行星滚动传动机构和具有所述行星滚动传动机构的致动器

摘要

本发明涉及一种用于机动车辆的行星滚动传动机构和具有这种行星滚动传动机构的致动器，所述行星滚动传动机构具有由电动机转动驱动的、以轴向与壳体固定的方式容纳的具有螺纹的第一转动构件和相对于所述第一转动构件能轴向移动的、抗扭地容纳的、具有凹槽部段的第二转动构件以及以在环周上分布并且能转动的方式容纳在保持架中的行星件，所述行星件具有在第一转动构件的螺纹上滚动的螺纹段和在第二转动构件的凹槽部段上滚动的凹槽部段。为了使行星滚动传动机构和致动器匹配于沿优选的线性运动方向的改进的作用，在保持架和第二转动构件之间设置有飞轮。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的行星滚动传动机构和具有这种行星滚动传动机构的致动器，所述行星滚动传动机构具有由电动机转动驱动的、以轴向与壳体固定的方式容纳的具有螺纹的第一转动构件和相对于所述第一转动构件能轴向移动的、抗扭地容纳的、具有凹槽部段的第二转动构件以及以在环周上分布并且以能转动的方式容纳在保持架中的行星件，所述行星件具有在第一转动构件的螺纹上滚动的螺纹段和在第二转动构件的凹槽部段上滚动的凹槽部段。

背景技术

在机动车辆中，例如为了操作设置在动力传动系中的形式为离合器如摩擦离合器、双离合器、分离离合器、制动器、驻车锁止装置等的装置存在下述任务：将转动驱动借助于电动机转变成线性运动。为了解决所述任务，能够设有螺杆传动机构如滚珠丝杠驱动器、行星滚动传动机构等。在此，第一转动构件由电动机驱动并且轴向固定，而抗扭地保持的、在所述第一转动构件上借助于螺纹滚动的第二转动构件在第一转动构件转动运动的情况下轴向移动并且操作相应的装置。这种螺杆传动机构具有固定的效率。如果所述效率高，那么虽然施加少量力矩来使构造有螺杆传动机构的致动器运动，但是保持电流有时变大，使得必须施加用于保持期望位置的能量。这在如分离离合器的仅很少相对于期望位置移动的装置中是不期望的。此外，高效率能够是有风险的，因为设有高效率的致动器在停电的情况下能够执行运动，这就是说，能够离开期望的位置。如果效率是非常低的，那么相应构成的致动器虽然是自锁的，然而必须施加相应高的力矩以使致动器运动并且转动驱动的电动机的必须尺寸相应大地设计。为了将螺杆传动机构保持在期望位置上，在没有在先公开的德国专利申请10 2013 203 833.7中提出一种螺杆传动机构的锁止装置。

发明内容

本发明的目的是具有小的操作力和自保持运行的具有所述行星滚动传动机构的致动器和行星滚动传动机构的改进方案。

所述目的通过根据发明的行星滚动传动机构和具有所述行星滚动传动机构的致动器来实现。下文中提供根据本发明的行星滚动传动机构和具有所述行星滚动传动机构的致动器的有利的实施方案。

提出的行星滚动传动机构尤其设为用于机动车辆的致动器，以用于线性操作装置，例如离合器如以单离合器或双离合器的形式的摩擦离合器、例如用于接通和切断电机、驱动设施等的分离离合器、用于在变速器中换挡等的换档离合器、制动器、驻车锁止装置等。在此，设有第一转动构件，所述第一转动构件由电动机转动驱动并且借助于轴向轴承、例如深沟球轴承等例如相对于致动器的壳体轴向与壳体固定的方式被容纳，行星滚动传动机构集成到所述致动器中。第一转动构件在此具有螺纹、螺纹段等以用于建立螺纹连接部。行星滚动传动机构具有第二转动构件，所述第二转动构件以相对于第一转动构件轴向可移动并且抗扭的方式被容纳。第二转动构件具有凹槽部段以用于在没有轴向进给的情况下传递转动运动。在两个转动构件之间，以在环周上分布并且可转动的方式将行星件容纳在保持架中。行星件具有至少一个凹槽部段和至少一个螺纹段以用于建立一方面与第一转动构件的螺纹并且另一方面与第二转动构件的一个或多个凹槽部段的滚动接触。以所述方式，除了依据行星传动机构的传动之外，同时能够将转动运动转变成依据螺杆传动机构的线性运动。为了沿要操作的装置的操作方向在转速高的情况下实现小的操作力并且反向于所述操作方向实现自锁的行星传动机构，在保持架和第二转动构件之间设置有飞轮。通过以所述方式接入的飞轮，行星传动机构的设计在自保持功能方面能够尽可能自由地选择。

