<Desc/Clms Page number 1>
Elektromotorische Verstellvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromotorische Verstellvorrichtung, bei der die Drehbewegung des Rotors eines drehrichtungsbestimmt antreibbaren Elektromotors in eine axial geradlinige Schub- oder Zugbewegung einer drehgesicherten Spindelverstellstange umgewandelt wird, die mit einer durch den Elektromotor betätigtenSpindelmutter zusammenwirkt, sowie mit einer auf die Spindelmutter einwirkenden und in bezug auf den Höchstzug oder-druckeinstell-und/oder regelbaren Anbriebsmagnetanordnung, die als selbständige Baueinheit dem Rotor axial vorgeschaltet ist.
Es sind bereits Elektro-Motoren zur Erzeugung geradlinig schiebender und ziehender Bewegungen bekanntgeworden, die die schiebende und ziehende lineare Bewegung dadurch erzielen, dass der Rotor des Motors statt der üblichen Motorachse eine als Spindelmutter ausgebildete Hohlwelle aufweist. Die durch die Spindelmutter hindurchgeführte Spindel ist beiderseits des Spindelgewindes als glatte Stange ausgebildet. Um die geradlinig schiebende oder ziehende Bewegung dieser Spindel zu erreichen, ist ein Ende der glatten Spindelstange mit einer Längsnut versehen, in der ein Führungskeil gleitet, der mit der Führungsbuchse fest verbunden ist, die dieses Stangenende an dem Gehäusedurchtritt führt.
Es ist ferner bekannt, den Rotor samt Spindelmutter in dem Gehäuse längsverschieblich zu lagern und durch beiderseits des Rotors angebrachte Federpakete in der Mittellage zu halten. Übersteigt die Gegenkraft die ziehende oder drückende Kraft der Spindel, dann wird die Spindelmutter in Richtung der hemmenden Kraft im Gehäuse verschoben und das zugehörige Federpaket zusammengedrückt. Gleichzeitig betätigt die sich in Längsrichtung verschiebende Spindelmutter ein Kontaktpaar, das geöffnet wird, und damit über das zugehörige Motorschütz den Strom des Motors abschaltet, so dass dieser zum Stillstand kommt.
Diese bekannten Vorrichtungen haben aber den Nachteil, dass die Federpakete, die den Höchstdruck bestimmen, mit dem die Spindel drücken kann, in ihrer Kraft im Laufe der Zeit nachlassen, so dass damit, auf die Dauer gesehen, ein maximaler ausübbarer Druck nicht sichergestellt ist. Ausser dieser Ermüdung der Federpakete besteht weiterhin die Gefahr von Federbrüchen und somit Störungen an dieser Vorrichtung. Es wäre natürlich denkbar, die Feder nachstellbar zu machen. Dies bedeutet aber, dass die Federn innerhalb des Gehäuses angeordnet und jeweils zur Neueinstellung der Federkräfte zugänglich sein müssen. Bei den üblichen Ausführungen sind jedoch diese Federpakete schwer zugänglich.
Bei der bekannten Anordnung wird ferner der Weg durch das mit einem Anschlag versehene Spindelgewinde begrenzt. Läuft die Spindel bis in diese Stellung, dann wird das entsprechende Federpaket zusammengedrückt und der Motor abgeschaltet. Gleichzeitig ist eine mechanische Bremse angeordnet, die den Rotor samt Spindelmutter in dieser Endstellung festhalten soll, um ein Zurückwandern der Mutter auf der nunmehr in der Endstellung feststehenden Spindel zu verhindern. Nachteilig bei dieser mechanischen 3remsanordnung ist, dass eine Bremswirkung nur so lange erreicht wird, als ein Bremsdruck vorhanden ist.
Dieser Bremsdruck hört aber in dem Augenblick auf, in dem der Rotor durch den abgeschalteten Motor kein Drehmoment mehr ausübt und zum Stillstand gekommen ist.
Es kann also bei entsprechend grossem Gegendruck und genügend geringer Reibung zwischen Spindelmutter bzw. Spindelmutter-Rotor und Spindelstange geschehen, dass durch diesen Gegendruck der Rotor in entgegengesetzte Drehung versetzt wird, und die Spindelstange durch diesen Gegendruck wieder in das Gehäuse zurückgedrückt wird ; dies muss aber vermieden werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Ferner ist es nachteilig, dass die Bremse, wenn der Motor während der Verschiebebewegung willkür- lich abgeschaltet wird, überhaupt nicht wirksam werden kann, sofern der Gegendruck nicht höher ist, als der von dem Gerät maximal abgebbare Druck.
Es ist also bei der bisherigen bekannten Vorrichtung wohl möglich, die Bewegung der Spindel unter- wegs anzuhalten. Es ist aber nicht möglich, die Spindel in dieser Stellung, d. h. im Augenblick des Abschaltens des Motors, unverrückbar festzulegen, eben weil eine wirksame Bremse, die eine Verdrehung des Rotors samt Spindelmutter auf der Spindel verhindert, nicht vorhanden ist.
Überdies hat die übliche Anordnung des Rotors den Nachteil, dass die durch die Reibung zwischen Spindelmutter und Spindel erzeugte Wärme unmittelbar in die Bleche des Rotors geleitet wird, und damit zu einer unerwünschten zusätzlichen Erwärmung des Gesamtmotors führt. Diese zusätzliche unmittelbar über den Rotor dem Motor zugeführte Wärme setzt die für denMotor zulässige Schalthäufigkeit herab und begrenzt somit die Häufigkeit der Arbeitsspiele der gesamten Vorrichtung in unerwünschter Weise.
Die gegenständliche Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die die beschriebenen Nachteile nicht besitzt und die gestellten Forderungen erfüllt. Gleichzeitig soll die Vorrichtung gemäss der Erfindung einem häufig aus der Praxis kommenden Wunsch gerecht werden, nämlich die ausgeübten Schub- oder Zugkräfte regelbar zu gestalten, und sie den jeweiligen Betriebsbedingungen angleichen zu können, insbesondere beispielsweise eine grössere oder kleinere Schubkraft als Zugkraft zu erzeugen.
Von den bekannten Vorrichtungen dieser Art unterscheidet sich die Erfindung zunächst in vorteilhafter Weise dadurch, dass innerhalb eines Hauptaussengehäuses nicht nur der Elektromotor und die Antriebsma- gnet-Anordnung, sondern auch eine an sichbekannte Magnetbremse als selbständige Baueinheit vorgesehen sind, wobei alle drei Baueinheiten je für sich ein Eigengehäuse besitzen und untereinander durch axiale, seitlich angeordnete, im Hauptgehäuse gelagerte Befestigungsbolzen miteinander verbunden sind.
Dabei kann bei einer Vorrichtung dieser Art, bei der in bekannter Weise die Spindelmutter gleichachsig mit dem Rotor vor diesem angeordnet ist, sich bis in den Bereich des dem Rotor gegenüberliegenden Gehäusedeckels erstreckt und hierin gelagert ist, die Spindelmutter vorteilhaft auf ihrem Umfang den oder dieSpindelmutter-Antriebskörper tragen, die hierauf mit der Mutter auf Mitnahme kuppelbar und/oder fest auf dieser vorgesehen sind.
Gemäss der Erfindung werden hiebei die üblichen Federpakete durch die vorgeschlagene Magnetanordnung ersetzt, so dass die Zugkraft eines Magneten an Stelle der Federpakete wirksam wird. Durch Ersatz der mechanisch wirkenden Reibungsbremse durch eine ebenfalls magnetisch betätigte Bremsanordnung wird das Festhalten der Spindelmutter in jeder Stellung erreicht. Die bei der bisherigen Anordnung auftretende unerwünschte Erwärmung des Motors wird dadurch vermieden, dass die Spindelmutter nicht mehr innerhalb des Rotors angebracht ist, sondern ausserhalb des Rotors in einem getrennten Gehäuseteil untergebracht ist.
Dadurch, dass nunmehr lediglich nur noch die Spindel durch den hohlen Rotor geführt werden braucht,
EMI2.1
sers des Rotors und damit eine mögliche Verringerung des Gesamtdurchmessers des Motors. Es wird auf diese Weise durch Fortfall der zusätzlichen unmittelbaren Erwärmung des Motors eine höhere zulässige Schalthäufigkeit erreicht, die ausserdem noch gesteigert wird durch die bessere Ausnutzung des Rotorblechquerschnittes infolge Verringerung des Durchmessers der Bohrung im Rotor.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung samt ihren Vorzügen versteht sich am besten an Hand der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnungen ; u. zw. zeigen : Fig. 1 die neue Vorrichtung in einer Längsschnitt-Darstellung, Fig. 2 eine Teilschnitt-Darstellung einer weiteren Ausführungsform, und Fig. 3 eine weitere Teilschnitt-Darstellung einer dritten Ausführungsform.
