线性致动器组件制造技术

本发明专利技术公开了一种线性致动器组件(2)，该线性致动器组件(2)包括外壳、输出轴(6)、鼻条(34)和负压装置。所述输出轴(6)限定致动器组件轴线，并且能够相对于所述外壳沿着致动器组件轴线在伸出位置和缩回位置之间移动。所述鼻条(34)可滑动地安装到所述输出轴上，并能够相对于所述输出轴在伸出位置和缩回位置之间移动。所述鼻条和所述输出轴合作限定用于容纳一定量的流体的腔室(54、56、62)，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述腔室的体积小于当所述鼻条位于所述伸出位置时的体积。负压装置能够连接于腔室，并且能够选择性地操作以降低密封体积中的压力，从而从伸出位置朝向缩回位置推动鼻条。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种线性致动器组件。自冲铆接(SPR)是一种点连接技术，其中自冲铆钉被冲头驱动进入在模具上支撑的分层工件中。模具的形状设置为当铆钉朝着模具被驱动到工件中，工件的材料塑性地变形。工件材料的这种流动引起铆钉的环形尖端向外张开，并且通过工件材料的镦粗环(upset annulus)保持密封。铆钉张开的尖端与工件的镦粗环互锁，防止铆钉的移动，或工件各层的分离。通过使用线性致动器将铆钉插入到工件中，线性致动器朝固定的工件和模具驱动冲头和铆钉，或朝固定的铆钉和冲头驱动模具和工件(前一种设置更加常见)。许多不同类型的线性致动器可以用于SPR，但是最常见的类型是液压缸或发动机驱动的致动器(更具体地，发动机驱动的电动致动器)。与诸如螺线管这样的电动致动器不同，发动机驱动的电动致动器利用传统的旋转发动机。发动机操作滚珠丝杠、丝杠或滚柱丝杠机构，从而产生输出轴的线性运动。这三种机构都遵循相同的基本格式—发动机旋转第一螺纹件，该第一螺纹件与第二螺纹件(直接或间接)啮合，第二螺纹件是输出轴的一部分。如果第一螺纹件和第二螺纹件一致旋转，则不会产生线性运动。然而，如果第一螺纹件相对于第二螺纹件旋转(例如，如果阻止第二螺纹件旋转)，则第一螺纹件的旋转会转换为第二螺纹件的线性运动。例如，丝杠机构包括与外螺纹螺丝轴直接啮合的内螺纹螺母。如果螺丝轴与发动机连接，并且螺母与输出轴连接，则螺丝轴构成第一螺纹件，螺母构成第二螺纹件。通过使用发动机旋转螺丝轴，螺母沿着螺丝轴运动，并且输出轴线性运动。上述内容也与滚珠丝杠机构相关，除了螺母和螺丝轴不直接啮合。相反，它们通过设置在它们之间的一组滚珠轴承间接啮合。相似地，
滚柱丝杠机构也遵循上述原则，但是螺丝轴和螺母通过一组螺纹滚柱间接啮合。虽然在螺纹件并排设置的情况下，存在利用第一螺纹件和第二螺纹件将旋转运动转换为线性运动的机构，但是在传统的致动器(特别是对于诸如SPR这样的高动力应用)中，第一螺纹件和第二螺构件同中心地设置。更具体地，第一螺纹件(与发动机连接)外部带有螺纹，第二螺纹件(输出轴的一部分)内部带有螺纹，第一螺纹件被容纳在第二螺纹件内。简单地说，第一螺纹件的形式为螺栓，第二螺纹件的形式为螺母。为了获得紧凑性，第二螺纹件内的空间——第一螺纹件被容纳在该空间内——伸出超出第二螺纹件，并伸出入输出轴的主体(输出轴的不由第二螺纹件组成的部分)，从而允许这两个零件更充分地嵌套。这种设置带来的一个问题是在输出轴为管状以容纳第一螺纹件的情况下，当致动器形成用于特定应用的致动器组件的一部分时，该应用所需要的外围组件(例如，下面讨论的SPR的分离弹簧和夹持弹簧)必须安装在输出轴外部。这增加了作为整体的致动器组件的尺寸。如上所述，为了使发动机驱动的致动器运行，第一螺纹件必须相对于第二螺纹件旋转。也就是说，必须限制第二螺纹件的旋转。按照惯例，这是通过在致动器的外壳前面固定一个支撑管来实现的，输出轴可以在所述外壳内运动。输出轴上设置有键，这些键容纳在支撑管中的键槽内，由此防止输出轴(以及第二螺纹件)旋转。但是，键槽以及支撑管必须至少和致动器的行程长度一样长，由此输出轴的键保持容纳在其中。这增加了组件的整体长度，使其更加笨重。在点连接操作例如SPR中，所使用的致动器组件必须包含向冲头供给紧固件(例如，自冲铆钉)的机构。按照惯例，这是通过能够相对于外壳和输出轴移动的鼻条(nose piece)实现的。鼻条支撑在伸出位置上，在该位置上，鼻条借助分离弹簧突出超出冲头的尖端。铆钉供给机构安装到鼻条上，
