[发明专利]线性驱动装置

说明书

本发明涉及一种用于借助于在转换机动驱动的小齿轮的转矩的情况下可纵向移动的切向杆线性致动一种设备的伺服驱动装置，尤其适用于供暖-通风-空气调节(HLK)、防火防烟领域的活门或阀。

在30多年之前就生产出了用于供暖-通风-空气调节设备(HLK设备)执行机构机动化的电气伺服驱动装置。HLK执行机构保障了经济地调节气体或液体、尤其是空气和水的体积流量。HLK执行机构作为紧凑的单元一般不仅包括驱动装置，也包括压力传感器和调节器，所有这些都统一在一个仪器里面。

通风系统越来越多地使用在建筑物中，尤其是住宅、办公建筑、商业建筑和工业建筑中，一般它都和防火防烟装置组合使用。在通风设备中利用可回转的空气活门进行的体积流量调节起着重要的作用。体积流量通过合适的测量仪器来测量，比如说由Belimo AutomationAG，CH-8340 Hinwil制造的作为紧凑的单元由驱动装置、压力传感器和调节器构成的NMV-D2M，然后将测量值传输给电子装置。

为了使通风系统中的活门或者水管系统中的球阀运动，必须用较低功率的马达致动大面积的或者大体积的调节机构。只有用非常大的减速比才能实现精准和稳定的调节。对于活门回转或者球阀旋转一个锐角或者直角，电动机的轴需要旋转很多圈。在伺服驱动装置中将马达的经过减速的转矩转换成线性运动。

DE 10160056A1描述了由电动机致动的齿轮传动系统，它用于致动供暖、通风和空调系统的活门。马达的蜗杆形构成的轴将转矩传递给蜗杆形构成的轴，传动机构齿轮的制齿啮合在该蜗杆形构成的轴中。可旋转的第二蜗杆具有一个径向稳定单元，该径向稳定单元与光电传感器装置共同作用。整个系统与轴向不可移动的、旋转的蜗轮蜗杆传动机构对准。

US 5836205 A公开了一种带有两个可同步线性移动的齿条的伺服驱动装置，这些齿条由一个小齿轮和四个成对地与小齿轮和齿条形状配合地啮合的圆柱齿轮驱动。齿条是作为特殊制造生产出来的，它的制齿与圆柱齿轮的制齿相匹配，该系统相应比较昂贵。

本发明人的任务是提供一种开头所述类型的伺服驱动装置，其制造和运转成本低，并且应用广泛。

按照本发明，该任务的解决方法是：在伺服驱动装置中不可扭转地固定一个可按具体情况定尺剪切的、在其轴向可移动的、具有半径r的标准螺杆，小齿轮与一个同样可自由旋转地支承的驱动轮形状配合地啮合，并且构造弹性的和/或可调节的压紧机构，其使得驱动轮与标准螺杆无间隙地啮合。伺服驱动装置的特殊和改进的实施方式是从属权利要求的主题。

在市场上，标准螺杆在长度、直径、材料、齿形、螺矩和旋转方向方面有较大的选择余地。特殊螺纹比如说双头螺纹也可以作为可定尺剪切的批量产品获得。简单的标准螺杆比例如根据US 5836205专门生产的齿条价格便宜达二十倍。另外传统的齿条具有按照不同应用情况确定的长度，必须由不同类型的轴承来固定，这额外增加了成本。而根据本发明则相反，不符合使用长度的标准螺杆也可以固定在轴承上，随时可以没有困难的剪切成任何需要的尺寸。

切向移动标准螺杆的驱动轮使通过传动机构施加的转矩转换成线性运动。所以具有一件式构成的圆柱齿轮的驱动轮最好与驱动小齿轮形状配合地啮合。如果圆柱齿轮的节距等于驱动轮的节距的n倍或者1/n倍时，就可以进行毫无困难地组装，其中n＝1，2，3......。

驱动轮最好具有可以精确滚过标准螺杆的几何形状的、凸起弯曲的外壳。由此所述系统在互相压紧时也有很高的灵活性。利用螺母自锁紧的标准螺杆与根据本发明的驱动轮不会自锁紧，另外对污物较不敏感。

引入伺服驱动装置中的标准螺杆超过壳体或者底板的翻转的侧壁，并且在两侧优选具有间隙地穿过钻孔。在标准螺杆的半径r时，钻孔的半径是r+Δr。这样螺杆在横向上是柔性安装的，但有规定的横向力限制，该横向力限制根据伺服驱动装置的使用可大可小。

标准螺杆两端可以具有可松开的并且优选可调节的例如用防松螺母固定的螺母的形式的行程限制机构。利用可以拉出的带弹簧固定机构或者类似的公知的机构的开口销、利用壳体或者底板的翻转的侧壁作为止挡。

标准螺杆的防扭止动器起着重要的作用。最简单的方法就是通过把标准螺杆固定在纵向移动的设备上，该设备一般只能纵向移动而不能旋转。这优选通过可松开的方式实现，比如说与标准螺杆刚性连接的薄板或角型材。