Dabei ist nur im unteren Teil der Fig. 1 der Motor wiedergegeben. Dieser besteht aus dem Stator 2 mit seiner Wicklung, dem Rotor 3 und dem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 ist mit dem Statorpaket als ganzes hergestellt, wobei das Gehäuse 1 beispielsweise ausAluminiumdruckguss bestehen kann. Der Rotor 3 besitzt eine Bohrung, durch die die Spindel 18 mit dem Gewinde 18a frei hindurchtreten kann. Die RotorBleche sind durchbohrt und tragen auf beidenSeitenFlanschen 5, die bereits bei der Herstellung des RotorKörpers miteingepresst werden, und durch die die aus Aluminium bestehenden Kurzschlussringe 6 gehalten werden. An die Flanschen 5 ist einerseits der Hohlkörper'7 und auf der ändern Seite der Hohlkörper 28 angesetzt.
Die angeflanschten Hohlkörper 7 und 28 sind mit dem Rotor durch mehrere auf dem Umfang ver- : eilte durchgehende Bolzen 4 fest verbunden. Der Körper 7 stellt also die angeflanschte eine Seite der - lohlwelle des Rotors dar und ist in dem Gehäusedeckel 9 mittels der Kugellager 8 gelagert. Der Teil 10
<Desc/Clms Page number 3>
schliesst die Kugellager 8 und diese Hohlwelle 7 nach aussen ab und verhindert das Eindringen von Schmutz in das Lager. Die auf der andern Seite des Rotors liegende Hohlwelle 28 ist ebenfalls in Kugellagern 8a in einem Gehäusezwischenteil 17 gelagert. Dieser obere Gehäusedeckel 17 des Motorgehäuses stellt gleichzeitig den unteren Gehäusedeckel des anschliessenden Gehäuses dar, das durch den Deckel 19 abgeschlossen wird.
In diesem Gehäuseteil befindet sich die Magnetanordnung, die den von dem Gerät abgebbaren Druck oder Zug bestimmt und begrenzt. Der obere Gehäusedeckel 19 stellt gleichzeitig den unteren Gehäusedeckel eines weiteren Teiles dar, der durch den oberen Gehäusedeckel 13 abgeschlossen wird. Dieser Gehäuseteil enthält eine Magnetano ! dnung, die an Stelle der bereits erwähnten mechanisch wirkenden Bremsanordnung tritt.
Die Spindelmutter 11 durchdringt diese beiden Gehäuseteile, sie ist mittels der Wälzlagern 12, in dem Gehäuseflansch 13 und dem Teil 14 gelagert. Diese Wälzlager gestatten eine Längsverschiebung dieser Mutter 11. Ein aus den Teilen 14,14a, 21 und 22 bestehender rotationssymmetrischer Körper ist mittels derDruckkugellager 20 in den Gehäuseflanschen 19 und 17 gehalten. Der ringförmige Körper 21 stellt einen Ringmagneten dar, dessen Erreger die Wicklung 23 ist. Dieser Magnetring 21,23 ist mittels der Abstandsbolzen 22 mit den Scheibenkörpern 14 und 14a ebenfalls durch nicht eingezeichnete Bolzen starr verbunden. Eine als Steckachse ausgebildete Kupplung 28a verbindet den Hohl-Wellenstumpf 28 des Rotors mit diesem zusammengesetzten Teil 14,21 und 14a.
Auf der Spindelmutter 11 ist zwischen den Ringen 27,27a und 27b jeweils ein Freilauf 25 bzw. 25a angebracht. Sie haben die Eigenschaft, dass sie in einer Drehrichtung sperren, und in der entgegengesetzten Richtung keine Kraft übertragen. Der Freilauf 25 sperrt im entgegengesetzten Sinne wie der Freilauf 25a. Jeder dieser beiden Freiläufe trägt eine Eisenscheibe 24 bzw. 24a. Diese Scheiben stützen sich gegen die Ringe 27,27a und 27b durch die Drucklager 26 ab.
Der obere, zwischen den Lagerdeckeln 19 und 13 liegende Gehäuseraum enthält einen Bremsmagneten 30 mit der Magnetspule 31 und die auf der Spindelmutter durch Sicherungsringe unverschieblich und unverdrehbar festverbundene Bremsscheibe 29. Der die Erregerspule 31 tragende Magnetring 30 ist mittels der Kugeln 32 in der Nut 33 frei längsbeweglich angeordnet und wird durch gleichmässig über den Umfang verteilte Federn 34 in der Ruhelage gegen den Gehäuseflansch 13 gedrückt. Der Teil 29 trägt den mit ihm festverbundenen Ringkörper 35a, der bei der Längsbewegung der Spindelmutter 11 und damit des Teiles 29 den Kontakt 35 betätigt.
