专利名称：致动机构及制动组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种致动机构，具体是用于制动组件、特别是用于盘式制动组件的致动机构。因此，尽管关联于具体应用来讨论并描述本发明是方便的，但是应当指出，本发明在不同于盘式制动器的其它领域中有更宽的应用范围。
背景技术：
本发明的致动机构是电操作的，并已研制用于行车制动器及/或驻车制动器。但是，当今许多利用电气致动的研制成果导致制动组件体积过大且/或过长，因此难以容纳在过去为用于非电气的液压操作的制动器而制造的车辆空间内。此外，致动机构必须设置成在制动加载情况下(特别是在制动钳壳体变形期间)是可操作的。上述变形会导致错位载荷施加至致动机构，这会导致诸如堵塞、磨损等过早失效。
美国专利6,739,436号揭示了一种用于盘式制动钳的致动器。该致动器采用支撑转子的套筒以及与转子及滚珠螺杆连接的减速齿轮机构。通过减速齿轮机构，转子的转动使得滚珠螺杆转动。减速齿轮机构在套筒的轴向布置，由此增大了制动钳的轴向长度。此外，该齿轮机构支撑在滚珠螺杆的端部轴上并位于制动钳壳体的内壁上，由此，在壳体变形时，齿轮机构会相对于套筒移位。因此，齿轮机构会受到通过壳体传输的错位载荷的影响，其会增大齿轮机构的磨损并可能导致失效。美国专利6,739,436号中的另一显著问题在于齿轮机构布置在与转子及定子相同的腔室内，由此从齿轮机构脱离的润滑油脂会转移至定子及/或转子上。这会影响转子及定子两者的性能，并导致齿轮机构润滑不足。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻现有技术中的缺陷。本发明的另一目的在于提供一种电制动组件，其可有效地用于行车制动操作并且其具有紧凑的形式。
根据本发明，提供了一种致动机构，其包括螺旋致动器，其具有彼此螺纹耦合的螺杆及螺母；电驱动器，其用于将所述螺杆及所述螺母中的一个相对另一个轴向地驱动，并且其包括定子及转子；套筒组件，其包括置于所述转子与所述螺母之间的大体筒状的套筒，并且其支撑所述转子使其适于相对于所述套筒转动，所述转子连接至所述螺杆或所述螺母之一以便转动所述螺杆或所述螺母，所述螺旋致动器至少部分地安装在所述套筒内并设置成承载所述套筒组件的一部分以传递轴向推力至所述套筒组件，且所述套筒组件与支座配合以传递所述轴向推力至所述支座。
在上述配置中，致动机构通常将容纳在诸如盘式制动钳壳体等的适当壳体中，而支座形成为壳体的一部分。在盘式制动钳中，支座可以是形成在制动钳壳体内的凸缘或台阶，且通常该凸缘或台阶呈环形。但是，支座可形成为其他合适形式，并且例如可包括不同于制动钳的装置(或框架)的壳体的任意适当结构部件。
在优选配置中，套筒包括一对用于传递轴向推力负载的凸缘。第一凸缘径向向外延伸用于与支座配合，而第二凸缘径向向内延伸用于与螺旋致动器配合。在此配置中，轴向推力从螺旋致动器传递至第二凸缘，然后传递至第一凸缘，以便传递至支座。第一凸缘与第二凸缘可轴向分隔布置。
在一种配置中，第二凸缘支撑止推轴承的一个座圈，使得由止推轴承反作用的轴向推力传递至第二凸缘。在此配置中，止推轴承的另一座圈被支撑在螺旋致动器的螺杆或螺母之上，螺杆或是螺母在致动期间保持轴向静止。在优选配置中，螺杆保持轴向静止，因此螺母轴向位移并转动运动受到抑制。因此，在优选配置中，螺杆包括用于定位止推轴承的一个座圈的座部，且优选的该座部形成为台阶或凸缘。
套筒包括径向内表面及外表面，而转子支撑在外表面上。通常转子具有一对设置在其相对的轴向端部处或朝向相对的轴向端部布置的轴承，且套筒外表面设置成用于定位所述轴承。在一种配置中，轴承之一由邻接径向向外延伸的第一套筒凸缘形成的台阶支撑。轴承中的另一个也可由合适的台阶或凸缘支撑，但是，为便于装配，可采用在已经定位了轴承及转子时插入的弹性挡圈。
套筒需要保持转动静止，为此目的可采用任何合适的配置。例如定位销可延伸穿过套筒而进入壳体的结构部件或其他与致动机构相关联的结构中。在制动钳中，这样的销可在任何合适的位置延伸进入壳体。也可以采用其他合适的配置，例如，套筒可在壳体中干涉配合，或可形成键或花键配置。
