具有负载传感器的致动气缸制造技术

本发明专利技术涉及一种致动气缸，其包括具有主体和前盖的壳体；安装成可相对于壳体纵向移动的致动杆；具有定子和旋转的转子轴的电动机；螺杆机构，其包括连接到致动杆的螺杆，围绕螺杆设置的转子轴，以及多个滚动元件，转子轴的旋转运动被转换成螺杆和致动杆平移的线性运动；以及至少一个轴承用于引导转子轴的旋转并相对于壳体的主体支撑转子轴。负载路径圈具有与至少一个轴承的固定部件轴向邻接的外圈部分，以及在内部连接到所述外圈部分内圈部分。负载传感器轴向夹紧在前盖和负载路径圈的内圈部分之间。

Actuating cylinder with load sensor

【技术实现步骤摘要】
具有负载传感器的致动气缸
本专利技术涉及致动气缸领域，特别涉及具有集成电动机的紧凑型机电气缸领域。
技术介绍
机电致动气缸通常包括壳体，安装成可相对于壳体纵向移动的致动杆，具有定子和转子轴的电动机，用于将电动机的转子轴的旋转运动转换成致动杆平移的线性运动的机构，以及至少一个轴承，用于引导旋转并相对于壳体支撑转子轴。这种机构可以是螺杆机构，包括设有外螺纹的螺杆，设置在螺杆周围并具有内螺纹的螺母，以及与内螺纹和外螺纹接合的多个滚动元件。所述元件可以是滚子，并且该机构是滚子螺杆型或所述元件可以是滚珠，并且该机构是滚珠螺杆型。在反向行星螺杆机构的情况下，螺母由电动机的转子的旋转运动驱动，然后螺杆通过滚动元件的中间件进行平移运动。所述螺杆连接到杆。为了引导旋转并支撑螺母，机电气缸还包括布置在螺母和壳体之间的轴承。螺母有利地是转子轴或连接到转子轴。已知在包括移动部件的组件中使用传感装置，以便分析、控制和测量所述部件的关键参数。传感装置，特别是负载传感器，由外部电源装置供电，数据传输到控制装置。对这些参数的水平和变化的了解可以量化组件效率、零件的磨损和退化，并确保更好地管理预防性维护。负载传感器必须安装在安装表面之间，然后位于特定的力传输路径上。然而，将负载传感器集成在机电致动气缸内是非常复杂的。构成部件都是旋转和/或平移运动，它们不适合于用于供电和数据传输的传感装置电缆的集成。众所周知的解决方案是在壳体和支撑转子轴的轴承的固定部件之间集成负载传感器。然而，负载传感器的尺寸与轴承尺寸直接相关，并且负载传感器可能不适用于某些应用。另一种解决方案是将负载传感器集成在连接到杆端的推管中，如EP-A1-1587205中所公开的。然而，连接到负载传感器的导线随着推管移位而移动，并且部分致动气缸需要特定和复杂的设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述困难。为此，本专利技术涉及一种致动气缸，其包括具有主体、前盖的壳体；穿过前盖的盖孔延伸并安装成可相对于壳体纵向移动的致动杆；具有定子和旋转的转子轴的电动机；螺杆机构，其包括设有外螺纹并连接到致动杆的螺杆，围绕螺杆设置并具有内螺纹的转子轴，以及多个与内螺纹和外螺纹接合的滚动元件，转子轴的旋转运动被转换成螺杆和致动杆平移的线性运动；并且包括至少一个轴承，用于引导转子轴的旋转并相对于壳体主体支撑转子轴。根据本专利技术，致动气缸还包括负载路径圈，其具有固定在壳体主体中并且与至少一个轴承的固定部件轴向邻接的外圈部分，以及在内部连接到所述外圈部分的内圈部分。致动气缸还包括负载传感器，该负载传感器被轴向夹紧并预加载在前盖和负载路径圈的内圈部分之间。根据本专利技术的有利但非强制的其他方面，这种致动可以包含以下特征中的一个或几个：-致动气缸包括至少两个轴向邻接的轴承。-所述至少一个轴承是滚动轴承，其具有固定在壳体主体的孔中的固定的外圈，固定到转子轴的外表面的旋转的内圈，以及在圈之间的至少一排滚动元件。-滚珠轴承的滚动元件是滚珠。-至少两个相邻的轴承是倾斜的滚珠轴承。-螺杆机构的滚动元件是滚子，每个滚子具有外螺纹，该滚子分别接合在螺杆和转子轴的外螺纹和内螺纹中。