所提出的行星滚动传动机构的第一转动构件例如能够是轴向固定地并且可转动地设置的螺杆螺母，所述螺杆螺母由电动机转动驱动。在所述螺杆螺母之内抗扭设置的螺杆在此借助于行星件在转动驱动螺杆螺母时轴向移动。根据一个优选的实施方式，第一转动构件构成为螺杆并且第二转动构件构成为围绕螺杆设置的螺杆螺母。在此，螺杆直接与电动机的转子优选同轴地连接或者由转子一件式地形成并且由所述转子转动驱动。相对于螺杆抗扭地例如容纳在壳体上的螺杆螺母在转动驱动螺杆时轴向移动并且形成或包含或操作相应的操作设备，例如具有操作轴承的离合器分离器、液压的或静液压的操作系统的主缸的活塞等，以用于操作要线性操作的装置。

设置在保持架和第二转动构件之间的飞轮例如能够构成为棘爪飞轮、卷绕弹簧飞轮等。优选地，飞轮构成为具有夹紧体例如球、夹紧滚筒等的夹紧体飞轮在此，在保持架中在环周方向上观察在行星件之间沿周向方向设有楔形的、朝向螺杆螺母打开的凹陷部。在所述凹陷部中引入可径向在螺杆螺母的滚动轨道和保持架之间夹紧的夹紧体并且所述夹紧体借助于储能器在保持架和螺杆螺母之间的间隙中预张紧。夹紧体在保持架和螺杆螺母之间沿第一转动方向滚动，使得能够实现保持架和螺杆螺母之间的转动并且球螺纹以螺杆和螺杆螺母之间的借助于行星件设定的传动比运行。在相反的转动方向上，夹紧体锁止地接合到保持架和螺杆螺母之间，使得行星件相对于螺杆螺母抗扭地固定，使得螺杆和螺杆螺母在螺纹的所设定的斜率情况下在螺杆的螺纹和行星件的螺纹段之间相对于彼此轴向地借助于较小的并且优选自锁的传动比移动。

在一个优选的实施方案中，飞轮设置在螺杆的螺纹的轴向高度上。在此，引入保持架中的凹陷部在环周上能够与螺纹段交替或至少设置于在环周上设置的螺纹段之间。在此，此外也证实为有利的是，行星件各具有两个彼此轴向间隔的凹槽部段，在所述两个凹槽部段之间分别设置有一个螺纹段，使得凹槽部段位于螺纹段两侧。在此，螺杆螺母由两个设置在飞轮两侧、彼此抗扭地例如借助于行星滚动传动机构的壳体连接的螺母部件形成。

由行星件的螺纹段和第一转动构件、例如螺杆的螺纹形成的螺纹连接部优选构成为自锁的。通过相应地构成螺纹连接部的斜率，实现所述螺纹连接部的自锁，使得能够在没有对电动机通电的情况下保持第二转动构件相对于第一转动构件的期望的、例如预设的位置。以所述方式例如能够将压紧的摩擦离合器保持在其闭合的、传递设定的转矩的位置中，而不必激活具有提出的行星滚动传动机构的相关的致动器，例如对其通电，其中能够在操作力小进而电动机的尺寸设计成相对小的情况下设置致动器的高的传动比。

所提出的具有提出的行星滚动传动机构的致动器优选具有螺杆螺母，所述螺杆螺母借助于抗扭转装置抗扭转并且轴向可移动地安置在致动器的致动器壳体中。在此，螺杆与设置在行星传动机构的轴向延长部中的电动机的转子同轴地设置。此外，致动器能够与具有轴向可移动的活塞的主缸形成结构单元，其中活塞以能由第二转动驱动部件轴向移动的方式构成。

换言之，所述目的通过将飞轮集成到行星滚动传动机构(PWG)中来实现，使得具有行星件的保持架仅在一个方向上转动。因此，行星滚动传动机构沿一个转动方向或线性方向还作用为行星滚动传动机构并且沿另一个方向作用为螺杆螺母，由此具有行星滚动传动机构的操作系统自保持，而不必提高操作力。根据行星滚动传动机构的结构类型，那么斜率也改变。因为行星件保持静止，所以在飞轮锁定的情况下运动时螺杆斜率也是所提出的行星滚动传动机构的斜率。如果期望这种效应，那么斜率改变能够相应大地限定。如果不期望这种效应，那么行星滚动传动机构能够构造成，使得其斜率相应于螺杆斜率。在此，效率根据几何形状是相对高的。在此，斜率通过螺杆和行星件之间的运动学性质得出。沿另一个操作方向，行星滚动传动机构作用为具有明显更小的效率的螺杆螺母。在固定的行星件和螺杆之间发生摩擦运动。斜率相应于螺杆斜率。系统沿该方向——除非常极端的、不实用的螺杆斜率之外——自锁。在此，飞轮的类型是任意的。例如能够使用滚筒、夹紧体或棘轮。在一个有利的实施方式中，飞轮集成到行星件之间的空隙中。同样有利地，飞轮能够定位到保持架之上或之下。

附图说明

根据在图1至5中示出的实施例详细阐述本发明。在此示出：

图1从端侧起示出行星滚动传动机构的示意图，

图2示出行星滚动传动机构的构造方面的实施例的横截面，

图3在壳体剖开的情况下示出图2的行星滚动传动机构的侧视图，

图4在壳体剖开并且螺杆螺母隐藏的情况下示出图2的行星滚动传动机构的侧视图，并且

图5示出图2至4的行星滚动传动机构的保持架的侧视图。

具体实施方式

图1示出行星滚动传动机构1的示意图，所述行星滚动传动机构具有由没有示出的电动机转动驱动并且轴向固定地设置的第一转动构件2，所述第一转动构件在此作为螺杆3示出。围绕第一转动构件2设置有轴向移动并且抗扭设置的第二转动构件4，所述第二转动构件在此构成为螺杆螺母5。行星件6在转动构件2、4之间以在环周上分布的方式可转动地容纳在保持架7中。在此，行星件6借助于没有详细示出的螺纹段在第一转动构件的螺纹8上滚动，并且借助于没有详细示出的凹槽部段在第二转动构件4的凹槽部段9上滚动。由此，在转动驱动第一转动构件2和通过螺纹8和行星件6的螺纹段形成的螺纹连接部10时，实现将第一转动构件2的转动驱动转换成第二转动构件4的线性移动，并且通过行星件6的凹槽部段与第二转动构件4的凹槽部段9的滚动连接，在保持架7转动时实现行星级意义上的传动比。

飞轮11在第二转动构件4和保持架7之间作用，使得在第一转动构件2逆时针转动时，保持架7沿顺时针的方向转动，并且飞轮11滚过。行星滚动传动机构1在此无限制地工作。如果第一转动构件2沿顺时针的方向转动，造成保持架7逆时针转动，但是由飞轮11锁止。由此，行星件6与第二转动构件刚性连接，使得仅仍通过螺纹连接部10来设定传动比。由于总传动比减小并且螺纹连接部10的摩擦增大，行星滚动传动机构1在第一转动构件的该转动方向上是自锁的，使得保持第二转动构件4的所设定的线性位置，而不必在第一转动构件2上提供以保持的转动运动的形式的反力。

图2示出图1的行星滚动传动机构1的构造设计方案的横截面，所述行星滚动传动机构具有螺杆3和螺杆螺母5以及设置在其之间的行星件6。在图2的行星滚动传动机构1中，螺杆3被转动驱动并且螺杆螺母5抗扭地容纳在壳体18中。壳体18借助于抗扭转装置19抗扭地并且可轴向移动地容纳在具有行星滚动传动机构1等的致动器的未示出的致动器壳体中。行星件6可转动地容纳在保持架7中。在环周上与行星件6交替地，在环周方向上引入构成为夹紧体飞轮13的飞轮11(图1)的构成为楔形的凹陷部12，所述凹陷部径向向外敞开地构成。夹紧体14安置在凹陷部12中并且借助于储能器15相对于保持架7的和螺杆螺母5的滚动轨道16、17径向预张紧。在螺杆3沿顺时针方向转动运动时，行星件6进而保持架7逆时针转动，使得夹紧体14克服储能器15的作用在凹陷部12中在两个滚动轨道16、17上滚动。由此，夹紧体飞轮13滚过。在转动方向反转时，滚动轨道16、17的逆向的转动方向改变成同向的转动方向，使得夹紧体14被拉到凹陷部12的窄的区域中并且使保持架7相对于螺杆螺母5在其旋转方面相互锁止。

图3在带有抗扭转装置19的部分剖开壳体18中示出图2的行星滚动传动机构1的三维示出的侧视图。螺杆螺母5由两个轴向彼此间隔的螺母部件20形成，所述螺母部件抗扭地与壳体18连接。夹紧体飞轮13轴向设置在两个螺母部件20之间。引入到保持架7中的具有滚筒状的夹紧体14的凹陷部12在环周上与行星件6的螺纹段21交替。螺纹段随螺杆3的螺纹8滚动。

图4在没有螺杆螺母5的螺母部件20(图2)的情况下示出行星滚动传动机构1的三维示出的侧视图。由此，可见凹槽部段22，所述凹槽部段随螺杆螺母5的凹槽部段9(图1)滚动。凹槽部段22置于行星件6的螺纹段21两侧。保持架7借助于盘形弹簧23在壳体18中轴向预张紧。

图5示出图2至4的保持架7的三维侧视图，其中具有凹陷部12和用于容纳行星件6(图2)的凹部24。为了可转动地、分别在端侧容纳行星件6，在保持架7中设有支承开口25。

附图标记列表：

1   行星滚动传动机构

2   第一转动构件

3   螺杆

4   第二转动构件

5   螺杆螺母

6   行星件

7   保持架

8   螺纹

9   凹槽部段

10  螺纹连接部

11  飞轮

12  凹陷部

13  夹紧体飞轮

14  夹紧体

15  储能器

16  滚动轨道

17  滚动轨道

18  壳体

19  抗扭转装置

20  螺母部件

21  螺纹段

22  凹槽部段

23  盘形弹簧

24  凹部

25  支承开口。