可通过任何合适方式实现转子与螺杆或螺母之间的连接。但是，本发明提供了一种独特的配置，由此转子通过齿轮机构(通常为减速齿轮机构)连接至螺杆或螺母。
减速齿轮机构使得转子与螺杆或螺母之间的转速降低。在本发明的独特配置中，转子的一个轴向端部延伸而与设置为绕套筒的一个端部(例如后端)延伸并延伸到套筒中以形成或支撑齿轮机构的输入齿轮的构件相接合。该输入齿轮与该构件一起转动，该构件与转子一起转动并可形成行星齿轮机构的中心齿轮。
在套筒的后端部的区域中于套筒的径向内表面上设置静止齿轮。静止齿轮连接至套筒，由此通过其在套筒上的设置而抑制转动。因此，输入齿轮及静止齿轮彼此相对转动并与布置在其间的多个行星齿轮啮合。输出齿轮轴向相邻于静止齿轮并也与行星齿轮啮合。输出齿轮以相较于输入齿轮减速的速度相对于静止齿轮转动。输出齿轮以与螺杆固定连接的方式延伸。在一种配置中，输出齿轮包括第一筒状部，其相邻于静止齿轮轴向延伸，但可相对于该齿轮及套筒转动。径向向内延伸部从第一筒状部延伸，并延伸至固定于螺杆的第二筒状部。优选的是，第二筒状部固定至螺杆的一端，优选的是其后端。可通过键连接或花键连接进行固定，且当装配至螺杆时，可采用弹性挡圈以确保第二筒状部不会从螺杆脱离配合。
上述齿轮机构可完全置于套筒的后端内。相较于齿轮机构布置在套筒的轴向外侧的机构，这样可有利地减小致动机构的长度方向的范围。此外，齿轮机构通过其在套筒内的定位可与电驱动器及转子隔离，由此润滑油脂不会从齿轮机构迁移至并污染电驱动器及转子。相反，可抑制润滑油脂而防止其迁移，由此可以维持对齿轮机构的适当润滑。因此，降低了齿轮机构因磨损而失效的可能性。
上述配置也使得通过建立在套筒上的静止齿轮的转矩传递而将转矩从螺杆传递至套筒。
以上已关联于作为致动机构的总体应用而并非具体应用讨论了本发明。但已进行研发使得本发明可用作盘式制动器的致动器，因此以下讨论涉及具体应用。
根据本发明的一种盘式制动钳包括壳体，其具有在使用中桥接盘式制动器转子的桥接部；指部，其从所述桥接部的末端以大体与其垂直的方式悬垂并设置成以与所述盘式制动器转子面对的关系支撑制动块。所述壳体限定了一腔室，致动机构布置在该腔室中，并且可操作该致动机构以使第二制动块位移成与所述转子的相对面接合。
所述致动机构包括具有螺杆及螺母的螺旋致动器；用于将所述螺杆及所述螺母中的一个相对另一个轴向地驱动的电驱动器，所述电驱动器包括定子和转子且所述定子固定至所述壳体；套筒组件，其包括大体筒状的套筒，该套筒置于所述转子与所述螺母之间并支撑转子使其适于相对于所述套筒转动；所述转子连接至所述螺杆或所述螺母之一以转动所述螺杆或所述螺母，所述螺旋致动器至少部分地安装在所述套筒内并设置成承载所述套筒组件的一部分以传递轴向推力至所述套筒组件，且所述套筒组件与所述壳体的支座配合以传递所述轴向推力至所述支座。
在优选配置中，在腔室内于接近第二制动块的位置的单一位置处将套筒固定至壳体，但是该位置可沿套筒的长度变化，而固定位置的数量也可变化。优选的是单一的固定位置，以便减小当壳体变形时施加制动期间可能产生的错位的影响。
在优选配置中，壳体限定了径向向内延伸进腔室的凸缘，且套筒在其一侧限定了与壳体凸缘接合的径向向外延伸的凸缘。固定构件接合套筒及壳体凸缘的另一侧，以相对于壳体固定套筒。固定构件可以是与套筒螺纹配合并抵接壳体的凸缘的螺纹环。
在盘式制动钳的优选配置中，螺旋致动器的螺母可相对于螺杆轴向位移，但螺母的转动受到抑制。因此，螺杆借助于转子，优选的通过齿轮机构，受驱动而转动。螺母可包括与第二制动块接合的头部，且可采用合适的密封配置以密封壳体腔室而防止进入异物。在一种配置中，在第二制动块附近作用于螺母末端的头部包括绕其外周附装的密封件，其延伸到壳体中而与壳体形成密封配合。
将理解的是，上述与致动机构相关的其他特征也可应用在根据本发明的盘式制动钳中。
根据本发明的盘式制动钳可提供多种优点，包括(a)通常用于减速目的的齿轮机构可容纳在套筒的一端内，由此减小制动钳的轴向长度。
(b)套筒支撑和/或容纳致动机构的部件，而不是由壳体来支撑那些部件。因此，如果在壳体变形时套筒位移，致动机构的其他部件也位移，由此不会损害那些部件的对准。虽然致动机构的定子由壳体而非套筒支撑，但可容许定子与转子之间有较小的错位而不影响致动机构的操作。因此，致动机构的功效在制动钳应用中得以维持。
(c)致动机构可组装为模块或盒形式，用于作为单一单元插入制动钳的腔室。这样可极大地增加装配速度及便利性，并有利地允许依需要远离制动钳对致动机构进行测试，即，在与制动钳装配到一起之前进行测试，由此降低了致动组件失效的可能性。
现将参照附图，仅以非限制性示例方式来描述本发明的实施例以更好的理解本发明并显示其如何工作。
图1是根据本发明的一种实施例的安装在盘式制动钳中的致动机构的横截面视图。
图2是图1的致动机构的齿轮机构的详细视图。
图3是根据本发明的包括致动机构的盘式制动钳的另一实施例的横截面视图。
图4是图3的制动钳的端部的详细视图。
具体实施例方式
图1示出了包括壳体11的盘式制动钳10，壳体11具有大体垂直于壳体11的桥接部13布置的指部12。指部12支撑带有摩擦衬片15的第一制动块14。具有与摩擦衬片15类似或相同的摩擦衬片15的另一制动块16与固定至螺母18的一端的头部17抵接接合。如稍后将在讨论中明确的，可操作螺母18轴向运动以使头部17及制动块16移位，以使制动块16的摩擦衬片15与布置在块14与块16之间的转子(未示出)接合，此后制动钳设置成使得另一摩擦衬片15与相对的转子侧接合。
壳体11容纳定子20，定子20固定在壳体11内并通过O型环密封件21密封在其中。壳体11包括壳体盖19，当将在以下描述的致动机构配合在壳体中时，壳体盖19例如通过螺钉以合适的方式固定到位。
转子22设置在定子20的径向内侧并支撑在轴承23上。转子22设置为使得轴承23嵌套在转子22的各轴向端部中，同时在转子22的中央，多个永磁体24通过诸如粘合等任何合适的布置方式固定至转子。可以理解的是，当电流施加至定子20时，定子20中的磁通量产生驱动转子22在轴承23上转动的磁动力。
轴承23支撑在绕螺母18轴向延伸的套筒25上。套筒25包括与定位螺母27螺纹接合的前端26以及后端28。套筒25具有大体柱面形内表面30，该内表面30从前端26在套筒25的轴向长度的大部分上延伸，终止于径向向内延伸的凸缘31。凸缘31的轴向面32形成用于止推轴承33的一个座圈的支撑表面，而止推轴承33的相对座圈与螺杆40的表面中的台阶34接合。套筒25从凸缘31向后端28延伸而限定另一柱面形内表面35。
套筒25还包括径向向外延伸的凸缘36，该凸缘36设置为一侧抵接于壳体11的径向向内延伸的部分37，并设置成另一侧为滚柱轴承23提供设置位置。通过在定位螺母27与套筒凸缘36之间夹入所述部分37来实现对套筒25的定位。可采用销58来固定套筒25以防止其相对于壳体11转动。
螺母18与滚珠螺杆40配合，由此滚珠螺杆40的转动引起螺母18的轴向运动。螺母18与滚珠螺杆40之间通过多个滚珠41接合。通过位于套筒25的后端28中的齿轮机构42，滚珠螺杆40基于转子22的旋转而转动。齿轮机构42在图2中更详细的示出。
参照图2，齿轮机构42包括固定至套筒25的后端28的径向内表面的静止齿轮43，使得其保持静止。输出齿轮44轴向地相邻于静止齿轮43，该输出齿轮44包括第一轴向部45及第二轴向部46以及径向连接部47。第一轴向部45及第二轴向部46以及径向连接部47一体成型作为输出齿轮44。输出齿轮44于第二轴向部46处通过诸如键连接或花键连接等的任何合适设置方式固定至滚珠螺杆40的外表面。因此，输出齿轮44相对于滚珠螺杆40固定，且由此施加至输出齿轮44的旋转运动被传递至滚珠螺杆40而使得滚珠螺杆40转动。
静止齿轮43通过诸如焊接、干涉配合或粘合等任何合适方式固定至套筒25的后端28。在图1及图2所示的实施例中，套筒的后端28包括从套筒的末端向内延伸的轴向延伸槽，而静止齿轮43包括径向地延伸进轴向槽内的突出部。有效地，该突出部是容纳在槽内的突起，通过该容纳配合，静止齿轮43被卡住而防止其相对于套筒25转动。图1及图2中示出的横截面示出了静止齿轮43，相较于下端表面，静止齿轮43似乎在图中的上端具有更大的厚度。但这是因为这些图的横截面延伸穿过静止齿轮43上端(而非下端)中的突出部的缘故。
输出齿轮44相对于套筒25转动并与行星齿轮形成齿轮连接，该行星齿轮还延伸与静止齿轮43形成齿轮连接。该设置使得通过输入齿轮48在端盖51的向内延伸凸台50上的固定位置而使中心齿轮形式的输入齿轮48与转子22一同转动。端盖51于其径向外端固定至转子22的后端49。该连接可采用任何合适的形式，但优选为螺纹连接。端盖51形成为用于连接至转子22并绕转子22的后端延伸且形成凸台50。凸台50延伸至径向部52，该径向部52延伸至连接部53而用于与转子22连接。输入齿轮48例如可通过干涉配合连接至凸台50，或输入齿轮48可与凸台50一体成型。
因此，通过转子22的转动，端盖51转动而使得凸台50及输入齿轮48转动。多个行星齿轮54布置在输入齿轮48与各个静止齿轮43及输出齿轮44之间。在图1及图2中示出了两个行星齿轮54，但是优选的是设置六个行星齿轮。每个行星齿轮都围绕在任意端处固定至轮架或保持架的轴55布置。因此，行星齿轮54可围绕轴55转动。行星齿轮54绕凸台50等间距分布。每个行星齿轮54都与输入齿轮48大体在其整个宽度上啮合，并分别与静止齿轮43及输出齿轮44的第一轴向部45啮合。后一啮合发生在行星齿轮54的宽度的整个邻接部分上。
输入齿轮48的转动使得行星齿轮54绕轴55及凸台50两者转动。该转动使得输出齿轮44的第一轴向部45转动，由此整个输出齿轮44都转动，由此驱动其上固定了第二轴向部46的螺杆40转动。这种独特的齿轮机构42可便于从转子22到输出齿轮44的旋转降速，由此通过合适地选择齿数及轮廓而以低转速但高转矩驱动滚珠螺杆40。
抗摩衬套57布置在输出齿轮44的第二轴向部46及径向连接部47与套筒25的径向向内指向的凸缘31之间。抗摩衬套57允许沿凸缘31的末端的各个竖直面及轴向面支撑输出齿轮44，但输出齿轮44能够相对于凸缘31以及相对于套筒25的后端28转动。
在套筒25的相对端处，螺母18包括支承制动块16的后部的头部17。头部17可以通过例如螺纹配合或摩擦配合等任何合适的形式固定至螺母18。头部17通常为圆形，而头部17的外周与同样固定至壳体11的保护密封件60配合，由此可防止异物进入容纳螺母18的腔室内。
制动钳10如下操作。当要求施加制动时，电流施加至定子20而引起转子22转动。通过将其后端49连接至端盖51，转子22驱动输入齿轮48转动，且该转动驱动行星齿轮装置来驱动输出齿轮44，且通过输出齿轮44与滚珠螺杆40的连接，滚珠螺杆40被驱动而旋转。对滚珠螺杆40的转动没有限制，但对滚珠螺杆40的轴向移动有限制。通过在滚珠螺杆40的后端63以及在输出齿轮44的径向连接部47的竖直面64(图2)处的弹性挡圈接合来限制轴向移动。可理解的是，通过径向向内延伸的凸缘31来限制输出齿轮44防止其轴向移动。
因此，迫使螺母18相对于转动螺杆40轴向移动并向盘式制动器转子移动头部17。通过这样，使得制动块16将摩擦衬片15移位而与转子接合，而根据盘式制动器操作的普通原理，该接合使得制动块14也进行接合。只要有电流供应至定子20，就维持施加制动，而在一个实施例中，当要求解除制动时，仅需要降低或去除施加至定子20的电流，进而将螺母18可相对于滚珠螺杆40反向驱动。当壳体11通过桥接部13从变形恢复时会产生反向驱动，但可以控制致动机构的电驱动来控制制动解除，具体是确保维持所设定的齿侧隙。
本发明的配置提供了超越用于盘式制动钳的现有电驱动配置的数个优点。本发明的具体优点通过采用布置在套筒25中的行星齿轮机构42获得。在其他配置中，齿轮机构进一步轴向远离滚珠螺杆40布置，由此加长了制动钳并因此减少制动钳可以应用的应用场合的数量。例如参见美国专利6,739,346号。此外，图1中所示的配置减小或消除了润滑油脂从齿轮机构42迁移至包括定子20及转子22的电动机的可能性。这是因为由于被径向地包含在套筒25内而使得齿轮机构42与电动机隔离开的缘故。