-螺杆机构的滚动元件分别滚珠，所述滚珠接合在螺杆和转子轴的外螺纹和内螺纹中。-壳体包括后盖。-壳体的主体包括具有向内突出的肩部的阶梯孔，至少一个轴承的固定部件被轴向夹紧在外圈部分和所述肩部之间。-外圈部分是具有孔的轴向管，致动杆穿过该孔延伸。-内圈部分从外圈部分的轴向侧径向向内延伸，所述内圈部分具有孔，致动杆穿过该孔延伸。-负载路径圈是一体形成的。-前盖包括径向盖部分，该径向盖部分设置有盖孔，致动杆穿过该盖孔延伸，负载传感器与所述径向盖部分轴向邻接。-前盖包括轴向盖凸缘，轴向盖凸缘轴向朝向壳体的主体，并牢固地固定在壳体的主体上。-前盖是一体形成的。-径向盖部分包括凹部，负载传感器布置在凹部中。-内圈部分包括凹部，负载传感器布置在凹部中。附图说明现在将结合附图解释本专利技术，作为说明性示例，而不是限制本专利技术的目的。该图是根据本专利技术的机电致动气缸的轴向剖视图。具体实施方式在该图中，紧凑型机电致动气缸(整体标记为10)沿纵向轴线X-X'延伸。致动气缸10包括壳体12，可轴向移动和与轴线X-X'同轴的致动杆14，连接到致动杆的第一端14-1的推管15，电动机16和反向的行星滚子螺旋机构18设置在壳体12内。螺杆机构18径向设置在电动机16和致动杆14之间。机构18允许电动机16的旋转运动转换成致动杆14沿轴线X-X'平移的线性运动。电动机16和螺杆机构18完全容纳在壳体12内。致动杆14穿过壳体12延伸并轴向向外突出。在所示的示例性实施例中，壳体12包括具有孔28的管状主体12-1、前盖12-2和后盖12-3，所述盖各自固定在主体12-1的一端。前盖12-2包括径向盖部分12-4和轴向盖凸缘12-5，径向盖部分12-4具有致动杆14延伸穿过的孔，轴向盖凸缘12-5从所述径向盖部分12-4的外边缘朝向主体12-1轴向延伸。轴向盖凸缘12-5有利地是阶梯状的，所述凸缘12-5的一个较小直径的部分12-6布置在主体12-1的孔28中，而所述凸缘12-5的另一较大直径部分12-7形成向外径向突出的肩部，该肩部与主体12-1轴向邻接。有利地，前盖12-2的凸缘12-5牢固地固定到主体12-1上。例如，较小直径的部分12-6包括外螺纹，孔28包括具有内螺纹的部分，所述部分12-6旋拧到孔28中。或者，前盖12-2可通过焊接、螺钉或任何其他合适的固定装置固定到主体12-1。前盖12-1有利地是一体形成的。电动机16包括固定在壳体12上的定子20和转子22。定子20固定在壳体12的主体12-1的孔28中。孔28有利地是阶梯状的并且包括向内径向突出的肩部28-1，定子朝向前轴向方向与轴肩28-1轴向邻接。转子22设置有管状转子轴24和由所述轴24支撑的多个永磁体26。转子轴24在定子20的两侧轴向延伸。电动机16可以是无刷型，或者可以是任何其他合适的类型。为了引导转子轴24旋转并相对于壳体12支撑转子轴24，致动气缸10还包括两个前滚动轴承30,32和一个后滚动轴承34。在所示的示例性实施例中，轴承30,32，34中的每个是球形轴承。可选择地，轴承可以是任何其他合适的类型，例如具有圆锥滚子或圆柱滚子。后滚动轴承34安装在壳体12的后盖12-3中。前滚动轴承30,32彼此轴向相邻并且分别包括固定的外圈30-1,32-1，旋转的内圈30-2,32-2和一排滚珠30-3,32-3。轴承30,32的固定的外圈30-1,32-1固定在壳体12的主体12-1的阶梯孔28中。轴承32的固定的外圈32-1朝向后轴向方向轴向抵靠肩部28-1。固定的外圈30-1,32-1各自包括具有外滚道的孔，该外滚道的横截面具有分别适合于滚珠30-3,32-3的凹形内轮廓。轴承30,32的旋转的内圈30-2,32-2固定在转子轴24的外表面上，所述环轴向夹在设置在转子轴24外表面上的向外径向突出的肩部24-1和固定到所述转子轴24的固定圈36之间。旋转的内圈30-2,32-2各自包括具有内滚道的外表面，内滚道的横截面分别具有适于滚珠30-3，32-3的凹形内轮廓。前滚动轴承30,32有利在O形构造中倾斜，以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致动气缸(10)，包括：‑壳体(12)，其具有主体(12‑1)和前盖(12‑2)；‑致动杆(14)，其穿过所述前盖(12‑2)的盖孔延伸并且安装成可相对于所述壳体(12)纵向移动；‑电动机(16)，其设有定子(20)和旋转的转子轴(24)；‑螺杆机构(18)，其包括设置有外螺纹(41)并连接到致动杆(14)的螺杆(40)，围绕所述螺杆(40)设置并具有内螺纹(25)的转子轴(24)，以及与所述内螺纹(25)和外螺纹(41)接合的多个滚动体(42)，所述转子轴(24)的旋转运动被转换成所述螺杆(40)和所述致动杆(14)的平移中的线性运动；以及‑至少一个轴承(30，32)，其用于引导所述转子轴(24)的旋转并相对于所述壳体(12)的主体(12‑1)支撑所述转子轴(24)；其特征在于，所述致动气缸(10)还包括：‑负载路径圈(50)，其具有外圈部分(52)和内圈部分(54)，所述外圈部分(52)固定在所述壳体的主体(12‑1)中并且与所述至少一个轴承(30)的固定部件(30‑1)轴向邻接，所述内圈部分(54)在内部连接到所述外圈部分(52)；以及‑负载传感器(60)，其被轴向夹紧并预加载在所述前盖(12‑2)和所述负载路径圈(50)的内圈部分(54)之间。...

【技术特征摘要】
2018.04.10 EP 18166514.21.一种致动气缸(10)，包括：-壳体(12)，其具有主体(12-1)和前盖(12-2)；-致动杆(14)，其穿过所述前盖(12-2)的盖孔延伸并且安装成可相对于所述壳体(12)纵向移动；-电动机(16)，其设有定子(20)和旋转的转子轴(24)；-螺杆机构(18)，其包括设置有外螺纹(41)并连接到致动杆(14)的螺杆(40)，围绕所述螺杆(40)设置并具有内螺纹(25)的转子轴(24)，以及与所述内螺纹(25)和外螺纹(41)接合的多个滚动体(42)，所述转子轴(24)的旋转运动被转换成所述螺杆(40)和所述致动杆(14)的平移中的线性运动；以及-至少一个轴承(30，32)，其用于引导所述转子轴(24)的旋转并相对于所述壳体(12)的主体(12-1)支撑所述转子轴(24)；其特征在于，所述致动气缸(10)还包括：-负载路径圈(50)，其具有外圈部分(52)和内圈部分(54)，所述外圈部分(52)固定在所述壳体的主体(12-1)中并且与所述至少一个轴承(30)的固定部件(30-1)轴向邻接，所述内圈部分(54)在内部连接到所述外圈部分(52)；以及-负载传感器(60)，其被轴向夹紧并预加载在所述前盖(12-2)和所述负载路径圈(50)的内圈部分(54)之间。2.根据权利要求1所述的致动气缸，其中所述至少一个轴承是滚动轴承(30，32)，所述滚动轴承具有：固定在所述壳体(12)的主体(12-1)的孔(28)中的固定的外圈(30-1，32-1)；固定在所述转子轴(24)的外表面上的旋转的内圈(30-2，32-2)；以及，在圈(30-1，30-2；32-1，32-2)之间的至少一排滚动元件(30-3，32-3)。3.根据权利要求2所述的致动气缸，其中所述滚动元件是滚珠(30-3，32-3)，所述致动气缸(10)包括至少两个邻接的倾斜轴承(30，32)。4.根据前述权利要求中任一项所述的致动气缸，其中所述壳体(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦特·伯诺伊特，
申请(专利权)人：斯凯孚线性驱动技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE