[发明专利]具有改进精度的致动器

说明书

本发明涉及一种致动器，该致动器包括一个壳体，一个马达，一个致动元件和一个螺旋机构，响应于马达的旋转运动，螺旋机构使致动元件相对于机架做线性运动。所述螺旋机构包括一螺杆和一螺母，二者中至少一个可通过一滚动元件轴承相对于壳体被可旋转地支承，所述滚动元件轴承具有一个内座圈和一个外座圈，以及与所述座圈滚动接触的滚动元件。

这样的致动器已广为所知。它可被用作不同的用途，比如一圆盘刹车的制动钳。这种致动器包括多个具有精密机加工表面的部件，比如螺杆与螺母的螺纹，滚子，轴承座圈等等。这种致动器的大部分成本花费在机加工工艺上。

人们尝试许多办法，一方面来满足精度的要求，另一方面以降低生产成本。本发明旨在提供一种能同时满足以上两者的致动器。该目的可以这样实现，即螺旋机构的至少一个部件如螺杆、螺母，或者滚子和/或轴承的至少一个部件如内轴承环或外轴承环，包括一个通过硬车、硬铣、硬钻等硬切削操作加工而成的表面部分。

响应于控制信号的致动器的位移的精确性在很大程度上取决于螺旋机构和轴承的多个表面的啮合。螺母和螺杆的螺纹、介于它们之间的滚子以及轴承的座圈等在此方面起着决定性的作用。这些表面的相对位置的精确性也很重要。通过硬切削加工，这些表面可整体形成于螺杆或螺母中，从而提供了固有的精确度，其不受累积制造误差的影响，而累积制造误差存在于多部件结构的装配过程中。

硬车(削)是一种机加工淬硬钢部件的单点切削工艺。它被认为是一种可替代粗磨和精磨的机加工工艺。所述的硬车是利用陶瓷或超耐磨工具进行的。它尤其适合于既可降低生产成本又可满足合适的光洁度，因而仅通过一个生产步骤便足以得到所要求的产品。

此外，一体化的表面可很方便地由一个多轴车床来加工，这既可满足精度要求，又可兼顾成本(提高生产率)。

轴承可直接或间接地支承着螺杆。此外，硬车后的表面部分可用于径向支承螺旋机构。而且，硬车后的表面部分也可用于轴向支承螺旋机构。

根据进一步的可能性，该致动器可包括一个与螺旋机构相连的齿轮减速机构。该齿轮减速机构可包括一个通过硬车、硬铣、硬钻等硬切削操作加工而成的表面部分。

另外，螺旋机构的至少一个部件如螺杆、螺母或滚子，和/或轴承的至少一个部件如轴承内环或轴承外环，和/或齿轮减速机构的至少一个部件，可包括一通过磨削加工而成的表面部分。

而且，螺旋机构的至少一个部件如螺杆、螺母或滚子，和/或轴承的至少一个部件如轴承内环或轴承外环，和/或齿轮减速机构的至少一个部件，可包括一通过拉削加工而成的表面部分。

通过硬车加工工艺，还可以制造出致动器的螺杆、螺母等的多个整体部分。例如，通过该工艺，可在内环和/或外环内制造容纳密封件或防护件的沟槽。另外，螺母或螺杆可以这种方式设有传动装置，例如齿条，齿轮或齿，以与动力源进行直接或间接的啮合。

特别是，至少一个部件可包括一表面部分，例如螺纹，它可通过硬锻、和/或硬轧、软车、淬火及硬车的顺序制造步骤得到。

或者，至少一个部件的至少一部分，例如轴承座圈的作用面，可通过如研磨或施加类金刚石涂层等表面改性工艺进行处理。

此外，至少一个部件的至少一部分可从烧结粉末材料得到。

进一步而言，至少一个部件的至少一部分可包括淬透或表面淬火材料，这些材料通过油、盐浴淬火工艺或喷射淬火技术或采用涂敷技术的表面淬火工艺得到。

另外，至少一个部件的至少一部分，例如轴承座圈，可利用聚合物或喷射淬火技术进行感应表面淬火(硬化)处理。

所讨论的轴承可以是四点接触式滚珠轴承或滚子轴承，例如滚针轴承或锥形滚子轴承。

齿轮减速机构可以与螺旋机构的螺杆或螺母啮合。

在这方面，螺杆或螺母可包括一个为一齿轮减速装置支承轴承而设的(附加)座圈，所述齿轮减速装置可同时与螺旋机构和一动力源啮合。

根据第一种可能性，螺母可通过一滚动元件轴承相对于壳体被可旋转地支承，该轴承的内环与螺母构成一整体或与螺母的一参考面啮合。

根据第二种可能性，螺杆可通过一滚动元件轴承相对于壳体被可旋转地支承，该轴承的内环与螺母构成一整体或与螺母的一参考面啮合。

有几种类型的钢可适用于通过硬切削工艺加工而成的部件。这些钢例如可以是渗碳钢、锻钢、粉末成形钢、轧钢、铸钢和工具钢等等。