支撑转子22、齿轮机构42及螺母18与滚珠螺杆40的套筒25提供了进一步的重要的优点。该支撑区别于其中通过制动钳壳体来提供对一个或多个这些部件的支撑的其他配置。在那些配置中，当通过壳体的桥接部产生变形时(通常公知为“张开”)，会在施加制动期间在各种部件之间产生错位。但是，在本发明中，因为相对于套筒25而非壳体11来安装或支撑各种部件，故减小或消除了通过壳体11的变形对致动器驱动机构的各种部件的对准的影响。因此，如果套筒25的位置通过壳体的变形而位移，则套筒将使相对于其安装的全部部件位移。公认地，套筒25的位置或对准中的移位将使转子22移位而脱离与定子20的正确对准，但是，如果这种假定的略微错位对于通过定子20对转子22进行驱动的影响微不足道，则这是可接受的错位。
通过维持致动器驱动机构的各种部件的对准而维持了系统的效能，具体而言，这使得发生卡死的可能性大大降低。需要理解的是，假设制动钳10依赖于螺母18在滚珠螺杆40上的顺畅轴向运动，则在充分错位的条件下卡死可能会发生。
通过本发明可实现的另一优点涉及噪音隔离或衰减。这是因为在齿轮机构42中产生的噪音被封闭在套筒40及端盖51内，并进一步由附装至壳体11的壳体盖19封闭。因此，在齿轮机构42中产生的噪音可被有效地隔离，再者，参照美国专利6,739,346号，相较于该参考文献的制动钳，本发明提供了改进的噪音隔离性能。具体而言，端盖51可由具有较高阻尼特性的材料(例如塑料)制成。如果选择塑料，则输入齿轮48可与端盖51一体成型，而不是形成为独立部件。
从图1中可理解，本发明的致动机构可被形成为易于插入壳体11的模块或盒体。因此，包括套筒25以及附装至套筒25的各种部件(除了定子20之外)的致动机构可形成为制动钳壳体11外部的单一组件。该组件可在附装到壳体盖19之前依需要进行测试并随后插入壳体11。定子20可先于致动组件的插入而固定至制动钳壳体11，或其可随后插入。这与美国专利6,739,346号(其中致动器的各种部件不能形成为用于插入制动钳壳体的单一单元)形成进一步的对比。相反，该致动器的部件被独立地装配在制动钳壳体内。
在图3及图4中示出了另一种配置。参照图3，盘式制动钳100包括不同于图1及图2的实施例的套筒25的套筒101。套筒101包括圆筒状本体102，其一端延伸至径向向内延伸的凸缘103。凸缘103形成对止推轴承104的一个座圈的支撑表面。凸缘103的径向内端105延伸接近输出齿轮107的对向柱面106但略微与其间隔开。类似地，凸缘103的轴向对向表面108布置为与输出齿轮107的径向延伸臂109成间隔面对关系。此外，套筒本体102的径向外表面111布置为与转子113的柱面112成间隔面对关系。因此，输出齿轮107及转子113均布置成不与套筒101连接，从而输出齿轮107及转子113可相对于套筒101转动。滚针轴承114布置在套筒101与转子113之间以允许相对转动以及相对于套筒101支撑转子113的一端。套筒101及转子113都包括用于定位滚针轴承114的座部。
套筒101包括第一径向延伸凸缘115，其延伸进形成在制动钳100的壳体117的一部分中的凹部116。凸缘115可以是环形圈，或其可形成为一个或多个独立的弓形部分。壳体117的其余部分可大体与图1的壳体11相同。
凸缘115在一个轴向方向上将套筒101定位，而第二径向延伸凸缘118在相反方向上将套筒101定位。在所示出的配置中，凸缘118通过诸如锻压或轨道铆接等的金属变形处理制成，且垫圈119布置在凸缘118与壳体117之间。提供垫圈以保护壳体材料使其在锻压或轨道铆接处理期间不会变形。通过锻压或轨道铆接凸缘118，套筒101稳固且不可拆除地固定至壳体117。另一配置可包括螺纹连接在套筒101的一端上的螺纹环。
在图3所示的配置中，滚珠螺杆包括螺杆121并设置有螺母122。滚珠螺杆121，122与图1的滚珠螺杆40同样地动作，因此在图3的配置中，螺杆121可转动且轴向运动受到限制，而螺母122可轴向移动且转动受到限制。因此，螺母122可与套筒本体102键连接或花键连接。
螺杆121具有螺纹本体123及轴向凸台124。在本体123与凸台124之间存在台阶125，该台阶125形成对止推轴承104的对向座圈的支撑表面。
