具有弹性运动链的直线紧凑式电致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种电致动器(20)，包括具有底部(15)的壳体(35)，在所述底部(15)上固定有具有定子(22)和转子(24)的电动马达(1)，所述定子(22)具有沿径向延伸的直的齿并且具有多个线圈(23)，所述转子(24)由多个磁铁(25)形成，所述线圈(23)在平行于所述壳体(35)的底部(15)的平面中延伸，所述转子(24)在轴线垂直于所述线圈的方位的情况下由形成蜗轮(2)的小齿轮扩展，所述蜗轮(2)与平行于所述壳体(35)的底部(15)而延伸的螺纹杆(10)啮合，其特征在于，所述螺纹杆在后部由固定的滑动轴承(30a)或者固定的螺母(30)引导，所述滑动轴承(30a)或者螺母(30)刚性地连接至所述壳体(35)的罩(5)，所述蜗轮(2)的轴向端部由所述罩(5)引导，并且连接有多个线圈(23)的印刷电路(37)位于所述定子(22)与所述螺纹杆(10)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有弹性运动链的直线紧凑式电致动器
本专利技术涉及直线致动器的领域，所述直线致动器例如意在驱动移动构件，所述移动构件诸如EGR阀的阀构件，并且更普遍地诸如需要抵抗负荷、消耗最少或者甚至没有电能地保持位置的构件。具体地，意在控制排气再循环回路的阀(在英文中称作“EGRcoolerbypassvalve”，EGR冷却器旁通阀)的阀构件的致动器由将力从齿轮马达传递至待控制的构件的传动杆来控制。
技术介绍
已经安装在带有排气再循环的马达上许多年的阀通常通过气压缸控制。该致动装置具有紧凑性以及带有高水平的力的质量的优点，但其需要昂贵的气压回路以及永久运行的真空泵。当通过气压运行时，由于由真空泵产生的永久的真空而没有困难地维持阀构件的关闭位置。该真空泵在将来的汽车平台将很有可能被淘汰，并且因此基于纯电致动发现该气压缸的替代品变得重要。存在适于控制流体调节阀并且抵抗排气线的严酷环境(尤其是高温)的多种电致动器。例如，已知文献WO2014/173667，其呈现了一种电致动器，所述电致动器用于通过可以通过齿轮马达螺旋形地移动的蜗轮使构件直线地位移。所呈现的技术方案是令人关注且关系重大的，但所述文献没有详细说明如何将构件关联至该申请或者待移动的挡板。其没有提供当待控制的阀构件处于关闭位置时限制致动器的电力消耗的动机。还已知文献WO2017/068285，其呈现了用于直线致动器的另一种类型的方案，在此为没有运动转换的直接驱动致动器的形式，其尤其是具有一个或者两个稳定的行程终止位置。另外，存在许多基于机电原理(例如，压电原理，在此不详细说明)来实现稳定的位置的类似的直线致动方案。现有技术没有致动方案能够替代当前的气压方案，同时维持其紧凑性、减小的质量以及带有吸收大量气体脉冲的能力的高阻挡力的优点。这些脉冲来自非常接近处于高温(达到140℃)的所述阀的气缸，并且通过阀的阀构件的控制杆而传递。此外，现有技术没有方案提供获得这些阻挡功能而没有引起大量的电力消耗。在文献WO2017/068285中呈现的方案针对该目的是令人关注的，但由于高度非直线的力学法则并且因为它们具有较低的惯性力密度，它们不是非常可控的。另外，因为需要通过致动器中的剩余磁隙来获得，所以难以允许阀构件的密封。实际上，在该使用情况下，因此需要使磁力过大，以便克服相对于阀构件的位置的致动器的定位公差。这导致庞大且效率低的致动器。现有技术的方案因此没有全局地符合获得高惯性力密度、阀构件的密封以及相比于移动阀构件所需的消耗的无动力消耗或者低功力消耗所需要的全部功能。与用于排气再循环热交换器的该机动阀应用相关的技术问题-然而并非该应用独有的问题-在于与气压致动器方案结合但不能被本领域的电致动器方案满足的若干技术特征的结合。实际上，气体再循环交换器致动器应当结合以下全部的特征：-需要尽可能地减小其质量，以便不引起对固定有其的热交换器的损害，并且抵抗马达的强烈振动。-还需要减小其外尺寸，因为在包括提供了减小的可用空间的马达安装构造的所有不同的马达安装构造中，其必须能够替换当前的气压致动器。理想地，电致动器应当保留特别紧凑的当前使用的气压致动器的外尺寸。该紧凑性的特征为确保其没有需要修改复杂且昂贵的金属部件的风险的使用的条件，所述金属部件制成固定有所述致动器的热交换器的本体。-至少在对应于或者完全打开或者完全关闭的位置的阀的稳定位置中，其电流消耗应当是低的，甚至为零。这意味着致动器需要具有高硬度以抵抗压力脉冲来保持阀关闭，而不需要高电流。-其力密度需要是高的，从而在小空间中并且通过低电流来提供高水平的力性能。-阀致动器的传递运动学需要是不可逆的，从而过滤出在阀的阀构件处引起并且经由传递杠杆传播的气体脉冲。该不可逆性保护驱动转子免于这些重复的应力，从而确保电致动器的使用寿命。-模块化的设计需要允许位置传感器或者密封波纹管的容易的添加，而没有改变产品的形状来适应每个制造商的具体要求。现有技术因此已经产生了对于如下的电致动器的需要：所述电致动器基于具有高度运动减少因素的齿轮马达，提供期望的力密度以及不可逆特性。
技术实现思路
相比于现有技术的技术方案，根据本专利技术的技术方案提供了以下技术优点：-电驱动马达的结构是扁平的并且形成其定子的层压包装的高度是非常小的，近似5mm，导致了最小的体积和质量。-该扁平的磁结构允许替换电子控制单元以形成适于接纳位置传感器的紧凑的组件。-转子驱动在非常小的空间中具有高减速比的蜗轮减速器。部件由塑料材料制成并且具有非常减小的质量以及弹性特性。-转子通过形成与螺纹杆直接啮合的蜗轮的小齿轮而扩展。“直接啮合”在此意味着通过直接的机械接触、在蜗轮与螺纹杆之间没有媒介的啮合。-或者，运动转换装置使用平行于马达的具体结构的空间的空间，从而优化电致动器的整体紧凑型。-蜗轮的螺纹部的螺旋的螺距选择为低的，以便确保运动转换的不可逆性，并且过滤出气体脉冲以保护由塑料材料制成的减速器的齿轮以及同样由塑料材料制成的转子引导件。-在第二实施例中，多相马达的磁结构使得能够将全部线圈移动至转子轴的同一侧并且能够使转子相对于致动器壳体的几何中心偏移。以这种方式，与具有偏移轴线的蜗轮减速器的关联允许螺纹轴在致动器壳体中回到中心并且优化所述致动器的外部尺寸。-在第二实施例中，直线致动器的控制构件由与螺纹轴协作的螺母以及允许与主传递杠杆机械连接的球形末端组成，所述直线致动器的控制构件在将其连接至壳体的滑动接合中能够平移移动。该主传递杠杆在运动期间需要枢转，从而允许连接至阀的阀构件的次杠杆的旋转。直线致动器的输出构件与主杠杆的球形连接尤其是适于通过最小化次应力和摩擦来传递运动。更具体地，本专利技术涉及一种电致动器，包括具有底部的壳体，在所述底部上固定有具有定子和转子的电动马达，所述定子具有沿径向延伸的直的齿并且承载多个线圈，所述转子由多个磁铁形成，所述线圈在平行于所述壳体的底部的平面中延伸，所述转子在轴线垂直于所述线圈的方位的情况下由形成蜗轮的小齿轮扩展，所述蜗轮直接啮合平行于所述壳体的底部而延伸的螺纹杆，其特征在于，所述螺纹杆在后部由固定的滑动轴承或者固定的螺母引导，所述滑动轴承或者螺母刚性地连接至壳体罩，所述蜗轮的轴向端由所述罩引导，并且连接有多个线圈的印刷电路位于所述定子与所述螺纹杆之间。优选地，本专利技术还涉及一种包括运动链的电致动器，所述运动链至少由以下元件形成：电动马达，其驱动承载蜗轮的转子；螺纹杆、控制构件以及连接臂，所述螺纹杆根据蜗轮式转换通过所述蜗轮可旋转地移动，所述转换是不可逆的，所述螺纹杆根据从旋转运动至直线运动的转换以直线运动驱动所述控制构件，所述控制构件驱动连接臂，所述连接臂在一端驱动阀构件，所述阀构件朝向抵接在座上的行程终止位置移动，其特征在于，形成所述运动链的任何一个元件或者多个元件由在压缩或者弯曲中能够弹性变形的塑料材料制成；所述运动链的行程大于所述阀构件的行程，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致动器(20)，包括具有底部(15)的壳体(35)，在所述底部(15)上固定有具有定子(22)和转子(24)的电动马达(1)，所述定子(22)具有沿径向延伸的直的齿并且承载多个线圈(23)，所述转子(24)由多个磁铁(25)形成，所述线圈(23)在平行于所述壳体(35)的底部(15)的平面中延伸，所述转子(24)在轴线垂直于所述线圈的方位的情况下由形成蜗轮(2)的小齿轮扩展，所述蜗轮(2)直接接合平行于所述壳体(35)的底部(15)而延伸的螺纹杆(10)，其特征在于，所述螺纹杆在后部由固定的滑动轴承(30a)或者固定的螺母(30)引导，所述滑动轴承(30a)或者螺母(30)刚性地连接至所述壳体(35)，并且连接有多个线圈(23)的印刷电路(37)位于所述定子(22)与所述螺纹杆(10)之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 FR 18532451.一种电致动器(20)，包括具有底部(15)的壳体(35)，在所述底部(15)上固定有具有定子(22)和转子(24)的电动马达(1)，所述定子(22)具有沿径向延伸的直的齿并且承载多个线圈(23)，所述转子(24)由多个磁铁(25)形成，所述线圈(23)在平行于所述壳体(35)的底部(15)的平面中延伸，所述转子(24)在轴线垂直于所述线圈的方位的情况下由形成蜗轮(2)的小齿轮扩展，所述蜗轮(2)直接接合平行于所述壳体(35)的底部(15)而延伸的螺纹杆(10)，其特征在于，所述螺纹杆在后部由固定的滑动轴承(30a)或者固定的螺母(30)引导，所述滑动轴承(30a)或者螺母(30)刚性地连接至所述壳体(35)，并且连接有多个线圈(23)的印刷电路(37)位于所述定子(22)与所述螺纹杆(10)之间。


2.根据权利要求1所述的电致动器(20)，其特征在于，印刷电路板(37)位于所述定子(22)上方。


3.根据权利要求1所述的电致动器(20)，其特征在于，所述蜗轮(2)的轴向端部由所述罩(5)引导。


4.根据权利要求3所述的电致动器，其特征在于，所述滑动轴承或者螺母刚性地连接至壳体罩(5)，所述罩(5)封闭所述壳体。


5.根据权利要求1所述的电致动器(20)，其特征在于，其包括至少由以下元件形成的运动链：所述电动马达(1)，其驱动承载所述蜗轮(2)的所述转子(24)；所述螺纹杆(10)，其根据蜗轮式转换通过所述蜗轮(2)可旋转地移动，所述转换是不可逆的，所述螺纹杆(10)根据从旋转运动至直线运动的转换以直线运动驱动控制构件(32)；所述控制构件(32)，其驱动连接臂(12)；所述连接臂(12)，其在一端驱动阀构件(9)；所述阀构件(9)，其朝向抵接在座(6)上的行程终止位置移动，
其特征在于
-形成所述运动链的任何一个元件或者多个元件由在压缩或者弯曲中能够弹性变形的塑料材料制成，
-所述运动链的行程大于所述阀构件(9)的行程，使得阀构件(9)在所述行程终止位置将力施加至所述座(6)，即使所述电动马达(1)没有动力。


6.根据前面权利要求所述的电致动器，其特征在于，所述连接臂(12)或者所述控制构件(32)为球接头的形式，从而相对于所述控制构件(32)或者所述连接臂(12)分别具有至少一个自由度。


7.根据前面权利要求中的任一项所述的电致动器，其特征在于，所述螺纹杆(10)一方面与固定的螺母(30)协作，并且另...

【专利技术属性】
技术研发人员：安托万·富科，本杰明·蒂埃里，
申请(专利权)人：MMT股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH