用于助力制动的气动伺服电动机,伺服电动机带有卷曲的膜片

摘要

一种用于机动车上助力制动的气动伺服电动机(12)，该伺服电动机是：具有一个大致为圆柱形的刚性外壳(16)，在外壳中有一个可移动的移动横向隔板(18)，隔板具有一个由金属板制成的圆周裙部(28)，且该裙部的圆周(40)附近被一个密封膜片(30)覆盖，该膜片由弹性材料制成，其圆周(32)以密封的形式固定在外壳(16)上，所述伺服电动机的特征在于：在裙部(28)的圆周(40)附近，所述裙部具有一个卷曲的环形凹穴(42)，该凹穴形成了一个内槽(44)，该内槽用于恰好地容纳一圆周滚珠(46)，滚珠从膜片(30)表面突出，以将所述膜片(30)以密封的形式固定到裙部(28)上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于助力制动的气动伺服电动机。

本发明尤其涉及一种用于机动车上助力制动的气动伺服电动机，该伺服电动机是：具有一个大致为圆柱形的刚性外壳，在外壳中有一个可移动的移动横向隔板，隔板与作动杆连接以便驱动一个相连的主缸，移动横向隔板以密封的形式在外壳中形成两个气压室，气压室可以具有不同的压力，以便驱动作动杆，从而驱动相连的主缸；移动横向隔板带有一个固定在圆周裙部上的中心活塞，圆周裙部由金属板制成且被密封膜片覆盖，至少在其圆周附近被覆盖，密封膜片由弹性材料制成，并且其圆周以密封的方式固定到外壳上。

背景技术

很多这种类型的伺服电动机是公知的。

通常，膜片首先固定在伺服电动机的与中心活塞接触的裙部，其次是固定在裙部的圆周上。

这种设计就要求膜片必须整个覆盖裙部。此外，还存在很多的密封问题，首先是在裙部与活塞接触的地方，在这里必须在三个部件之间密封，还有是由于膜片的整个圆周固定到伺服电动机的外壳上，所以沿着裙部的圆周膜片承受很高的拉力。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种上述类型的伺服电动机，其包括改进的密封装置，该密封装置插入到裙部和位于裙部中间部分的膜片之间。

为了达到这个目的，本发明提供一种上述类型的伺服电动机，其特征在于裙部在圆周的附近有一个卷曲的环形凹穴，该凹穴形成了一个可以恰好容纳圆周滚珠的内槽，圆周滚珠从膜片的表面突起，以便将上述膜片密封固定在裙部上。

根据本发明的其它特征：

在裙部表面的附近，凹穴具有彼此是平的外边，以便使内槽局部封闭在滚珠的卷曲颈部上，以便相对于裙部轴向固定膜片；

凹穴的壁面与一个大致为圆形的端壁相会合；

滚珠在颈部的远离膜片表面的一侧有一个圆形端，该端部与在内槽的凹穴的圆形端壁互补。

本发明还涉及一种装配装置，以便如上所述将膜片固定在伺服电动机的裙部上。装置的特征在于它包括至少：

一第一盘，其可以压在膜片一侧，该侧与滚珠和凹穴相对，来使膜片与裙部轴向接触，这样就可以将滚珠固定在凹穴内的槽中；

一朝向第一盘布置的第二盘，第二盘朝向凹穴带有至少一个圆周卷曲工具，其用来将凹穴的两个相对的外边在滚珠的颈部局部相向卷曲，这样内槽的对应外边就恰好安装在颈部上，并将滚珠牢固固定在槽中。

根据装置的其它特征是：

每个卷曲工具都有至少两个彼此相对的夹具，它们基本沿着径向排列，并且处于一个特定的轴向位置来将凹穴的两个外边在颈部局部相向卷曲；

每个卷曲工具都带有一个固定支撑臂，其以凹进的方式位于夹具之间，并且其端部带有一个凹邻接面，可以与凹穴的圆形端壁的突起外壁互补，以便当内槽的外边被压平的时候可以固定凹穴；

每个夹具都有一个圆柱形部分，其与滚珠相切，其曲率大致等于与颈部相连的槽的曲率，每个夹具都由一个各自臂的端部支撑，臂可以在第二盘上绕着一个各自的枢轴旋转，枢轴的轴线在径向上相切；

每个臂的形状大致为直线杆，枢轴位于臂上与夹具相对的端部，第一盘可朝着第二盘运动地安装以便使臂朝向彼此相互移动，并使得夹具闭合；

每个臂的形状为大致角支架形状，枢轴位于角支架的角部，在与夹具相对的角支架的端部带有一个滚轮，其可以被第三盘推压，该第三盘可以在第二盘上朝着固定的第一盘轴向滑动地安装，以便使得夹具朝向彼此相互移动；