凸台124包括接收紧固件127的螺纹轴的螺纹孔126。凸台124还与输出齿轮107配合，由此输出齿轮107的转动引起螺杆121的转动。输出齿轮107与凸台124之间的配合可通过任何合适的配置及所示出的配置来完成，凸台124的外表面128可形成有平坦部，其将被接收在输出齿轮113具有形状互补的内表面的凹部129内。还可替代地采用其他将输出齿轮107固定至凸台124的配置。由此，输出齿轮127与螺杆121可转动地固定在一起。
仅在紧固件127的杆131与头部132相对的末端形成螺纹，由此紧固件127与凸台124螺纹配合，且通过头部132向输出齿轮107施加负载以维持输出齿轮107与凸台124之间的连接。
输出齿轮107形成齿轮机构的一部分，这将参照图4来描述。如上所述，输出齿轮107形成为用于与螺杆121的凸台124相连接。输出齿轮107还包括绕紧固件127的杆131延伸的筒状部140。筒状部140绕杆131成间隙配合。筒状部140的端部141与头部132的对向表面抵接接合，并且，通过此配置，头部132向输出齿轮施加负载以维持输出齿轮107与凸台124的连接。筒状部140的径向外表面142在其与中心齿轮或输入齿轮143之间支撑有轴承(未示出)。该轴承可以是滚针轴承。输入齿轮143形成有台阶以使得其能够与筒状部140啮合并绕紧固件127的头部132延伸。输入齿轮143轴向延伸至其接合转子113的径向向内延伸的端部144的位置。因此，输入齿轮142可与转子113一起转动。可通过焊接或干涉配合，或通过其他合适的连接来进行端部144与输入齿轮143的接合，并且，首先除由滚针轴承114提供的支撑之外还为转子113提供第二支撑点，然后可进行操作以使得输入齿轮143随转子113一起转动。
输出齿轮107在从其臂109延伸的筒状部145的径向内表面上形成或支撑有齿轮齿。筒状部145与通过与套筒101的连接而固定成不可转动的静止齿轮146的第一部148成面对关系。在图4中没有示出固定装置，但固定装置包括从静止齿轮146延伸而与套筒101中的开口或凹部形成扭转接合的指部或叉部。筒状部145可与第一部148形成旋转滑动接合，或可形成间隔面对关系。在形成其中一种旋转滑动接合关系时，静止齿轮146可导引并支撑输出齿轮107。
多个行星齿轮147布置在输入齿轮143与筒状部145之间。行星齿轮147与输入齿轮143及输出齿轮117啮合，并与静止齿轮146的第二部149啮合。
本领域的技术人员将理解，通过上述齿轮机构可降低转子113的转速，由此螺杆121以降低的速度但高于转子113的转矩的情况转动。
通过提供轴向及径向更加紧凑的套筒及齿轮配置，图3及图4的配置不同于图1及图2的配置。具体而言，因为不存在高轮廓的滚珠轴承23，故可在转子113与套筒101之间设置径向更加紧凑的配置。此外，通过修改的套筒及齿轮机构可减小致动配置的轴向长度，而减小的套筒长度可降低成本。此外，因为套筒101、转子113以及齿轮机构的体积结构较小，故在制动钳100中产生的惯性力较小。
在盘式制动钳100中提供的另一重要优点在于转子113在轴向部150及端部144中的较薄的壁厚使得在需要时允许转子113弯曲以容许在制动钳100操作期间通过齿轮机构及滚珠螺杆产生的小错位。通过容许这种错位，在施加或释放盘制动器期间制动钳100不太可能会卡死，由此可改进制动钳100的效率、可靠性及寿命。
应该注意，在图3及图4的配置中，来自滚珠螺杆121，122的轴向推力通过套筒101经由凸缘115及118传递至壳体117。因此，可大体以与图1及图2的制动钳10相同的方式操作制动钳100以传递轴向推力。
除了具体描述的配置之外，可对这里描述的发明进行改变、修改以及/或附加，应该理解的是，本发明包括落入上述描述的精神及范围中的所有这样的改变、修改以及/或附加。
权利要求
1.一种致动机构，包括螺旋致动器，其具有彼此螺纹耦合的螺杆及螺母，电驱动器，其用于将所述螺杆及所述螺母中的一个相对另一个轴向地驱动，并包括定子及转子，套筒组件，其包括大体筒状的套筒，该套筒置于所述转子与所述螺母之间并支撑所述转子使其适于相对于所述套筒转动，所述转子连接至所述螺杆或所述螺母之一以便转动所述螺杆或所述螺母，所述螺旋致动器至少部分地安装在所述套筒内并设置成承载所述套筒组件的一部分以将轴向推力传递至所述套筒组件，且所述套筒组件与支座配合以将所述轴向推力传递至所述支座。
