专利名称：用于停车制动器的机电式线性致动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的停车制动器的机电式线性致动器。
背景技术：
存在与包括电动机和驱动组件的机电式线性致动器关联的已知的 制动装置，所述驱动组件将施加于电动机转子的旋转运动转换成输出构
件的线性运动，所述输出构件通过鲍登索缆(Bowden cable)向车辆的 停车制动器施力。制动力。例如参见 W0-A-98/56633 和 W0-A-2005/061293。致动器与传感器关联，所述传感器提供的信号表示 所施加的制动力的大小。
发明内容
本发明的一般性目的是提供一种构造简单的致动器，其允许获得关 于施加所需制动力的准确且可靠的信号。本发明的具体目的是在致动器 与极简化的电子控制系统关联的情况中、以及在上述类型的传感器发生 故障或不存在的情况下也能获得这样的信号。
根据本发明，这些和其它目的及优点是通过具有所附权利要求中限 定的特征的机电致动器实现的，根据下文所述，人们将能更好地理解这 些目的及优点。
现在将参照附图描述本发明致动器的优选但非限制性实施例的结 构特征和功能特征，在附图中
图1是根据本发明的致动器的局部截开透视图； 图2是图1致动器的一部分的放大的局部截开透视图； 图3是图2所示部分的进一步放大的局部截开透视图； 图4是图2所示的致动器的一部分的轴向截面图；和 图5是图2中所示部件中一些部件的局部截开透视图。
具体实施例方式
首先参见图1，附图标记IO在总体上标示了根据本发明的机电致动
器，其用来致动机动车辆的停车制动器(未示出)。致动器10包括电 动机11,电动机11通过齿轮减速组件12和关联的螺杆机构(或螺杆冲几 构)13将线性运动传递给鲍登索缆C，鲍登索缆C连接到停车制动器且 包括金属线W和护套S。
电动机11优选是永磁直流电动机，其可依据电子控制^t块(未示 出)提供的控制信号选择性地沿任一方向旋转。电动机的输出轴15通 过减速组件12驱动螺杆机构13的螺母16旋转。该螺旋机构可以是摩 擦螺杆、滚珠丝杠、或者滚柱丝杠机构。
螺旋机构将螺母16的旋转运动转换为螺杆17的线性平移运动，螺 杆17连接到鲍登索缆C的金属线W的端部。在图4中，螺杆17被显示 为处于其轴向缩进位置，这引起金属线W的张紧并致动停车制动器。在 图l-3中，螺杆17被显示在其轴向伸出位置，这引起金属线W的+〉弛 并释放制动器。
致动器IO具有总体上以20标示的外壳，其包括一些塑性材料制成 的零件和一些金属材料制成的零件，如下文所述。电动机11和齿轮减 速组件12容纳在带有罩盖22的塑性材料制成的圆筒形壳体21内。螺 母16由处于塑性材料制成的管状体23内的轴承30支撑，管状体23固 定到罩盖22或者与罩盖22 —体形成。
作为在此描述的螺旋机构的一个替代选择，用WO-A-2005/005212 中公开的一种套筒螺旋机构可同样地实施本发明，其中，平移输出构件 连接到管状螺杆，管状螺杆绕纵轴线且沿所述纵轴线作螺旋运动。
管状体23轴向地延伸一个适于在其完全伸出位置(图1)包含螺杆 17的长度。在轴向缩进位置(图4),螺杆被包含在外壳的腔室24中， 处于电动机ll旁边。金属加强导管25同轴地固定在塑性管状体23内， 并且从管状体23的自由端延伸到轴承30,以便在致动器的操作期间将 轴向载荷传递至此，如下文所述。在附图所示的示例中，导管25固定 到金属板制成的锥形构件26,锥形构件26靠在轴承30的固定外座圈上。 如图5所示，导管25形成轴向延伸的直线沟槽27。从螺杆17的轴向外 端横向地突出的销19沿着沟槽27滑动以阻止螺杆绕其平移轴线旋转。
在本文中使用的表示位置和方向的术语和用语，例如"轴向"、"径向'，和"横向"，应当理解成参照螺杆17的平移轴线。同样地，"轴 向伸出"和"轴向缩进"这样的用语也应被理解成是相对于致动器的固
定外壳20而言的。
螺杆17通过锁定装置40 (图3 )可拆卸地连接到金属线W。固定到 螺杆轴向外端的是具有一个或多个径向通孔42的套管41,球体43保持 在通孔42中并且接合着形成于金属线W的端头H中的凹槽G。所述球体 由环44保持在图3所示的锁定位置，所述环44安装在套管41的周围， 并在所述球体的周围由弹簧45保持在锁定位置，弹簧45置于套管的肩 部46和环44本身之间。为了将金属线W连接到螺杆17或将金属线W 从螺杆17断开，环44必须被手动地推动，压缩该弹簧45直到环的内 部扩大部分被带到与通孔42对齐的位置为止，球体"从而径向向外运 动，脱离凹槽G,因此从螺杆17释放了端头H。