夹具设置在第二臂的第一端上，臂相对的第二端可以彼此径向滑动地安装在第二盘上；

每个臂的第二端带有一个螺纹部分，其与一个径向延伸地并被电机驱动的蜗杆啮合，这样就可以在第二盘上径向移动第二端；

该装置包括至少两个平行的滚筒(roner)，它们可转动地安装在第二盘上，它们的轴线可以在一个间隔位置之间移动，在间隔位置，滚筒彼此间隔设置以便使凹穴穿过滚筒之间，在闭合位置，滚筒的轴线彼此接近相向移动，并且滚筒以彼此相反的方向转动，这样在滚筒端部的圆柱形轴承面使得内槽的外边在滚珠的颈部处被压平，轴承面构成了夹具，并且被一个间隙隔开，该间隙与凹穴的两个外边彼此相隔的程度(extent)一致。

第二盘带有多个的卷曲工具，它们可以以相同的方式成角度的分布。

最后，本发明涉及一种通过如上所述的装配装置将膜片安装到伺服电动机的裙部上的方法，该方法的特征在于其包括：

第一步骤，膜片被放到第一板上；

第二步骤，通过使滚珠插入到槽中，从而使裙部被放到膜片和第一盘上；

第三步骤，通过将第一盘和第二盘彼此相向移动到预定的相对角度位置，将卷曲工具的夹具靠在滚珠颈部的凹穴的两个外边中的任一侧；

第四步骤，卷曲工具的夹具彼此相向运动以便对位于滚珠的颈部上的槽进行局部卷曲；

第五步骤，卷曲工具的夹具分开；

至少一个第六步骤，第一盘和第二盘被驱动彼此旋转到另一个相对角度位置；

至少一个第七步骤，卷曲工具的夹具在上述另一个相对角度位置再一次靠在凹穴的两个外边中的任一侧；

至少一个第八步骤，卷曲工具的夹具在上述另一个相对角度位置彼此相向移动以便对位于滚珠的颈部上的槽进行局部卷曲；

倒数第二个步骤，卷曲工具的夹具分开，并且第一盘和第二盘分开；

最后一个步骤，拔出包括固定到裙部上的膜片的组件。

附图说明

在阅读随后的详细说明书之后，本发明的其它特点和优点将变得更加明显，在参照下面的附图更容易理解说明书，其中：

图1是一种现有技术中的伺服电动机的剖面图；

图2是将膜片装配到本发明的伺服电动机裙部的装置的剖面图；

图3是图2中的装置第二和第三盘的轴向端视图；

图4是用于组装膜片的装置中所使用的卷曲工具第一实施例的剖面图，所示工具的夹具处于打开位置；

图5是图4中卷曲工具的剖面图，所示的夹具处于关闭位置；

图6是用于组装膜片的装置中所使用的卷曲工具第二实施例的剖面图，所示工具的夹具处于打开位置；

图7是图6中卷曲工具的剖面图，所示的夹具处于关闭位置；

图8是用于组装膜片的装置中所使用的卷曲工具第三实施例的剖面图，所示工具的夹具处于打开位置；

图9是图8中卷曲工具的剖面图，所示的夹具处于关闭位置；

图10是用于组装膜片的装置中所使用的卷曲工具第四实施例的剖面图，所示工具的夹具处于打开位置；以及

图11是图10中卷曲工具的剖面图，所示的夹具处于关闭位置

具体实施方式

在下面的说明书中，相同的附图标记表示相同的部分或具有类似功能的部分。

按照惯例，“前”和“后”分别指位于附图左侧和右侧的部件和位置。

图1是表示了一个伺服制动器10，其包括一个伺服电动机12，伺服电动机可以驱动主缸14来制动车辆。

众所周知，伺服电动机12有一个大致为圆柱形的刚性外壳16，在外壳中有一个可移动的横向隔板18，隔板与作动杆22连接以便驱动相连的主缸14。

横向隔板18以密封的形式在外壳16中限定一前部气压室24和一后部气压室26，气压室可以具有不同的压力，以便驱动作动杆22，用于作动杆驱动相连的汽缸。

例如，前部气压室24要能承受由车辆发动机的进气歧管(未示出)所传递的吸入压力，前部气压室通过一个管34与进气歧管相连，后部气压室26适合通过一个三通阀36与周围介质相通以承受大气气压，三通阀由伺服电动机12的控制杆38控制，这样前部气压室24和后部气压室26之间的压力差就可以使移动隔板18移动。

更特别的是，移动横向隔板18带有一个固定在一个金属板环形裙部28上的中心活塞20，金属板环形裙部被一个密封膜片30覆盖，至少在其圆周40附近被覆盖，密封膜片由弹性材料制成，并且其圆周32以密封的方式固定到外壳16上。

通常，如图1所示，膜片是固定在两个区域，首先是固定在伺服电动机的裙部与中心活塞接触的区域，其次是固定在裙部的圆周上。

这种设计就要求膜片必须整个覆盖裙部。此外，还存在很多的密封问题，首先是在裙部与活塞接触的地方(在这里必须在所有三个部件之间密封)，还有是由于膜片的整个圆周固定到伺服电动机的外壳上，所以沿着裙部的圆周膜片承受很高的拉力。

为了克服上述缺陷，本发明提供一种上述类型的伺服电动机，其包括改进的密封装置，该密封装置插入到裙部与位于裙部中间部分的膜片之间。

为了达到这个目的，如图4到11所示，本发明提供一种上述类型的伺服电动机，其特征在于裙部28在圆周40的附近有一个冲压的环形凹穴42，该凹穴形成了一个可以恰好容纳圆周滚珠46的内槽44，圆周滚珠从膜片30的表面突起，以便将上述膜片30密封固定在裙部28上。

更特别的是，在裙部表面48的附近，凹穴42具有外边50，可以相向地推压外边以使内槽44在滚珠46的颈部52上局部卷曲，如图4到11所示，这样，就可以防止膜片30相对于裙部28轴向移动。

在本发明的优选实施例中，颈部52包括两个相对的弯槽51，它们垂直于滚珠的大致轴向而对准，但是本发明并不是仅限于这种结构，滚珠还可以带有一个单个的槽51或者两个不是卷曲形状的相对凹槽51。

在本发明的优选实施例中，凹穴42的侧壁54与大致为圆形的端壁56相会合。此外，滚珠46在颈部52远离膜片表面30的一侧有一个圆形端58，其端部与在内槽44的内部的凹穴42的圆形端壁56互补，如下所述，这种结构可以将滚珠46牢固地贴在凹穴42上，因此在彼此相向地推压两个外边50时可以防止其滑动。

本发明还涉及一种装配装置60，以便如上所述将膜片30固定到伺服电动机10的裙部28上。

这样的一个装配装置60在图2到11中所示。

通常来说，装置60包括一个具有轴线“D”的第一盘62，其可以轴向压动膜片30与裙部28接触，接触的表面与滚珠46和凹穴42所处的表面相对，这样就可以将滚珠46固定在凹穴42内的槽44中。

装置60还包括至少一个第二盘64，第二盘以轴线“D”为轴线，并朝向第一盘62布置。朝向凹穴42，第二盘带有至少一个圆周卷曲工具66，其用来局部地彼此相向地推压凹穴42的两个相对的外边50，这样内槽44的对应外边53就恰好安装在颈部52上，并将滚珠46牢固固定在凹穴42的槽44中。

还可以设计很多卷曲工具的实施例。但是，在本发明的所有实施例中，每个卷曲工具66都有至少两个彼此相对的夹具68，它们基本沿着径向排列，用来在颈部52彼此相向地局部推压凹穴的两个外边50。

在如图2到5所示的装置60的第一实施例中，以及在图6和7所示的第二实施例中，每个卷曲工具66都带有一个固定的支撑臂70，其以凹进的方式位于夹具68之间，并且其端部72带有一个凹邻接面，可以与凹穴42的圆形端壁56的凸起外壁互补，以便当相向地推压内槽44的外边43时可以固定凹穴42。

这种结构可以防止当夹具68使凹穴42变形的时候，槽42的圆形端壁56折叠起来。

在上述两个实施例中，每个夹具68都有一个圆柱形部分，其与滚珠46相切地延伸，其曲率大致等于与颈部52相连的槽51的曲率，该圆柱形部分由一个臂74的端部支撑，臂74可以绕着一个各自的枢轴76旋转地安装在第二盘64上，枢轴76的轴线“A”在径向上相切。

在本发明的第一实施例中，每个臂74的形状为大致角支架形状。枢轴76近似位于角支架的角部78，在与夹具68相对的角支架的端部80带有一个滚轮82，其可以被第三盘84推压，该第三盘可以在第二盘64上朝着固定的第一盘62轴向滑动地安装，以便使得夹具68彼此相向移动。例如，如图3所示，第三盘84可以通过推杆86驱动第二盘64，推杆86穿过第二盘64。

在本发明的第二实施例中，如图6和7所示，每个臂74都为杆状。枢轴76位于与夹具68相对的臂的端部88上，第一盘62可以朝着第二盘64运动，以便使得臂74彼此相向运动，夹具68闭合。

在图8和9所示的第三实施例中，夹具68设置在两个臂74的第一端90上，与其相对的第二端82可以彼此径向滑动地安装在第二盘64上。

在图8和9所示的结构中，卷曲工具66并没有一个固定的支撑臂，但是这并不是对本发明的限定，可以理解的是，工具66可以带有一个上述类型的固定支撑臂70。

例如，每个臂74的第二端82带有一个螺纹部分92，其与一个径向伸出并被电机驱动的蜗杆93啮合，这样就可以使第二端92在第二盘64上径向移动，从而使夹具68移动。

每个臂74都有一个螺纹部分，用来与对应的蜗杆配合，该蜗杆与其它蜗杆独立地被电机驱动。

但是，在本发明的优选实施例中，两个臂74的螺纹部分92的螺纹方向相反，它们都与一个普通螺栓93配合，该普通螺栓也具有两套相反方向的螺纹，以便保证臂74的移动是同步的。

在图10和11所示的本发明的第四实施例中，装配装置60具有至少两个平行的滚筒94和96，它们可以转动地安装在第二盘64上，它们的轴线“B”和“C”可以在一个间隔位置之间径向移动，如图10所示，在间隔位置，滚筒94、96彼此间隔设置以便当第二盘64前进的时候允许凹穴42穿过滚筒94、96之间，如图11所示，在闭合位置，滚筒94、96的轴线“B”和“C”相向移动，其中滚筒94、96转动方向相反，这样在滚筒94、96端部的圆柱形轴承面98、100使得内槽44的外边43在滚珠46的颈部52处被压平，轴承面98、100构成了夹具68并且间隔一个间隙，该间隔与凹穴的两个外边50彼此相向的程度相应。

可以理解的是，在装置60的第四实施例中，所有现有技术中公知的装置都可以用来移动滚筒的轴线“B”和“C”以及旋转滚筒94、96。

在装置60的所有实施例中，第二盘64带有多个的卷曲工具66，它们可以以相同的方式成角度的分布。

例如，装置可以包括9个卷曲工具66，如图2所示。

最后，本发明涉及一种通过如上所述的装配装置60将膜片30安装到伺服电动机10的裙部28上的方法。

本发明的方法包括：

第一步骤，膜片30被放到第一板62上；

第二步骤，通过使滚珠46插入到槽42中，从而使裙部28被放到膜片30和第一盘62上；

第三步骤，如图2、4、6、8和10所示，通过将第一盘62和第二盘64彼此相向移动到预定的相对角度位置，将卷曲工具的夹具68靠在颈部52的凹穴42的两个外边50的两侧；

第四步骤，如图5、7、9和11所示，卷曲工具66的夹具68彼此相向运动以便对位于滚珠46的颈部52上的槽44进行局部卷曲；

第五步骤，卷曲工具的夹具68分开；

至少一个第六步骤，第一盘62和第二盘64被驱动彼此旋转到另一个相对角度位置；

至少一个第七步骤，卷曲工具66的夹具68在上述另一个相对角度位置再一次靠在凹穴42的两个外边50中的任一侧，如图2、4、6、8和10所示；

至少一个第八步骤，卷曲工具66的夹具68在上述另一个相对角度位置彼此相向移动以便以对位于滚珠46的颈部52上的槽44进行局部卷曲，如图5、7、9和11所示；

倒数第二个步骤，卷曲工具66的夹具68分开，并且第一盘62和第二盘64分开；

最后一个步骤，拔出包括固定到裙部28上的膜片30的组件。

可以理解的是，该方法可以包括很多所需的第六、第七和第八步骤，以便使所有卷曲工具66在滚珠50的整个外圆周上折出凹穴42。

特别是，卷曲工具66的数量越多，第一盘62和第二盘64相向移动的次数越少。例如，使用图2所示的装置，第一盘62和第二盘64只需要相向翻转一次，两个相邻工具66的夹具之间的空隙就小于一个夹具68的宽度，这样通过只需将第一盘62和第二盘64相互翻转一次就可以在滚珠50上形成整个的凹穴42。

这样，本发明就可以将膜片30密闭地固定到一个裙部28上，并且将两个部件牢固地装配在一起。