2.如权利要求1所述的致动机构，其中所述支座形成为容纳所述致动机构的壳体的一部分。
3.如权利要求1或2所述的致动机构，其中所述套筒组件包括用于传递轴向推力负载的突起，第一对所述突起分别径向向外地延伸以与所述支座的相对侧接合，而另一突起径向向内地延伸以与所述螺旋致动器接合。
4.如权利要求3所述的致动机构，其中所述另一突起支撑所述螺旋致动器的止推轴承的一个座圈以将由所述止推轴承反作用的轴向推力传递至所述一对突起之一，且其中所述止推轴承的另一座圈支撑在所述螺杆或所述螺母之一上。
5.如权利要求3或4所述的致动机构，其中所述一对突起之一为能够螺纹接合所述套筒的螺纹环。
6.如权利要求5所述的致动机构，其中所述一对突起中的另一个以及所述另一突起为与所述套筒一体形成的凸缘。
7.如权利要求1至6中任一项所述的致动机构，其中所述套筒包括径向内表面及外表面，所述转子支撑在所述外表面上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的致动机构，其中所述转子通过齿轮机构连接至所述螺杆或所述螺母。
9.如权利要求8所述的致动机构，其中所述齿轮机构是使所述转子与所述螺杆或所述螺母之间的转速降低的减速齿轮机构。
10.如权利要求8或9所述的致动机构，其中所述齿轮机构包括从所述转子的一个轴向端部延伸的传动构件，使得所述传动构件与所述转子一同转动，所述传动构件设置成绕所述套筒的第一端部延伸并延伸进入所述套筒内，以形成或支撑所述机构的输入齿轮，所述输入齿轮能够与所述传动构件一同转动，所述齿轮机构还包括在所述套筒的第一端部的区域中设置在所述套筒的径向内表面上的静止齿轮，使得所述静止齿轮被固定而防止相对于所述套筒的转动，且多个行星齿轮布置在各个所述输入齿轮及所述静止齿轮之间并与各个所述输入齿轮及所述静止齿轮形成齿接合，所述输入齿轮能够相对于所述静止齿轮转动，所述齿轮机构还包括与所述行星齿轮形成齿接合的输出齿轮，所述输出齿轮能够相对于所述静止齿轮以相较于所述输入齿轮降低的转速转动，所述输出齿轮与所述螺杆或所述螺母固定连接而使得所述输出齿轮的转动引起所述螺杆或所述螺母的转动。
11.如权利要求10所述的致动机构，其中所述输出齿轮包括第一筒状部，该第一筒状部相邻于所述静止齿轮轴向地延伸，但其能够相对于所述静止齿轮及所述套筒转动，从所述第一筒状部延伸形成一径向向内延伸部，该径向向内延伸部延伸至固定到所述螺杆的第二筒状部。
12.如权利要求11所述的致动机构，其中所述第二筒状部固定至所述螺杆的一端。
13.如权利要求10至12中任一项所述的致动机构，其中所述输入齿轮、所述静止齿轮、所述行星齿轮以及所述输出齿轮中的每一个都径向地定位在所述套筒内。
14.如权利要求8或9所述的致动机构，其中所述齿轮机构包括输入齿轮、输出齿轮、布置在所述输入齿轮与所述输出齿轮之间并与所述输入齿轮及所述输出齿轮啮合接合的行星齿轮、以及固定成防止转动并与所述行星齿轮啮合接合的静止齿轮，所述转子设置为驱动所述输入齿轮，所述输入齿轮设置为通过所述行星齿轮驱动所述输出齿轮，所述输出齿轮工作而驱动所述螺杆或所述螺母。
15.如权利要求14所述的致动机构，其中所述输出齿轮与所述螺杆连接以驱动所述螺杆转动并由此使所述螺母轴向位移。
16.如权利要求14或15所述的致动机构，其中所述转子轴向地延伸过所述齿轮机构并径向地延伸到与所述输入齿轮接合。
17.如权利要求16所述的致动机构，其中所述转子的延伸过所述齿轮机构并径向地延伸到与所述输入齿轮接合的部分相对所述齿轮机构的转轴是扭转刚性但具有有限的柔性的，以容许所述螺杆与所述螺母之间的轴向错位及角错位。
18.如权利要求17所述的致动机构，其中所述转子的延伸过所述齿轮机构并径向地延伸到与所述输入齿轮接合的部分为大体恒定的薄壁部分。
