Die Erfindung betrifft einen Schub- und Zugantrieb mit einem Antriebsmotor, der eine Rotorwelle antreibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Antrieb zu schaffen, der einfach im Aufbau und von geringer Längenausdehnung ist und eine Umsetzung der Drehung des Antriebsmotors in eine Schub- oder Zugbewegung des Abtriebsgliedes des Antriebes mit geringstmöglichem Verlust erlaubt.
Hierzu ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die hohle Rotorwelle mit einer sie durchsetzenden Kugelspindel drehfest verbunden ist, welche über einen Satz Kugeln in reibungsarmem Schraubeingriff mit einer Kugelmutter steht, die fest mit einem die Kugelspindel umgebenden, in der Rotorwelle axial verschiebbaren, undrehbaren Schubrohr verbunden ist, von dem die Antriebskraft abgenommen wird.
Die Umsetzung einer Drehbewegung in eine axiale Bewegung mit Hilfe einer Kugelspindel, die über einen Satz Kugeln in reibungsarmem Schraubeingriff mit einer Kugelmutter steht, ist an sich bekannt. Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Antrieb sind mit der Anwendung der Kugelspindel gegenüber einer herkömmlichen Gewindespindel folgende Vorteile erzielbar: - die Kraftübertragung zwischen Kugelspindel und Kugelmutter geschieht mit rein rollender Reibung, während bei Verwendung einer Gewindespindel mit selbsthemmungsfreiem Gewinde die Gewindereibung überwunden werden muss, was eine wesentlich höhere Wärmeentwicklung als bei der Kugelspindel zur Folge hat.
Da die entwickelte Wärme unmittelbar an den die Rotorwelle umgebenden Antrieb weitergeleitet wird und sich dort störend bemerkbar machen kann, stellt eine Verringerung der Wärmeentwicklung einen wesentlichen Vorteil für den Antrieb nach der Erfindung dar; - wegen der geringeren Wärmeentwicklung lässt sich mit dem Antrieb nach der Erfindung eine grössere Vorschubgeschwindigkeit erreichen; - der Wirkungsgrad einer Kugelspindel- und Mutteranordnung beträgt etwa 90 /0 gegenüber einem üblichen Gewindewirkungsgrad von 30%. Bei Aufwendung gleicher Motorkraft steht am Abtriebsglied des Antriebes gemäss der Erfindung folglich eine entsprechend grössere Kraft zur Verfügung.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Figuren zeigen Längsschnitte durch zwei Ausführungen eines Schub- und Zugantriebes gemäss der Erfindung.
Der in den Figuren teilweise dargestellte Schub- und Zugantrieb besitzt ein hohlzylindrisches Gehäuse 1, in dem die verschiedenen Bauteile und Baugruppen untergebracht sind.
Der Antriebsmotor ist als einphasiger Kondensatormotor ausgebildet und weist einen im Gehäuse 1 untergebrachten Stator 2 mit der Statorwicklung auf. Die Wicklungsköpfe 3 der Statorwicklung sind von einem nicht gezeigten Stützkörper aus Giessharz umschlossen.
Der Rotor 6 des Antriebsmotors ist auf einer hohlen Rotorwelle 7 befestigt, die über beiderseits des Rotors 6 angeordnete Radialkugellager 13, 14 im Gehäuse 1 gelagert ist.
Im Inneren dieser Rotorwelle 7 verläuft eine Kugelspindel 8 mit einer nach Art eines Gewindes schraubenlinienförmigen Nutung mit angenähert halbkreisförmigem Querschnitt am Umfang zur Aufnahme von Kugeln. Die Kugelspindel 8 ist am einen Ende über ein Verbindungsstück 4 und einen Stift 5 mit der Rotorwelle 7 drehfest und axial unverschieblich verbunden. Auf einer Verlängerung 8' der Kugelspindel 8 ist eine Bremstrommel 9 befestigt, an deren Bremsfläche 9' die Bremsbacken 10 mechanisch oder magnetisch anlegbar sind, die an einer am Gehäuse 1 gehaltenen Platte 26 abgestützt sind.
Zwischen Rotorwelle 7 und Kugelspindel 8 ist ein Schubrohr 11 angeordnet, das axial verschiebbar, aber gegen Drehbewegung gesichert ist. Im Inneren des Schubrohres 11 ist eine Kugelmutter 12 angeordnet, die drehfest mit dem Schubrohr 11 verbunden ist und eine zur Nutung der Kugelspindel 8 komplementäre Nutung am inneren Umfang aufweist. In den Nutungen von Kugelspindel 8 und -mutter 12 ist ein Satz Kugeln zur reibungsarmen Umsetzung einer Drehung der Kugelspindel 8 in eine axiale Bewegung der Kugelmutter und damit des Schubrohres 11 aufgenommen. Mit 12' ist eine Aussenkontur eines Rücklaufkanals für die Kugeln bezeichnet.
Am nicht gezeigten Ende ist das Schubrohr 11 durch eine nicht dargestellte Abdeckung des Gehäuses 1 geführt und mit dem anzutreibenden Gegenstand, z. B. dem verstellbaren Teile eines Bettes, verbunden.
Der Aussenring 15 bzw. 16 der Radialkugellager 13, 14 liegt mit seiner Mantelfläche am Wicklungskopf 3 an und wird durch diesen festgehalten.
Zwischen dem Innenring 17 bzw. 18 der Kugellager 13, 14 und dem Rotor 6 sind ringförmige Zwischenelemente 19, 20 angeordnet. Mit einer ersten Anlagefläche 19a, 20a liegen diese Zwischenelemente 19, 20 an einer ringförmigen Scheibe 21 des Rotors 6 an. Mit einer zweiten Anlagefläche 19b, 20b liegen die Zwischenelemente 9, 20 an einer Stirnfläche des Innenringes 17, 18 an. Auf der dem Rotor 6 zugekehrten Seite weisen die Zwischenelemente 19, 20 eine Ausnehmung 22, 23 auf, in der nicht gezeigte ringförmige Zentrierelemente angeordnet sind, die auf der Rotorwelle 7 aufliegen und zum Zentrieren der Zwischenelemente 19, 20 dienen, welche die Rotorwelle 7 mit Spiel umgeben.
Das Kugellager 13 liegt auf der dem Rotor 6 abgekehrten Seite mit der Stirnfläche 1 5b des Aussenringes 15 an einer ringförmigen Platte 24 an, die koaxial zur Rotorwelle 7 angeordnet ist, auf der einen Seite am Wicklungskopf 3 anliegt und auf der anderen Seite mittels eines im Gehäuse 1 eingelassenen Sicherungsringes 25 in axialer Richtung gesichert ist.
Das andere Kugellager 14 ist auf der dem Rotor abgekehrten Seite in axialer Richtung mittels einer zur Rotorwelle 7 koaxialen, ringförmigen Platte 26 gesichert. Diese Platte 26 liegt an der Stirnfläche 16b des Aussenringes 16 an und ist zwischen Wicklungskopf 3 und einem im Gehäuse 1 eingelassenen Sicherungsring 27 festgehalten.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass dem Verbindungsstück 4 zur Verbindung der Rotorwelle 7 mit der Kugelspindel 12 ein Radialkugellager 30 zugeordnet ist. Da Rotorwelle 7 und Kugelspindel 8 über Stift 5 drehfest miteinander verbunden sind, hat das Radialkugellager 30 bei dem gezeigten Beispiel nicht die Funktion der Spindellagerung, die es jedoch übernehmen kann, wenn der Antriebsmotor in Fig. 2 gesehen rechts von dem Verbindungsstück 5 vorgesehen ist.
Da die in Fig. 2 gezeigte Kugelspindel- und mutteranordnung einschliesslich des Radialkugellagers 30 als Baugruppe erhältlich ist, kann sie in unveränderter Form mit wirtschaftlichem Vorteil auch bei Verwendung der um die Kugelspindel- und -mutteranordnung herum gruppierten Antriebskonstruktion eingesetzt werden.
An der Platte 26 sind die Bremsbacken 10 mittels Schrauben 29 befestigt.
Bei Drehung der Rotorwelle 7 dreht sich die Kugelspindel 8 mit Über die Kugelmutter 12 wird das Schubrohr 11 je nach Motordrehrichtung in Richtung des Pfeiles A oder in Gegenrichtung axial verschoben. Die Axialbewegung des Schubrohres 11 kann beispielsweise zum Verstellen eines ver stellbaren Teils (Kopf- oder Fussteil) eines Bettes benützt werden. Es sind auch andere Antriebsprobleme mit dem beschriebenen Schub- und Zugantrieb lösbar.
Wie beschrieben, ist der Innenring 17, 18 der Kugellager 13, 14 axial nur an der Rotorstirnfläche abgestützt, während der Aussenring 15, 16 axial nur auf der dem Rotor abgekehrten Seite am Gehäuse 1 abgestützt ist.
Wirkt auf die Rotorwelle 7 eine von der Abtriebsseite her über das Schubrohr 11 übertragene axiale Zug- oder Druckkraft, so wird diese Kraft vom Rotor 6 über das Zwischenelement 19 bzw. 20, den Innenring 17 bzw. 18, die Lagerkugeln, den Aussenring 15 bzw. 16, die Platte 24 bzw.
26, den Sicherungsring 25 bzw. 27 auf das Gehäuse 1 und über die Befestigungsteile auf die Gehäuseabstützung übertragen. Die Bremse 9, 10 dient dazu, ein unerwünschtes Rückstellen des Antriebes durch Wirken einer Kraft, z. B. einer Gewichtskraft, an der Abtriebsseite zu verhindern.
PATENTANSPRUCH 1
Schub- und Zugantrieb mit einem Antriebsmotor, der eine Rotorwelle antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Rotorwelle (7) mit einer sie durchsetzenden Kugelspindel (8) drehfest verbunden ist, welche über einen Satz Kugeln in reibungsarmem Schraubeingriff mit einer Mutter (12) steht, die fest mit einem die Kugelspindel (8) umgebenden, in der Rotorwelle (7) axial verschiebbaren, undrehbaren Schubrohr (11) verbunden ist, von dem die Antriebskraft abgenom.
men wird.
PATENTANSPRUCH 11
Verwendung des Antriebes nach Patentanspruch I zum Bewegen eines verstellbaren Teils eines Liegemöbels.
UNTERANSPRÜCHE
1. Antrieb nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichlegt, dass die Kugelspindel (8) mi der Rotorwelle (7) über ein Verbindungsstück (4) und einen dieses und die Kugelspindel durchsetzenden Stift (5) verbunden ist.
2. Antrieb nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2, 36) ringförmig auf der Rotorwelle (7) angeordnet ist, die über axial im Abstand angeordnete Wälzlager (13, 14) an einem feststehenden Teil (3) des Antriebsmotors abgestützt ist.
3. Antrieb nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (8) den Läufer (9) einer Bremse trägt, deren Bremselemente (10) an einem ortsfesten Teil (26) des Antriebes abgestützt sind.
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