用于操作车辆部件的机电有源双冗余双电机致动器的制作方法

本申请要求于2017年10月6日提交的号为102017000112581的意大利专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种机电有源双冗余双电机致动器，其用于操作车辆的部件，特别是用于在自动变速箱驻车功能中操作驻车锁止机构和/或用于操作驻车制动器。

背景技术：

如已知的那样，车辆的各种部件，诸如像在自动变速箱驻车功能中操作的锁止机构和/或驻车制动器由致动器操作。直到几年前，用于操作内燃发动机和/或车辆部件的致动器是气动的，而近年来已经引入了机电致动器。

由于施加的机械应力，已知的机电致动器可能经受到致动器壳体的变形。特别是，越来越严格的要求，特别是在紧凑性、减小的尺寸、重量和成本方面的要求，意味着厚度减小或使用更低密度或更廉价的材料。此外，可靠性要求也越来越严格，以避免机电致动器的任何故障或失灵，机电致动器的任何故障或失灵会妨碍部件的正常运行。

实际上，对执行与乘客安全性相关的功能的系统最容易发生故障的部件(例如电动机)上需要双冗余致动器。

例如，cn101559766描述了一种用于操作内燃发动机和/或车辆部件的机电致动器，其包括：变速器，所述变速器设有第一轴和第二轴，第一轴具有第一对称轴线，第二轴与第一轴啮合并且具有横向于第一对称轴线的第二对称轴线；和一对冗余电动机，其中两个电动机中的每一个通过第二轴(直接地或借助于齿轮)旋转第一轴，并且其中两个电动机设置有彼此平行且横向于第一对称轴线的相应旋转轴线。然而，cn101559766中描述的解决方案不是非常紧凑并且需要构造两个蜗杆-螺旋轴(worm-screwshaft)。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种机电有源双冗余双电机致动器，其用于操作车辆部件(特别是用于在自动变速箱驻车功能中操作驻车锁止机构或用于操作驻车制动器)，其没有现有技术的缺点，制造简单且廉价，并且在电力部件上设有有源双冗余并且设有运动机构，该运动机构确保在操作期间运动的不可逆性。

根据本发明，提供一种机电有源双冗余双电机致动器，其用于操作车辆部件，特别是用于操作在自动变速箱中的驻车锁止机构或用于操作驻车制动器，所述致动器具有：壳体，该壳体通过下部元件和盖子获得；变速器，该变速器布置在壳体内并且包括输出轴和中间轴，输出轴设有第一对称轴线，中间轴与输出轴啮合并且设有横向于第一对称轴线的第二对称轴线；以及一对电动机，该对电动机也设置在壳体内；其中两个电动机中的每一个电动机导致通过中间轴旋转输出轴，并且其中两个电动机设有相应的旋转轴线，相应的旋转轴线彼此平行并且横向于第一对称轴线；其中两个电动机并排布置，并且在它们的轴向端部之一处设有相应的齿轮，所述相应的齿轮布置在中间轴的共用齿轮的相对侧上，相应的齿轮与共用齿轮啮合，使得相应的齿轮将来自所述相应电动机的运动传递到中间轴的同一端部。

附图说明

现在将参考示出非限制性实施例的示例的附图来描述本发明，其中：

-图1是根据本发明制造的用于操作部件的机电致动器的分解视图；

-图2是图1机电致动器的传动系统的视图；

-图3至图5依次示出图1机电致动器的组装步骤；

-图6是图1完全组装后的机电致动器的视图；以及

-图7是为了清楚起见而移除部件的图1机电致动器的透视图。

具体实施方式

图1至图7详细示出机电致动器1。机电致动器1优选地构造成控制驻车锁止机构(即锁止杆)，其在自动变速箱的驻车功能中操作。备选地，机电致动器1可以控制车辆或电动、混合动力或内燃发动机的任何一个部件，诸如像电动驻车制动器、蝶形阀、用于调节流动通过egr回路的废气流率的egr电磁阀和伴随涡轮增压器的任何设备(诸如像叶片和/或阀门)。