19.一种盘式制动钳，包括壳体，其具有在使用中连接盘式制动器转子的桥接部，指部，其从所述桥接部的末端大体与其垂直的悬垂，并设置成以与所述盘式制动器转子面对的关系支撑第一制动块，所述壳体限定形成一腔室，该腔室中布置有致动机构，且可操作该致动机构以使第二制动块位移到与所述转子的相反面接合，所述致动机构包括螺旋致动器，其具有彼此螺纹耦合的螺杆及螺母；电驱动器，其用于将所述螺杆及所述螺母中的一个相对另一个轴向地驱动，且包括定子及转子，所述定子固定至所述壳体；套筒组件，其包括大体筒状的套筒，该套筒置于所述转子与所述螺母之间并支撑转子使其适于相对于所述套筒转动，所述转子连接至所述螺杆或所述螺母之一以便转动所述螺杆或所述螺母，所述螺旋致动器至少部分地安装在所述套筒内，并设置成承载所述套筒组件的一部分以将轴向推力传递至所述套筒组件，且所述套筒组件与所述壳体的支座配合以将所述轴向推力传递至所述支座。
20.如权利要求19所述的盘式制动钳，其中所述套筒在所述腔室内接近所述第二制动块位置的位置处固定至所述壳体。
21.如权利要求19或20所述的盘式制动钳，其中所述壳体的支座为径向向内延伸入所述腔室的凸缘，且一对突起从所述套筒径向向外延伸而使所述壳体凸缘接合在其各个轴向相对侧上，以相对于所述壳体固定所述套筒，另一突起从所述套筒径向向内延伸以与所述螺旋致动器接合而将轴向推力传递至所述套筒组件，所述轴向推力通过所述一对突起之一传递至所述支座。
22.如权利要求22所述的盘式制动钳，其中所述一对突起之一为螺纹接合所述套筒并抵接所述壳体的凸缘的螺纹环。
23.如权利要求20或21所述的盘式制动钳，其中所述一对突起与所述套筒一体形成，通过变形形成所述一对突起之一，以抵接所述凸缘的与所述另一突起相对的一侧。
24.如权利要求19至23中任一项所述的盘式制动钳，其中所述螺旋致动器的螺母能够相对于所述螺杆轴向位移并且其转动受到抑制，且所述螺杆能够由所述转子驱动而进行转动。
25.如权利要求19至24中任一项所述的盘式制动钳，其中所述转子通过齿轮机构连接至所述螺杆或所述螺母，所述齿轮机构包括与所述转子的一个轴向端部接合的传动构件，使得所述传动构件与所述转子一同转动，所述传动构件设置成绕所述套筒的第一端部延伸并延伸到所述套筒内，以形成或支撑所述机构的输入齿轮，所述输入齿轮能够与所述传动构件一同转动，所述齿轮机构还包括在所述套筒的第一端部的区域中设置在所述套筒的径向内表面上的静止齿轮，使得所述静止齿轮被固定成防止相对于所述套筒转动，且多个行星齿轮布置在各个所述输入齿轮及所述静止齿轮之间并与各个所述输入齿轮及所述静止齿轮形成齿接合，所述输入齿轮能够相对于所述静止齿轮转动，所述齿轮机构还包括与所述行星齿轮形成齿接合的输出齿轮，所述输出齿轮能够相对于所述静止齿轮以相较于所述输入齿轮降低的转速转动，所述输出齿轮与所述螺杆或所述螺母固定连接，使得所述输出齿轮的转动引起所述螺杆或所述螺母的转动。
26.如权利要求19至24中任一项所述的盘式制动钳，其中所述转子通过齿轮机构连接至所述螺杆或所述螺母，所述齿轮机构包括输入齿轮、输出齿轮、布置在所述输入齿轮与所述输出齿轮之间并与所述输入齿轮及所述输出齿轮啮合接合的行星齿轮、以及固定成防止转动并与所述行星齿轮啮合接合的静止齿轮，所述转子设置成驱动所述输入齿轮，所述输入齿轮设置成通过所述行星齿轮驱动所述输出齿轮，所述输出齿轮工作而驱动所述螺杆或所述螺母。
全文摘要
本发明涉及一种致动机构，具体是用于盘式制动钳的致动机构，其包括螺旋致动器，其具有螺纹耦合在一起的螺杆(40)及螺母(18)；电驱动器，其用于将螺杆(40)及螺母(18)中一者相对另一者轴向驱动，并包括定子(20)及转子(22)；套筒组件，其具有置于转子(22)与螺母(18)之间的大体筒状套筒(25)，并且支撑转子(22)使其适于相对于套筒(25)转动。转子(22)连接至螺杆(40)或螺母(18)中一者以便转动螺杆(40)或螺母(18)。所述螺旋致动器至少部分地安装在套筒(25)内，并设置成承载套筒组件的一部分以传递轴向推力至套筒组件，且套筒组件与支座配合以传递轴向推力至支座。
文档编号F16D65/18GK1981142SQ200580019453
公开日2007年6月13日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者汪磊, 阿纳托利·卡加诺夫, 西蒙·科德, 安德斯·克努岑 申请人:Pbr澳大利亚有限责任公司