或者包括在鼻条中。当致动器的输出轴前进(即，朝着工件伸出)以驱动铆钉时，鼻条(或附加在它上面的组件)首先与工件接触。输出轴朝着工件的进一步伸出引起输出轴相对于鼻条向前移动，即引起鼻条相对于输出轴后移，从而压缩分离弹簧。在铆钉插入之后，随着输出轴开始缩回，分离弹簧迫使鼻条继续向前移动。因此，鼻条再次相对于输出轴向前移动。鼻条的这种往复运动被用于操作铆钉供给机构，使下一个铆钉前进到冲头前面的位置上。在某些点连接应用例如SPR中，可以通过在插入铆钉的过程中夹紧工件来改善接缝的质量。通常地，这是通过使用在鼻条上设置或安装到鼻条上的环形夹持表面实现的。夹持弹簧定位为当鼻条接近其相对于输出轴的最靠后位置时，夹持弹簧对鼻条施加额外的力，通过增加的力推动鼻条向前(从而推动夹持表面挤压在工件上)。在输出轴完成其向前移动时维持该增加的力，从而在铆钉插入时夹紧工件。由于鼻条通过分离弹簧和夹持弹簧被向前推动，当未向其施加任何力时，鼻条向前突出至可能的最大程度。这增加了致动器组件的整体长度。如果致动器组件安装到力反馈框架上，例如和模具相对，这导致在输出轴缩回时模具和鼻条尖端之间更小的间隙。反过来，这限制了能够插入间隙中的工件的尺寸。在工件太大而难以适应该间隙的情况下，唯一的选择是利用具有增加的行程长度的致动器(因此能够移动跨过较大的间隔到达模具)。这增加了所需致动器组件的整体尺寸和重量。本专利技术的一个目的是减轻或消除上述缺点中的一个，和/或提供一种改进的或替代的线性致动器组件。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种线性致动器组件，该线性致动器组件包括：外壳；输出轴，该输出轴限定致动器组件轴线，所述输出轴可以相对于所述外壳沿着所述致动器组件轴线在伸出位置和缩回位置之间移动；鼻条，该鼻条可滑动地安装到所述输出轴，并可以相对于所述输出轴在伸出位置和缩回位置之间移动；以及负压装置，其中：所述鼻条和所述输出轴合作限定用于容纳一定量的流体的腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述腔室的体积小于当所述鼻条位于所述伸出位置时的体积；所述负压装置可以连接于所述腔室；以及所述负压装置可以选择性地操作以降低密封体积中的压力，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述鼻条。例如，在致动器组件安装到与模具相对的力反馈框架上的情况下，负压装置使鼻条可以朝着缩回位置移动，从而可以允许鼻条和模具之间的间隙增大。反过来，相对于具有相同行程长度的传统致动器而言，这可以允许较大的工件插入到力反馈框架中。通过以这种方式选择性减小致动器组件轴向长度的能力而提供的紧凑性在其他情况下也是有利的，例如不使用力反馈框架的情况下。在根据本专利技术的第一个方面的结构中：所述鼻条和所述输出轴还可以合作限定用于容纳一定量的流体的附加腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述附加腔室的体积大于当所述鼻条位于所述伸出位置时的体积；所述附加腔室可连接于增压流体源，并设置为使得来自所述源的流体的引入增加所述腔室的体积，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述
鼻条。所述负压装置可以通过鼻条连接于所述腔室。所述负压装置可以通过鼻条连接于腔室是有利的，因为可以更容易接近所述鼻条，从而对作为整体的组件的设计限制较少。作为替代选择，负压装置可以通过输出轴与腔室连接，或者在其由鼻条和输出轴限定的部分之间的接头处与腔室连接。负压装置可以包括低压气体罐，在这种情况下，负压装置的操作可以包括打开罐子和腔室之间的阀门。作为替代选择，负压装置可以包括泵，例如凸轮泵、螺杆泵、活塞泵或喷射泵(例如，文丘里泵)，在这种情况下，负压装置的操作可以包括激活泵。负压装置的操作可以将鼻条推动到缩回位置，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性致动器组件，该线性致动器组件包括：外壳；输出轴，该输出轴限定致动器组件轴线，所述输出轴能够相对于所述外壳沿着所述致动器组件轴线在伸出位置和缩回位置之间移动；鼻条，该鼻条可滑动地安装到所述输出轴，并且该鼻条能够相对于所述输出轴在伸出位置和缩回位置之间移动；以及负压装置，其中：所述鼻条和所述输出轴合作限定用于容纳一定量的流体的腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述腔室的体积小于当所述鼻条位于所述伸出位置时所述腔室的体积；所述负压装置能够连接于所述腔室；并且所述负压装置能够选择性地操作以降低密封体积中的压力，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述鼻条。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 GB 1400734.8;2014.01.16 GB 1400736.3;201.一种线性致动器组件，该线性致动器组件包括：外壳；输出轴，该输出轴限定致动器组件轴线，所述输出轴能够相对于所述外壳沿着所述致动器组件轴线在伸出位置和缩回位置之间移动；鼻条，该鼻条可滑动地安装到所述输出轴，并且该鼻条能够相对于所述输出轴在伸出位置和缩回位置之间移动；以及负压装置，其中：所述鼻条和所述输出轴合作限定用于容纳一定量的流体的腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述腔室的体积小于当所述鼻条位于所述伸出位置时所述腔室的体积；所述负压装置能够连接于所述腔室；并且所述负压装置能够选择性地操作以降低密封体积中的压力，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述鼻条。2.根据权利要求1所述的线性致动器组件，其中：所述鼻条和所述输出轴还合作限定用于容纳一定量的流体的附加腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述附加腔室的体积大于当所述鼻条位于所述伸出位置时所述附加腔室的体积；并且所述附加腔室能够连接于增压流体源，并且所述附加腔室设置为使得来自所述源的流体的引入增加所述腔室的体积，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述鼻条。3.根据权利要求1或2所述的线性致动器组件，其中，所述负压装置能够通过所述鼻条连接于所述腔室。4.一种线性致动器组件，该线性致动器组件包括：外壳；输出轴，该输出轴限定致动器组件轴线，所述输出轴能够相对于所述外壳沿着所述致动器组件轴线在伸出位置和缩回位置之间移动；以及鼻条，该鼻条可滑动地安装到所述输出轴，并且该鼻条能够相对于所述输出轴在伸出位置和缩回位置之间移动，其中：所述鼻条和所述输出轴合作限定用于容纳一定量的流体的腔室，当所述鼻条位于所述缩回位置时所述腔室的体积大于当所述鼻条位于所述伸出位置时所述腔室的体积；并且所述腔室能够连接于增压流体源，并且所述腔室设置为使得来自所述源的流体的引入增加所述腔室的体积，从而从所述伸出位置朝向所述缩回位置推动所述鼻条。5.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，其中，所述腔室或所述腔室的至少一个能够选择性地被密封，从而允许所述鼻条和所述输出轴合作形成气压弹簧机构。6.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，其中，所述鼻条包括空腔，该空腔限定所述腔室或所述腔室的至少一个的一部分。7.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，其中，所述输出轴包括空腔，该空腔限定所述腔室或所述腔室的至少一个的一部分。8.根据权利要求7所述的线性致动器组件，其中，所述鼻条可滑动地
\t容纳在所述输出轴的空腔内。9.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，所述线性致动器组件还包括活塞，该活塞连接于所述输出轴并突出进入所述鼻条中的孔。10.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，所述线性致动器组件还包括弹性元件，该弹性元件定位为从所述缩回位置朝向所述伸出位置推动所述鼻条。11.根据权利要求10所述的线性致动器组件，其中，所述弹性元件位于所述腔室或所述腔室的至少一个内。12.根据前述权利要求中任意一项所述的线性致动器组件，其中：所述线性致动器组件还包括发动机，该发动机配置为相对于所述外壳旋转第一螺纹件；所述输出轴包括第二螺纹件；并且所述第一螺纹件和所述第二螺纹件的螺纹设置为直接或间接互相作用，以将所述第一螺纹件相对于所述第二螺纹件的旋转转变为所述第二螺纹件的线性运动，从而在所述伸出位置和所述缩回位置之间移动所述输出轴。13.根据权利要求12所述的线性致动器组件，其中，所述输出轴和所述外壳设置有互补的防旋转特征，所述防旋转特征配置为在正常使用过程中限制所述输出轴和所述外壳的相对旋转。14.根据权利要求13所述的线性致动器组件，其中，所述输出轴能够
\t移动到该输出轴至少部分地容纳在所述第一螺纹件内的位置。15.根据权利要求13或14所述的线性致动器组件，其中，所述输出轴能够移动到所述输出轴的所述防旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·布莱克特，W·格斯提拉，N·R·克卢，
申请(专利权)人：亨罗布有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB