een stationaire buitentandwiel met naar binnen gerichte tanden. In het bijzonder kan het reductietandwielmiddel 1009197 3 satelliettandwielen omvatten die grijpen in het ringtandwiel en die zijn opgenomen op een drager die verbonden is aan een draaibare as die samenwerkt met het schroefmechanisme, terwijl het zonnewiel van het planetaire tandwielsysteem kan zijn opgenomen op een aandrijfas van de aandrijfmodulde. Dit systeem verschaft een 5 optimale compactheid.

Het zonnewiel van de reductietandwielmiddelen is bevestigd aan een schuin tandwiel of een recht tandwiel, bijvoorbeeld een schuin tandwiel dat past op een door de motor aangedreven schuin rondsel. Het zonnetandwiel en het schuine tandwiel zijn uitgevoerd als een enkel tandwiel dat met betrekking tot de moer van het 10 schroefmechanisme is ondersteund door middel van een wentellager. Teneinde een geschikte reductie te verkrijgen, is de steekdiameter van het schuine tandwiel groter dan de steekdiameter van het zonnewiel.

Verder kan een sensor zijn voorzien die is bevestigd aan een lager of nabij de motoras, voor het detecteren van draaibewegingen en/of translatiebewegingen van het 15 schroefmechanisme, of andere werkparameters. Tevens kunnen regelmiddelen zijn voorzien, welke regelmiddelen een invoer hebben voor een regelsignaal, bijvoorbeeld van een rempedaal, en verbonden aan de sensor voor het regelen van de elektrische motor op basis van het regelsignaal en het signaal van de sensor. De sensor is in het bijzonder geschikt voor het verkrijgen van krachtterugkoppeling, slijtagecompensatie 20 en/of onderhoudsindicatie.

De actuator volgens de uitvinding kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt. In het bijzonder is de actuator geschikt voor toepassing in een remklauw voor een elektrisch bedienbare remschijf, welke remklauw een actuator zoals hiervoor beschreven omvat, alsmede een klauwstuk dat twee tegenover elkaar liggende 25 remblokken draagt, welke actuator een schroef en een moer omvat waarvan één draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis door middel van een hoekcontactlager, alsmede een reductietandwielmiddel.

De uitvinding zal verder worden beschreven onder verwijzing naar de uitvoeringsvormen van de figuren 1 en 2.

30 Figuur 1 toont een remklauw, omvattende een actuator volgens de uitvinding, in uiteengenomen aanzicht.

Figuur 2 toont de remklauw volgens figuur 1, in samengestelde toestand.

Figuur 3 toont een detail.

1009197 4

Figuur 4 toont een detail van de kogelschroef.

De in de Figuren 1 en 2 weergegeven remklauw omvat een klauwstuk 1 dat een vast remblok 2 en verplaatsbaar remblok 3 omvat. Die remblokkèn 2, 3 kunnen in samenwerking gebracht worden met remschijf 4.

5 Het verplaatsbare remblok 3 werkt samen met een kogelschroefmechanisme 5 dat door middel van reductietandwielmiddel 6 wordt aangedreven door motor 7. Die motor 7 kan zijn voorzien van een sensor 40, verbonden aan de motoras.

Meer in het bijzonder is het verplaatsbare remblok 3 door middel van een bout 8 en van schroefdraad voorzien gat verbonden aan een actuatororgaan 10. Dat 10 actuatororgaan 10 werkt door middel van een lager 12, dat axiale belasting kan opnemen, samen met de schroef 11. Het actuatororgaan is uitgevoerd als een zuiger 10, die verschuifbaar doch niet verdraaibaar wordt vastgehouden in een cilinderruimte 38 in het huis 17.

Door middel van kogels 13 werkt de schroef 11 samen met de moer 14. De 15 moer 14 bezit een uitwendige schroefdraad 15, door middel waarvan de moer is bevestigd aan het huis 17. Verder strekt zich door de moer een circulatiebuis 18 uit, voor het doen circuleren van de kogels 13 bij het verdraaien van de schroef 11 met betrekking tot de moer 14.

De schroef 11 bezit een boring 37 met inwendige groeven 19, welke 20 samenwerken met de kogels 20. De kogels 20 werken ook samen met de uitwendige groeven 21 van de aandrijfas 22.

Door de aandrijfas 22 te verdraaien door middel van reductietandwielmiddel 6 en motor 7, wordt ook de schroef 11 verdraaid. Als gevolg daarvan wordt hij achterwaarts en voorwaarts verplaatst door de samenwerking van zijn schroefvormige 25 groef 23 met de schroefvormige groef 24 van de moer 14 via de kogels 15.

De aandrijfas 23 is verbonden aan een drager 25, welke satelliettandwielen 26 draagt. De satelliettandwielen 26 werken elk samen met een ringvormig tandwiel 27 alsmede met een zonnewiel 28.

Het zonnewiel 28 vormt een eenheid met het schuine tandwiel 29 die samen 30 een eenheidstandwiel 30 vormen. Dat eenheidstandwiel 30 is door middel van lager 31 ondersteund met betrekking tot de moer 14.

Het schuine tandwiel 29 werkt samen met het schuine rondsel 31, dat op zijn beurt wordt aangedreven door de motor 7.

1009197 5

Het lager 31, dat het eenheidstandwiel ondersteunt met betrekking tot de moer 14, omvat een sensor 33 voor het detecteren van de verdraaiingen van het schroefmechanisme, en daarmee de verplaatsingen van het verplaatsbare remblok 3.

Het huis 17 omvat een bodem 34, waar doorheen vanaf sensor 33 een draad 5 naar buiten geleid kan worden.

De drager 25 is met betrekking tot het huis 17 ondersteund door middel van lager 35; door middel van bouten 36 is de motor 7 verbonden aan het huis 17.

Volgens het detail van figuur 3 kan de verbinding tussen remblok 3 en de zuiger 10 op alternatieve wijze worden verkregen door randen 44 die schuivend zijn 10 gemonteerd in de groeven 43 van de zuiger 10.

In verband met het opnemen van de axiale krachten die uitgeoefend worden op het kogelschroefmechanisme bij het aanbrengen van een remkracht op de remblokken 2, 3, kunnen de schroefdraden 23, 24 van de schroef 11 respectievelijk moer 14 aangepast worden overeenkomstig de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 4. 15 In dwarsdoorsnede bezitten de draden 23 verhoogde gedeelten 21, terwijl de draden 24 verhoogde gedeelten 52 bezitten.

Als gevolg van deze vormen bezitten de werklijnen 50, zoals bepaald door de contacthoeken en de overeenkomstige vormen tussen de kogels en de kogelbanen, welke de belastingsrichtingen bepalen die een rol spelen bij de krachtsoverdracht, een 20 meer hellende positie. De contacthoek ligt tussen 45-70° ter verschaffing van een optimale belastingscapaciteit voor de kogelschroef met betrekking tot de belastingspecificatie.

1009197

Claims (33)

1. Schroefactuator, omvattende een huis (17), een motor (7), een actuatororgaan (10) en een schroefmechanisme (5) dat een lineaire beweging van het 5 actuatororgaan verschaft met betrekking tot het huis in reactie op een draaibeweging van de motor (7), welk schroefmechanisme (5) een schroef (11) omvat en een moer (14) die met elkaar samenwerken door wentelelementen (13), waarbij één van die schroef (11) en moer (14) draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis (17), alsmede een reductie-tandwielmechanisme (6), met het kenmerk dat de moer (14) 10 vast is met betrekking tot het huis (17), en de schroef (11) draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis door middel van de wentelelementen (13).

2. Actuator volgens conclusie 1, waarbij de schroef (11) in draairichting wordt aangedreven door de reductietandwielmiddelen (6) via een koppelingsmiddel (19-22) 15 dat axiale verplaatsingen toelaat.

3. Actuator volgens conclusie 2, waarbij het koppelingsmiddel een as (22) omvat die is opgenomen binnen een boring (37) en de schroef (11), waarbij het oppervlak van de as (22) en de boring axiale groeven (19, 21) bezitten die met elkaar 20 samenwerken door kogels (20).

4. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de schroef (11) samenwerkt met het actuatororgaan (10) door een lager (12) dat axiale en/of radiale belasting kan dragen. 25

5. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het reductietandwiel (6) is opgenomen in een reductietandwielmodule en het schroefmechanisme (5) is opgenomen in een schroefmechanismemodule.

6. Actuator volgens conclusie 5, waarbij de reductie-tandwielmiddelen (6) tenminste twee tandwiel-reductiestappen omvatten. 1009197

7. Actuator volgens conclusie 6, waarbij de reductietandwielmiddelen tandwiel-reductiestappen van verschillende soorten omvatten, zoals een planetaire tandwiel-reductiestap (25-28) en een rechte-hoek tandwiel-reductiestap (28-31).

8. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het actuatororgaan een zuiger (10) is, die verschuifbaar is vastgehouden binnen een cilinderruimte (38) van het huis (17).

9. Actuator volgens conclusie 8, waarbij de zuiger (10) onverdraaibaar wordt 10 vastgehouden door middel van een groef-/pensamensteI, of door middel van een kogel-/groefsamenstel.

10. Actuator volgens conclusie 5, waarbij de modules axiaal zijn uitgelijnd.

11. Actuator volgens conclusie 5, waarbij de modules zich in zijdelings verschoven positie bevinden.

12. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij één of twee zijdelings verschoven motoren zijn voorzien. 20

13. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies 5-10, waarbij de reductietandwielmiddelen (6) tenminste deel van een planetair tandwielsysteem omvatten, voorzien van een stationair buitenringtandwiel (26) met naar binnen gerichte tanden. 25

14. Actuator volgens conclusie 13, waarbij de reductietandwielmiddelen satelliettandwielen (26) omvatten die ingrijpen in het ringtandwiel (27) die zijn opgenomen op een drager (25) die is verbonden aan de as (22) die samenwerkt met het schroefmechanisme (15). 30

15. Actuator volgens conclusie 14, waarbij het zonnewiel (28) van de reductietandwielmiddelen (6) is verbonden aan een schuin tandwiel (29) dat 1009197 samenwerkt met een motortandwiel, bijvoorbeeld een tandwieltransmissie (32) met een hoek of een rechte hoek.

16. Actuator volgens conclusie 15, waarbij het zonnetandwiel (28) en het 5 schuine tandwiel (29) zijn uitgevoerd als een eenheidstandwiel (30) dat met betrekking tot de moer (14) van het schroefmechanisme (5) is ondersteund door middel van een wentellager (31).

17. Actuator volgens conclusie 15 of 16, waarbij de steekdiameter van het 10 schuine tandwiel (29) groter is dan de steekdiameter van het zonnewiel (28).

18. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een sensor (33) is voorzien voor het detecteren van draai- en/of translatiebewegingen van het schroefmechanisme (5). 15

19. Actuator volgens conclusie 18, waarbij regelmiddelen zijn voorzien, welke regelmiddelen een ingang bezitten van regelsignaal, bijvoorbeeld van een rempedaal, en verbonden aan de sensor (33) voor het regelen van de elektrische motor (7) op basis van het regelsignaal en het signaal van de sensor (33). 20

20. Actuator volgens conclusie 19, waarbij de regelinrichting is uitgevoerd voor het verschaffen van een onderhouds-aanwijssignaal.

21. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de kogels of 25 rollen (13) van het schroefmechanisme (5) zijn bekleed voor het handhaven van de juiste werking van de schroef (11) onder droogloop-omstandigheden, zoals een diamant-achtige koolstofbekleding.

22. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de motor (7) 30 een elektrische motor is.

23. Actuator volgens één van de conclusies 1-21, waarbij de motor (7) een hydraulische motor is. 1009197

24. Actuator volgens één van de conclusies 1-21, waarbij de motor (7) een pneumatische motor is.

25. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tenminste één 5 van de schroef-, moer-, wentelelementen en/of componenten van de reductietandwielen is verkregen door middel van hard draaien.

26. Actuator volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het schroefmechanisme rollende kogels omvat, en de groeven in de schroef en de moer 10 zijn uitgevoerd met aangepaste contacthoeken met het oog op een verbeterde axiale belastingscapaciteit.

27. Reductietandwielmodule voor toepassing in de actuator volgens één van de conclusies 2-24. 15

28. Schroefmechanismemodule voor toepassing in de actuator volgens één van de conclusies 2-24.

29. Aandrijfmodule voor toepassing in de actuator volgens één van de 20 conclusies 2-26.

30. Remklauw voor een elektrisch bedienbare schijfrem, welke klauw een actuator omvat volgens één van de voorgaande conclusies 1-26, en een klauwstuk (1) dat twee tegenoverliggende remblokken (2, 3) draagt, welke actuator een 25 schroefmechanisme (5) omvat, waarvan de schroef (11) draaibaar is ondersteund met betrekking tot het huis (17) door middel van de kogels (23) van het schroefmechanisme (5), reductietandwielmiddelen (6), en een motor (7).

31. Continu variabele transmissie omvattende twee poelies die elk twee 30 schijven bezitten die een V-vormige groef insluiten, alsmede een band die samenwerkt met de groeven, waarbij de schijven van elke poelie naar elkaar toe en van elkaar af beweegbaar zijn voor het continu veranderen van de loopstraal van de 1009197 band, waarbij de schijven van elke poelie verplaatsbaar zijn door middel van een actuator volgens één van de conclusies 1-26.

32. Continu variabele transmissie volgens conclusie 31, waarbij de aandrijving 5 van de schijven hydraulische middelen omvat.

33. Continu variabele transmissie volgens conclusie 31, waarbij de aandrijving van de schijven mechanische middelen omvat. ! 1009197 Ί