Das gesamte dreiteilige Gehäuse wird durch die gleichmässig auf dem Umfang verteilten Schraubenbolzen 15 zusammengehalten. DieseScheibenbauweise und Verwendung der Bolzen 15 gestattet eine flüssige und leichte Montage der gesamten einzelnen Teile.
Die Fig. 1 gibt den Ruhezustand der gesamten Anordnung wieder, wie er entstanden ist, nachdem die aufwärts gehende Spindel gegen eine ihre Schubkraft übersteigende Kraft angelaufen ist. Vor Erreichen dieses dargestellten Zustandes war die Eisenscheibe 24a von den Ringmagneten 21,23 angezogen, und der in dieser Drehrichtung kraftschlüssige Freilauf 25a hat die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Scheibe 24a, den Ringmagneten 21,23 und damit der Spindelmutter 11 und dem Motor hergestellt. Die Vorschubkraft der Spindel ist bestimmt durch die Anziehungskraft zwischen dem Ringmagneten 21 und der anliegenden Scheibe 24a.
Da, wie angenommen, die Gegenkraft, gegen die die Spindel gelaufen ist, grösser ist als die Anzugskraft dieses Magneten, ist die Spindel zum Stillstand gekommen, hat die Spindelmutter in entgegengesetzter Richtung bewegt und damit die Scheibe 24a gegen die Haftkraft des Magneten von dem Ringmagneten 21 abgerissen. Die Längsbewegung dieser Spindelmutter in entgegengesetzterRichtung findet ihre Begrenzung durch Anschlagen der Scheibe 24 gegen den Ringmagneten, wobei als besonderes Kennzeichen festgestellt werden muss, dass diese Scheibe 24 über den Freilauf 25 nicht kraftschlüssig mit der Spindelmutter verbunden ist, so dass über die Druckkugellager 26 lediglich die Spindelmutter zum Stillstand kommt.
Da die Scheibe 24 mit der Spindelmutter über den Freilauf 25a in dieser Drehrichtung nicht kraftschlüssig verbunden ist, kann die Scheibe 24, indem sie an den Ringmagneten 21 angezogen und von diesem gehalten wird, zusammen mit dem Rotor frei weiterlaufen, während ander- seits die Spindelmutter selbst in Ruhestellung steht.
Gleichzeitig mit der Längsverschiebung dieser Spindel wird auch über den Ringkörper 35a, der an der Scheibe 29 sitzt, der Kontakt 35 geöffnet, damit wird über das zugehörige Motorschütz der Motor stromlos und damit der Motor abgeschaltet. Gleichzeitig wird bei diesem Schaltvorgang über einen weiteren Kontakt des Motorschützes der Ringmagnet 30,31 mit Gleichstrom erregt und zieht sich gegen die Federkraft 34 an den Ringkörper 29. Da der Ringmagnet 30 zufolge der Kugelführung in der Nut 33 keine Drehung vollbringen kann, wird also die Scheibe 29 durch diesen Magneten an einer Drehung gehindert und
<Desc/Clms Page number 4>
hält somit die Spindelmutter und über dieselbe die Spindelstange in der durch die Abschaltung gegebenen Stellung fest. Es wird also ein Rücklaufen der Spindel verhindert.
Es sei erwähnt, dass die Schwungmasse der Spindelmutter gegenüber der früheren Anordnung, in der die Spindelmutter unmittelbar mit dem Rotor des Motors verbunden war, jetzt erheblich kleiner ist, so dass dadurch der Auslauf infolge der in Bewegung befindlichen Massen für die Spindel erheblich geringer ist. Der Bremsmagnet 30 braucht lediglich diese geringere Masse festhalten. Da lediglich eine Haftung des
Magneten 30 an der Scheibe 29 notwendig ist, entfällt hier im Gegensatz zu der früheren Anordnung die Notwendigkeit, einen Bremsring vorzusehen, der verschleissmindernd wirkt, da hier ein Bremsen nur durch Haftreibung zweier nicht mehr gegeneinander sich bewegender Teile bewirkt wird.
Da, wie bereits geschildert, die als Bremsmagnet 30 ausgebildete Bremsscheibe auf die Scheibe 29 durch Magnetkraft gezogen wird, wobei beide Teile gar keine oder nur eine geringfügige Drehung gegeneinander ausführen, die durch den'Stillstand der Spindel und Spindelmutter beendet wird, ergibt sich eine besonders zweckmässige Ausbildungsform der Scheiben 30 und 29, wenn die Scheiben auf den sich berührenden Seiten mit beispielsweise radial verlaufenden, korrespondierenden Erhöhungen und Vertiefungen versehen sind. Dies entspräche der Ausführungsform einer ebenen Verzahnung.