机电致动器1包括由下部元件3和盖子4形成的壳体2，下部元件3和盖子4通过布置在壳体2周边上的多个闭合夹5适当地连接到彼此，并且在内部限定隔室v。下部元件3和盖子4之间的密封通过容纳在形成于盖子4中的凹槽中的(单或双)环形唇形密封件6来确保。

在隔室v的内部形成有座7，所述座7设有对称轴线x，所述座7由大致圆柱形的侧壁8限定，该侧壁8从下部元件3朝向壳体2的外侧以悬臂的方式突出。座7被设计成容纳与对称轴线x同轴的金属输出轴9的一部分。优选地，输出轴9具有的直径约为10毫米。输出轴9的输出端10与座7接合，输出端10从座7突出通过与对称轴线x同轴的通孔，以与操作部件用户设备的对接杆11联接。备选地，部件用户设备可以通过直接在输出轴9上特别是直接在输出端10上获得的任何几何结构操作。

当部件用户设备的操作通过对接杆11进行时，对接杆11由输出端10致动，对接杆11与输出端10为一体的。对接杆11和输出端10之间的连接可以通过任何类型的连接来实现，优选通过焊接(特别是通过激光焊接)来实现。

输出轴9的与输出端10相对的联接端12连接到齿轮13。齿轮13备选地由塑料材料或金属材料制成。优选地，齿轮13通过注射模制或烧结过程与输出轴9一起获得。

联接端12还设有磁体14，磁体14形成为具有环形形状的上部部分或附件，其与对称轴线x同轴并且由磁性材料制成，其在使用中面向盖子4。磁体14优选地由钕质体(plasto-neodymium)制成。磁体14优选地通过共同模制工艺在输出轴9上制成。

此外，分别用15和16指示的两个滚针轴承装配在输出轴9上，以沿径向方向锁止输出轴9。具体地，两个滚针轴承15、16在座7中互锁。在两个滚针轴承15、16之间插入插塞17以沿轴向方向锁止输出轴9。插塞17接合形成在下部元件3中的座17*并通过塞子17**封闭。

备选地，密封环或弹性挡圈在两个滚针轴承15、16之间沿轴向方向插入在两个滚针轴承15、16之间。

隔室v还容纳中间传动轴18。中间传动轴18优选地由金属材料制成。中间传动轴18设有对称轴线y，该对称轴线y横向于(优选地正交于)对称轴线x。优选地，中间传动轴18具有约6毫米的直径。中间传动轴18的内端19连接到具有直齿的圆柱形齿轮20。齿轮20优选地由塑料材料制成。优选地，齿轮20通过中间传动轴18的注射共同模制工艺制成。另一方面，中间传动轴18的中央部分21由蜗杆-螺旋轮22提供。在使用中，中央部分21意旨与带有螺旋齿的齿轮13啮合。

此外，在中间传动轴18的与内端19相对的外端23处，装配滚针轴承24以沿径向方向锁止中间传动轴18并将其支撑在内端上。

最后，球形止推轴承27被键合以将中间传动轴18沿径向/轴向方向锁止并将其支撑在外端上。最后，止推轴承27接合形成在下部元件3的侧壁26中的座25，座25通过插塞28封闭。

在中间轴18的两个止挡部和两个轴承24、27之间形成轴向间隙。备选地，轴向间隙可以通过x-安装的两个倾斜的滚针轴承(在外侧上具有间隙调节)或通过弹性插塞来形成。

具有直齿的圆柱形齿轮20被设计成与一对电动机31、32的相应小齿轮29、30啮合。机电致动器1实际上由布置(特别是，卡扣式锁止)在相应壳体内部的一对电动机31、32操作，该相应的壳体在下部元件3中形成。具体地，两个电动机31、32设有相应的相互平行的旋转轴线z1、z2。旋转轴线z1、z2优选地平行于对称轴线y。此外，旋转轴线z1、z2基本上横向(优选地正交)于对称轴线x。两个电动机31、32基本上彼此相同。两个电动机31、32在它们的轴向端部之一处设有相应的小齿轮29、30，小齿轮29、30被设计成将来自相应电动机31、32的运动传递到中间传动轴18的同一端部。

两个电动机31、32并排布置。两个小齿轮29、30在相对于齿轮20的相对侧上布置，两个小齿轮29、30与齿轮20啮合。

中间传动轴18与两个电动机31、32的输出轴不重合。

该技术方案允许获得极其紧凑的布局。该技术方案还允许避免制造两个蜗杆-螺旋轴。在它们的轴向端部之一处，与设有相应小齿轮29、30的轴向端部相对，两个电动机31、32连接到相应的轴向弹簧33。每个弹簧33被设计成抑制由相应的电动机31、32旋转产生的振动。两个电动机31、32都设有另一个径向弹簧35，另一个径向弹簧35围绕每个电动机31、32的定子外壳并且通过螺钉36约束到框架3上。

机电致动器1还设有传感器34，传感器34面向并靠近带有螺旋齿的齿轮13，以便检测输出轴9围绕对称轴线x的旋转运动。传感器34与盖子4的内表面是一体的。

传感器34固定在直接面向磁体14的位置。传感器34构造成检测磁体14围绕对称轴线x的运动。传感器34面向磁体14的布置允许获得磁体14位置的径向读数。

运动通过合适的传动装置从电动机31、32传递到输出轴9。备选地，可以通过不同的解决方案来制造变速器，这些解决方案例如提供使用带等。在优选实施例中，运动传递通过中间传动轴18发生，该中间传动轴18通过齿轮20接收来自电动机31、32的小齿轮29和30的运动以及通过螺旋形的螺旋轮22与带有螺旋齿的齿轮13啮合，齿轮13与输出轴9是一体的。

可以提供减少摩擦的涂层和/或适当的表面处理，以避免出现摩擦学性质(诸如摩擦和磨损)的问题。

为了在机械强度、热阻、重量和成本的要求之间获得良好的折衷，在优选实施例中，下部元件3由金属材料制成，优选为铝；相反，盖子4优选地由塑料材料制成。

根据图3至图5中依次示出的内容，机电致动器1的组装过程最初提供将两个电动机31、32布置(特别是卡扣配合)在形成于下部元件3中的相应壳体内并通过径向弹簧35和螺钉36锁止它们。然后，插入中间传动轴18，使得齿轮20与小齿轮29、30啮合，并使外端23与滚针轴承24啮合，安装推力轴承27并插入插塞28。随后，分别用15和16指示的两个滚针轴承和密封环17装配在输出轴9上，输出轴9插入到座7中，使得带有螺旋齿的齿轮13与螺旋形的蜗杆-螺旋轮22啮合，并且输出轴9连接到对接杆11。最后，一旦传感器34连接到盖子4，壳体2就通过用于将下部元件3紧固到盖子4的闭合夹5闭合。

上述机电致动器1具有多个优点。特别是，其易于制造且廉价，具有有限的尺寸，是紧凑的，并且其特征在于各种部件的高机械和热应力抗性。此外，即使在两个电动机31、32中的任何一个中发生电气故障的情况下，与中间传动轴18啮合的两个电动机31、32的存在也允许机电致动器1的安全操作。实际上，两个电动机31、32被设计成并行操作，但是如果在任何所述电动机31、32中发生故障的情况下，则不受故障影响的另一个电动机31、32将能够在一段有限的时间内把运动传递到输出轴9。上述机电致动器1的另一个优点涉及在操作期间运动的不可逆性，其通过使用螺旋形蜗杆-螺旋轮22和带有螺旋齿的齿轮13之间的不可逆联接而获得，齿轮13与输出轴9是一体的。