索缆C的护套S的端部(图2和图4)靠在杯形构件50的径向或横 向肩部表面51上，杯形构件50具有让金属线W通过的开口 52。相对于 致动器的外壳轴向可滑动地安装杯形构件50,有利地在容易通达的位置 处安装在外壳的外侧上。如图3所示，杯形构件50可滑动地同轴安装 在具有阶梯式轮廓的第二杯形构件54上。优选由金属制成的杯形构件 54固定到导管25的轴向外端。第一杯形构件50可在管状体23的自由 端上滑动。压缩弹簧53置于滑动杯体50和相对于外壳20固定的横向 相对表面18之间。在附图所示的示例中，相对表面18由固定的第二杯 体54形成。
滑动杯体50承载销55,销55沿径向向内方向突出且在内部固定杯 体54的纵向槽55中滑动。销55用作止动构件，其在弹簧53和护套S 未被轴向压缩时将滑动杯体50保持在外壳上。
当螺杆17处于轴向伸出位置(图1-3)(对应于释放停车制动器) 时，金属线W被放松且弹簧53将滑动杯体50推离致动器外壳。当螺杆 17处于轴向缩进位置(图4)(对应于致动制动器)时，金属线W被张紧； 护套S被轴向压缩并朝致动器外壳推动滑动杯体50,压缩弹簧"直到 滑动杯体50的后部横向表面57抵靠于固定杯体54的前部横向表面58 为止。应当注意，滑动杯体50相对于致动器外壳的位置表示了通过鲍 登索缆施加的制动力大小。
滑动杯体50可承载永磁体60，永/磁体60产生可由固定的线性传感器61(图4)(例如霍尔效应传感器)检测的磁场，所述传感器安装在 外壳的管状体23上，并且被电连接到电动机的控制模块。通过检测在 张紧和放松索缆时因杯体50的滑动运动引起的磁场强度变化，传感器 61产生电信号，其允许准确地检测由致动器对制动器施加的力的大小。
应当意识到，这一结果是通过少量部件(其中的活动元件很少)构 成的简单设计来实现的。
此外，应当意识到，在极简单的方式中，杯体50和54之间的抵靠 允许检测对制动器已经施加的所需致动力。实际上，当金属线W被张紧 且弹簧53被逐渐压缩时，电动机汲取的电流几乎与弹簧的压缩程度成 比例地增大。 一旦滑动杯体50已经抵靠住固定杯体54,那么弹簧53就 不再被压缩，电动机11吸收的电流突然增大。通过简单地监测电动机 吸收的电流，即使在传感器61发生故障的情况下、或在不存在该传感 器时，都可由电子控制模块检测出表示已经施加了制动力的这一增大。 已知弹簧53的模量，通过算法易于计算施加到制动器的制动力的值。 因此， 一方面，本发明的致动器适合用于并不精密复杂的(因此廉价的) 电子控制系统；另一方面，上述抵靠为电子控制系统提供了冗余数据， 即使在传感器发生故障的情况下也能告知控制系统已经施加了制动力。 也应当注意到，如果提供了i兹体60和传感器61，那么》兹体60和传感器 61就位于容易通达的位置，以在发生故障的情况下实施维修或更换。弹 簧53也是可容易互换的，由此，可根据机动车辆制造商要求的制动力， 将相同的致动器迅速地适用于不同的应用。
由于存在金属零件25、 26和54,外壳20提供了穿过金属部件的通 道，所述金属部件能够承受在发生故障或事故时可能出现的高温。实际 上，轴向力从金属线W传到螺杆17、螺母16,经过轴承30、锥体26、 加强管25、双直径杯体54、弹簧53、滑动杯体50返回到护套S。
本发明不应被限制于本文描述和图示的实施例，该实施例只应被视 作致动器的示例；当然，可以针对零件的形状和布置方面以及针对结构 性和功能性细节来修改本发明，这对于本领域技术人员来说是显而易见 的。例如，在一个替代实施例中，滑动杯体50的相对表面可包括管状 体23形成的肩部28。固定杯体54也可与金属管25形成为整体件。在 另一不同实施例中，滑动杯体50的轴向止挡可由轴向地置于杯体50和 固定表面之间的处于完全压缩状态下的同样的弹簧53来实现。
权利要求
1. 一种用于停车制动器的机电式线性致动器，包括电动机(11)；螺旋机构(13)，具有通过所述电动机可绕纵轴线(x)旋转的第一螺纹元件(16)，以及可在轴向伸出位置和轴向缩进位置之间沿所述轴线平移的第二螺纹元件(17)，所述第二螺纹元件(17)可连接到具有外部护套(S)的鲍登索缆(C)的金属线(W)；外壳(20)，具有固定的第一横向表面(18)；其特征在于，所述致动器还包括构件(50)，可轴向滑动地安装在所述外壳(20)上并具有适于靠在所述护套(S)的端部上的第二横向表面(51)；和弹性装置(53)，作用在所述固定的第一横向表面(18)和所述滑动构件(50)之间；其中，所述滑动构件(50)能够到达对应于释放制动器状态的轴向伸出位置，以及对应于致动制动器状态的、相逆于所述弹性装置(53)的偏置、朝向所述固定的第一横向表面(18)的轴向缩进位置。
2. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述滑动构件(50) 滑动地安装在所述外壳(20)的轴向细长部分(23、 25)的端部上。
3. 根据权利要求2所述的致动器，其特征在于所述外壳的轴向 细长部分(23、 25)包括金属管(25)。
4. 根据权利要求3所述的致动器，其特征在于所述金属管(25) 具有相对的端部，所述相对的端部分别与所述第一^f黄向表面(18)和轴 承(30)以轴向推力的关系配合，所述轴承(30)安装在所述外壳(20) 中以旋转地支撑所述螺旋机构(13)的所述第一螺紋元件(16)。
5. 根据权利要求3所述的致动器，其特征在于所述壳体的轴向 细长部分包括同轴地位于所述金属管(25)外面的由塑性材料(23)制 成的外部主体。
6. 根据权利要求3所述的致动器，其特征在于所述金属管(25) 形成轴向延伸的直线引导件(27),用于轴向滑动地接合从所述第二螺 紋元件(17)横向突出的构件(19)。
7. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述滑动元件(50) 承载永磁体(60)，所述永磁体(60)可操作地连接到传感器或》兹电换能器(61),所述传感器或磁电换能器(61)固定到壳体并适于提供表 示所述滑动元件(50)相对于所述外壳(20)的轴向位置的电信号。
8. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述外壳具有另 一固定的横向表面(58、 28),所述横向表面(58、 28)提供抵靠表面 以用于阻止所述滑动元件(50)在其完全缩进的轴向位置的轴向运动。
9. 根据权利要求3和8中任一项所述的致动器，其特征在于所 述固定的第一横向表面(18)和另一横向抵靠表面(58)由固定到所述 金属管(25)或与所述金属管(") 一体的金属构件(54)形成。
10. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述滑动构件(50) 具有大致杯形形状，其带有允许鲍登索缆(C)的金属线(W)通过的开 口 (52)。
11. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述滑动构件(50) 位于所述外壳(20)的外侧。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其特征在于所述 第一螺紋元件(16)是通过轴承(30)可旋转地安装在所述外壳(20) 中的轴向固定的螺母，所述第二螺紋元件(17 )是相对于所迷外壳(20 ) 可轴向平移的螺杆。
13. 根据权利要求1所述的致动器，其特征在于所述螺旋机构(13) 是摩擦螺杆、或滚珠丝杠、或滚柱丝杠机构。
全文摘要
致动器包括螺旋机构(13)，螺旋机构具有通过电动机(11)可绕纵轴线(x)旋转的螺母(16)和可在轴向伸出位置和轴向缩进位置之间沿所述轴线平移的螺杆(17)。螺杆(17)可连接到具有外部护套(S)的鲍登索缆(C)的金属线(W)。致动器具有外壳(20)，其带有固定的第一横向表面(18)。杯体(50)可轴向滑动地安装在外壳(20)上并具有适于靠在护套(S)端部上的第二横向表面(51)。弹簧(53)压缩在固定的第一横向表面(18)和滑动杯体(50)之间。杯体(50)能够到达对应于释放制动器状态的轴向伸出位置，以及对应于致动制动器状态的、相逆于弹簧(53)的偏置、朝向固定的第一横向表面(18)的轴向缩进位置。
文档编号F16D65/28GK101437712SQ200780005547
公开日2009年5月20日 申请日期2007年2月14日 优先权日2006年2月16日
发明者A·盖耶, E·艾劳德, E·迪斯特法诺 申请人:Skf公司