Statt dieser vielfachen Verzahnung genügen aber auch einzelne Erhöhungen und Vertiefungen. Diese Erhöhungen und Vertiefungen, die mit genügendem Spiel ausgerüstet sein können, also eine Relativverdrehung der beiden Seiten gegeneinander in etwa zulassen, verhindern-und das ist der Zweck - dass die Scheibe 29, obwohl sie von der Magnetkraft angezogen wird, sich trotz der Haftreibung auf dem Ringmagneten 30, 31 drehen kann.
Es ist einleuchtend, dass nunmehr die Haftkraft des Magneten schwächer sein kann, da die korrespondierenden Erhöhungen und Vertiefungen eine Verdrehung verhindern. Diese Verdrehung ist erst möglich, wenn der Ringmagnet stromlos geworden ist und durch die Druckfedern 34 in seine Ruhestellung gedrückt wird. Um den Entkupplungsvorgang dieser beiden Scheiben nicht durch Reibung dieser ineinandergreifenden Erhöhungen und Vertiefungen zu behindern, sind die Erhöhungen und Vertiefungen zweckmässig ähnlich wie die Zähne eines Zahnrades auszubilden, d. h. die Erhöhungen sind im Grunde stärker und zu den Spitzen konisch zulaufend, wobei die Spitzen abgeflacht sein können, wie bei einem Zahnrad, und die Vertiefungen umgekehrt.
Völlig unbedeutend ist hier im Gegensatz zu der früheren Anordnung die Zeit, die der Rotor zusammen mit dem mit ihm gekuppelten Ringkörper-Anordnung 14,21, 14a - benötigt, um zum Stillstand zu kommen. In der früheren Anordnung mussten die Federpakete und die mechanischen Bremsen dagegen die gesamte Schwungmasse des Rotors samt Spindelmutter auffangen. Als Folge davon ergab sich eine Stillsetzzeit des Verschiebevorganges, die nicht eindeutig und jeweils kurz genug sein konnte.
Die nach demErfindungsgedanken jetzt bei Überschreitung der Zug-oder Druckkraft stattfindende Trennung der mit kleinerer Masse ausgerüsteten Spindelmutter von den viel grösseren Massen des Rotors samt des mit ihm gekuppelten ringförmigen Gehäuses 14,21 und 14a erlaubt also eine viel genauere und kürzere Stillsetzzeit der Spindel, da die Hauptschwungmassen im Augenblick des Überschreitens der Höchstdruckkraft von der Spindelmutter getrennt werden und frei auslaufen können.
ImSinne der vorher über dieAusbildung desBremsmagnetsystems gemachten Ausführungen ist es vorteilhaft und stellt eine wesentliche Verbesserung der zur Kraftübertragung dienendenMagnetanordnung dar, wenn auch die beiden Scheiben 24 und 24a auf ihren dem Ringmagneten 21,23 zugekehrten Flächen und der Ringmagnet 21,23 auf seinen beiden Flächen mit gleichmässig über den Umfang verteilten Erhöhungen und Vertiefungen so ausgebildet sind, dass eine gewisse Verzahnung der jeweils angezogenen Scheibe mit dem Ringmagneten stattfindet.
Die Verzahnung verhindert eine Relativbewegung zwischen der angezogenen Scheibe und dem Ringmagneten. Auch hier wird also nur eine Anzugskraft des Magneten benötigt, die, da die Relativbewegung beider Scheiben durch die Erhöhungen und Vertiefungen unterbunden ist, verhältnismässig kleiner sein kann, als sie bei glatten Scheiben sein müsste.
Wird, wie vorher geschildert, die Schubkraft der Spindelstange durch die Gegenkraft überwunden, tritt eine Verschiebebewegung der Spindelmutter ein, und die an dem Bremsring haftende Scheibe 24a wird durch die Spindelmutter über die Druckkugellager 26 in axialer Richtung von dem Bremsring fortbewegt.
Die ähnlich wie bei einer normalen Verzahnung ausgeführten und bereits bei dem Bremssystem beschriebenen Erhöhungen und Vertiefungen bewirken, dass die dann über den Freilauf nicht kraftschlüssig) verbundene Scheibe 24, da sie eine Relativbewegung zum Ringmagneten 21,23 ohne Zwang ausführen kann, durch die Magnetkraft so angezogen wird, dass sich ebenfalls wieder Erhöhungen und Vertiefungen meinanderfügen. t
Es ist ohne weiteres einleuchtend und daher in der Fig. 1 nicht besonders dargestellt, dass die Wick-
<Desc/Clms Page number 5>
lung 23 des Ringmagneten 21 über Schleifring mit Gleichstrom versorgt werden kann.
Den für die Versor- gung dieses Ringmagneten 21 mit seiner Spule 23 und ebenso für die Versorgung des Ringmagneten 30 mit seiner Spule 31 erforderlichen Gleichstrom erhält man in einfacher Weise z. B. indemdieseSpulenzwi- schen zwei Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen werden können, wobei zwecks Erzielung des Gleich- stromes ein Vierwegtrockengleichrichter benutzt werden kann. Für diesen Fall ist angenommen, dass es sich bei dem antreibenden Motor um einen Drehstrommotor handelt. Sollte als antreibender Motor ein
Gleichstrommotor Verwendung finden, dann ist die Versorgung der Magnetspulen mit Gleichstrom sowieso gegeben. Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, dass der Motor auch ein Allstrom- oder Wechsel- strommotor sein kann.
Wird in den die Magnetspule 23 speisenden Gleichstromkreis ein Widerstand ge- schaltet, dann lässt sich durch Vergrösserung oder Verkleinerung dieses Widerstandes die Haftkraft des
Ringmagneten 21 in einfacher Weise regeln. Die Grösse dieser Haft- oder Zugkraft des Magneten ist ein unmittelbares Mass für die höchste Schub- oder Zugkraft, die die Spindel ausüben kann.
Es ergibt sich somit die Möglichkeit, durch Regelung der Magnetstromstärke die Schub- oder Zug- kraft der Spindel ebenfalls regelbar zu machen. Es versteht sich, dass diese Regelung sowohl willkürlich von Hand z. B. durch Widerstandsänderung geschehen kann, als auch durch eine automatische Regelung des Widerstandswertes. Die Regelung der Haftkraft kann also beispielsweise von dem zu bewegenden Ge- genstand her automatisch geregelt werden. Sie kann entsprechend den Möglichkeiten der Regeltechnik auch von beliebigen andern Einflüssen abhängig gemacht werden. Es ist beispielsweise auch denkbar, die- se Haftkraft in Abhängigkeit von der Stromstärke des antreibenden Motors zu regeln und mit steigender
Stromaufnahme eine beispielsweise grössere oder kleinere Haftkraft zu erreichen.
Wie aus der Beschreibung der Wirkungsweise hervorgeht, und wie man aus der Betrachtung der Fig. 1 ersehen kann, die den Augenblick wiedergibt, in dem der Gegendruck grösser als der Druck der Spindel ist, so dass die Spindel abgeschaltet wird und stehen bleibt, indem die Haftkraft der Scheibe 24a über- schritten wird, ist es nicht ohne weiteres möglich, durch nochmaliges Einschalten des Motors im gleichen
Drehsinn eine weitere Bewegung der Spindel gegen die grössere Gegendruckkraft zu erreichen. Um ein nochmaliges Anfahren der Spindel gegen diesen grösseren Gegendruck, mit dem Versuch, diesen zu über- winden, zu erreichen, ist es daher notwendig, diesen Motor zunächst in umgekehrter Richtung einzu- schalten, so dass die jetzt an dem Ringmagneten anliegende Scheibe 24 kraftschlüssig wird und die Spin- del zurückfährt.
Es ist dann notwendig, dass die Spindel so weit zurückfährt, dass sie ihren natürlichen Anschlag fin- det, der durch die Länge der Gewindespindel bedingt ist. Fährt die Spindel bis in diese Stellung und läuft sie gegen ihren Anschlag, dann wird die Scheibe 24 von dem Ringmagneten 21,23 abgedrückt, und die Scheibe 24a wird dann durch die Längsbewegung der Spindelmutter wieder zum Anliegen an den Ringmagneten gebracht. Jetzt ist es wieder möglich, den Motor in der ursprünglichen Richtung laufen und die
Spindel gegen die zu bewegende Masse anlaufen zu lassen.
Wie ohne weiteres aus der Wirkungsweise zu erkennen ist, ist dieser Fall aber nur dann vorhanden, wenn der Gegendruck der Spindel grösser ist, als der Maximaldruck, den die Spindel abnehmen kann. In allen andern Fällen, in denen der zu bewegende Gegenstand einen geringeren Druckbedarf hat, als ihn die Spindel maximal ausüben kann, ist es ohne weiteres möglich, die Spindel in jeder Stellung anzuhalten, da die Haftkraft des Magneten nicht überschritten wird. Die Spindel wird in dieser Stellung, in der sie abgeschaltet wird, dann ihrerseits durch den Bremsmagneten 30,31 festgehalten, der gegen die Ringplatte 29 gezogen wird und damit die Spindel arretiert.
In der Fig. 2 ist eine andere mögliche Ausführungsform dargestellt, die es ermöglicht, den Gegendruck elastisch abzufangen, ohne dass dies unmittelbar zu einem Abschalten des Motors bei steigendem Gegendruck führt. In der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind nicht mehr zwei ringförmig ausgebildete Teile 24 und 24a vorhanden, die mit zwei entgegengesetzt wirkenden Freilaufsperren mit der Spindelmutter verbunden sind, sondern es ist lediglich ein fest auf der Spindelmutter mittels Sicherungsringen unverschieblich und undrehbar angeordneter Teil 27 vorgesehen. Dieser Teil 27 stellt ebenfalls eine ringförmige Scheibe dar, die auf ihren Umfang verteilt beispielsweise abwechselnd Nord-und Südpole eines Dauermagnetsystems trägt.
Ihr gegenüber mit geringem Luftspalt sind ebenfalls verteilte Nordund Südpole, die entweder als Dauermagnete ausgebildet, oder einzelne Elektro-Magnete sein können.
Nach Kenntnis der Wirkungsweise der Ausführung wie sie in Fig. 1 dargestellt wird, ist es ohne weiteres verständlich, dass der Teil 27 bei Überschreiten eines gewissen Druckes, den die Spindel ausübt, sowohl die Spindelmutter, als auch das auf ihr unverschieblich und undrehbar befestigte Magnetsystem auf der Scheibe27 aus der Mittelstellung entweder nach rechts oder links, je nach der Bewegungsrichtung der Spindel, auswandert.
<Desc/Clms Page number 6>
Wandert aber die Scheibe mit den auf ihr befindlichen Magneten aus, dann wird damit der Kraftschluss zwischen dem aus den Teilen 14, 22 und dem Magnetsystem 23 gebildeten Körper, der ja mit dem Rotor in der vorbeschriebenen Weise gekuppelt ist, geschwächt. Durch diese Schwächung des Kraftschlus- seswirdauch das übertragene Drehmoment vom Motor über das System 14,23 auf die Scheibe 27 kleiner. Wandert die Scheibe 27 durch den Gegendruck in die äusserste rechte oder linke Stellung aus, dann ist das übertragene Drehmoment auf seinem geringsten Wert, und der antreibende Elektro-Motor nimmt dementsprechend eine geringe Leistung auf.
Sollte der Gegendruck durch irgendwelche Ursachen verschwinden, dann wird die Scheibe 27 wieder in ihre Mittelstellung gezogen, und die Spindel arbeitet wieder mit ihrem vollen Druck. Durch diese Anordnung gemäss Fig. 2 erhält man also eine druckelastische Spindel, die nicht erforderlich macht, dass nach Erreichen des Höchstdruckes der Motor abgeschaltet werden muss, sondern der Motor kann frei durch-
EMI6.1
der Gegendruck zu gross wird, entsprechend sich so verringern, dass der Motor nicht mehr unter seiner nor- malen Last läuft, infolgedessen also durchlaufen kann. Bei dieser Anordnung würde sich auch die in Fig. 1 dargestellte Magnetbremse 30, 31 mit der Scheibe 29 und das Kontaktpaar 35 erübrigen.
Im übrigen besteht auch bei dieser Anordnung die Möglichkeit, die Scheibe 27 und den Körper 23 miteinander zu verzahnen. Diese Verzahnung kann ebenfalls wieder mit reichlichem Spiel erfolgen und bewirkt, dass nunmehr die auf dem Aussen- und Innenumfang beider Teile angeordneten Magnete schwa- cher gehalten werden könnten, da in dieser Anordnung das Drehmoment durch die lose Verzahnung über- tragen wird.
Da sich bei Stillstand der Spindelstange die innere Scheibe 27 infolge der sich verschieben- den Spindelmutter aus dieser Verzahnung in axialer Richtung herausschiebt, wird die Verzahnung die- ser beiden Teile zweckmässig so ausgebildet, dass sie ein leichtes Abgleiten der Zähne voneinander be- wirkt, indem beispielsweise die Zähne der Scheibe 27 ballig ausgeführt werden, wogegen die Innenver- zahnung des Körpers 23 gerade Flanken besitzt (ballig und gerade in axialer Richtung gesehen). Es ist auch möglich, beispielsweise, statt der Innenverzahnung im Körper 23 Gleitkugeln vorzusehen, wie sie bereits als Teil 32 in der Nute 33 laufend dargestellt sind.
In der Fig. 3 ist schliesslich ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel dargestellt, das ebenfalls nicht auf die Anwendung von zwei entgegengesetzt sperrenden Freiläufen angewiesen ist. In dieser Aus- führungsform ist ebenfalls wieder nur eine Scheibe 27 vorgesehen, die mit der Spindelmut. cer beispiels- weise über Sicherungsringe unverschieblich und unverdrehbar verbunden ist. Diese Scheibe 27 trägt im Gegensatz zur Scheibe in der Fig. 2 jetzt auf dem Umfang verteilte Magnete, die sowohl Dauermagnete sein können als auch Elektro-Magnete, denn es ist ohne weiteres denkbar, dieser sich drehenden Scheibe über entsprechende Schleifringe den erforderlichen Gleichstrom zuzuführen.
Diese an sich mögliche und bekannteAusführungsform der Zuführung von Strom zu einem rotierenden Körper ist in der Fig. 3 der Einfachheit halber nicht gezeichnet. Es ist auch möglich, diese Scheibe 27 nur aus Weicheisen herzustellen, und die Magnete in den Teilen 14 unterzubringen. Auch diese Magnete können entweder Dauermagnete oder elektromagnetisch erregte Magnete sein, wobei auch hier wieder über besondere Schleifringe der Strom zugeführt werden muss, was ebenfalls nicht eingezeichnet ist.
Die Übertragung des Drehmomentes des angekuppelten Motors an die Teile 14,22 auf die Spindel über die Spindelmutter geschieht ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch die Haftkraft der Scheibe 27 an den Körper 14, wobei einer von beiden das Magnetsystem trägt. Ebenso wie in der Anordnung der Fig. 1 wird auch hier in der Fig. 3 bei Überschreiten eines gewissen Gegendruckes die Spindel selbst zum Stillstand kommen, und die Spindelmutter sich in Längsrichtung zurückbewegen, wobei die Scheibe 27 von dem Teil 14 abgerissen wird.
Wird im gleichen Moment durch die Längsbewegung der Spindelmutter das Kontaktpaar 35 wie in der Fig. 1 geöffnet, dann wird durch das sich öffnende Kontaktpaar in der ebenfalls vorbeschriebenen Weise der Motor im gleichen Augenblick stromlos.
Der nunmehr leer auslaufende Motor wird zum Stillstand kommen, wenn die abgerissene Ringscheibe 27 gegen den andern Teil 14 anläuft. Infolge der ziemlich hohen Übersetzung zwischen der Motordrehzahl und der Geschwindigkeit der Spindelbewegung verliert der Motor inzwischen so viel an seiner Drehzahl, dass sich die Bewegung der Scheibe 27 verlangsamt und nicht mehr mit voller Geschwindigkeit gegen den gegenüberliegenden Teil 14 aufläuft. Es ist also nicht notwendig, hier noch eine besondere, den Verschleiss vermindernde Bremse anzuordnen.
Diese Ausbildungsform gemäss Fig. 3 eignet sich insbesondere für Motoren mit geringerer Schwungkraft und kleinerer Leistung, d. h. also für Verschiebevorrichtungen der geschilderten Art mit niedrigen Drücken. Ebenso wie bei den beiden vorgeschriebenen Ausführungen, ist es auch in der Ausführung gemäss
<Desc/Clms Page number 7>
Fig. 3 möglich, die Ringscheibe 27 und die Scheiben 14 mit einer Verzahnung auszuführen, wie bereits für Fig. 1 beschrieben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromotorische Verstellvorrichtung, bei der die Drehbewegung des Rotors eines drehrichtung- bestimmt antreibbaren Elektromotors in eine axial geradlinige Schub- oder Zugbewegung einer dreige. sicherten Spindelverstellstange umgewandelt wird, die mit einer durch den Elektromotor betätigten Spin- delmutter zusammenwirkt, sowie mit einer auf die Spindelmutter einwirkenden und in bezug auf den
Höchstzug oder-druck einstell-und/oder regelbaren Antriebsmagnet-Anordnung, die als selbständige
Baueinheit dem Rotor axial vorgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Hauptaussengehäuses (1) nicht nur der Elektromotor (2,3) und die Antriebsmagnet-Anordnung (21,23), sondern auch eine an sich bekannten Magnetbremse (29, 30) als selbständige Baueinheit vorgesehen sind,
wobei alle drei Baueinheiten (2, 3 ; 21, 23 ; 29,30) je für sich ein Eigengehäuse besitzen und untereinander durch axiale, seitlich angeordnete, im Hauptgehäuse (1) gelagerte Befestigungsbolzen (15) miteinander verbun- den sind.