CZ290598B6 - Trubkový motor - Google Patents

Abstract

e en m je trubkov² motor, obsahuj c elektromotor (7) ulo en² v trubce (11), p°ipojen² ke roubov mu p°evodu se dv ma rouby s r zn²m stoup n m, a vodic h° del (2), u n j hnan² roub (1) a vodic h° del (2) le v °ad za sebou na spole n ose a tvo° jeden celek. Jsou um st ny v oto n , axi ln nepohybliv hnan matici (6) a v nepohybliv m vodic m profilu (5) p°i em elektromotor (7), hnac roub (3), hnac matice (4), vodic h° del (2) a vodic matice (5) jsou ulo eny v trubce (11), elektromotor (7) a vodic matice (5) jsou p°ipevn ny k t to trubce (11), k jej mu konci je oto n p°ipojena axi ln nepohybliv hnan matice (6), ke kter je souose p°ipevn na v²stupn trubka (13) a v n je um st n hnan² roub (1). Stoup n z vitu hnan ho roubu (1) je tak velk , e roubov² p°evod je samosvorn² vzhledem k vn j mu kroutic mu momentu. Hnan² roub (1) a vodic h° del (2) lze vyrobit z jednoho kusu tak, e zkroucen st nejm n t° hrann nebo nejm n dvoudr kov vodic h° dele (2) tvo° z rove hnan² roub (1).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká motorů, zejména elektrických motorků, uložených v trubce, s převodem vstupního rotačního pohybu na řádově podstatně pomalejší výstupní rotační pohyb, zvaných trubkové motory.

Dosavadní stav techniky

Trubkový motor, pracující se šroubovým převodem, se popisuje například v německém patentovém spise DE 31 21 136. Dosavadní stav techniky šroubových převodů vyplývá například z těchto patentových spisů: GB 857 203, DE 19 57 658, US 2 818 743 a US 4 723 453.

Známé trubkové motory používají šroubový převod, ve kterém jsou vodicí a hnací matice vyrobeny frézováním axiální a spirální drážky na trubce, přičemž vodicí a hnané trubky jsou uloženy koaxiálně.

Nevýhodou těchto provedení motorů je, že nemohou pracovat s velkými měrnými kroutícími momenty, vztaženými k průřezu převodového mechanismu. Jinak se většinou v praxi používají trubkové motory s planetovou převodovkou, které však mají stejnou nevýhodu.

Podstata vynálezu

Tyto nevýhody odstraňuje vynález, jehož podstata spočívá v tom, že trubkový motor, obsahující elektromotor uložený v trubce a připojený ke šroubovému převodu se dvěma šrouby s různým stoupáním umístěnými ve dvou otočných axiálně nepohyblivých maticích, a vodicí mechanismus, má hnaný šroub a vodicí mechanismus v řadě za sebou na společné ose, tvořící tak jeden celek a umístěné v nepohyblivém vodicím profilu a v otočné, axiálně nepohyblivé hnané matici, přičemž elektromotor, hnací šroub, hnací matice, vodicí mechanismus a vodicí profil jsou uložené v trubce, elektromotor a vodicí profil jsou připevněné k této trubce a ke konci trubky je otočně připojena axiálně nepohyblivá hnaná matice, ve které je umístěn hnaný šroub. Stoupání závitu hnaného šroubu je tak velké, že šroubový převod je samosvorný vzhledem k vnějšímu kroutícímu momentu.

Uspořádání motoru a šroubového převodu podle vynálezu umožňuje maximalizovat kroutící moment zařízení při daném průřezu trubkového motoru, protože vodicí a hnaný hřídel, vodicí mechanismus a hnaná matice vyplňují celý průřez trubky. Samosvomost hnaného šroubu zabraňuje přenosu vnějších sil na hnací hřídel a na elektromotor.

Hnaný šroub a vodicí hřídel lze vyrobit z jednoho kusu stejného průřezu, např. tří až osmihranné tyče nebo z dvou až osmidrážkové hřídele, přičemž šroub se vyrobí na části vodicí hřídele kroucením za studená nebo za tepla. Výroba hnaných šroubů tvářením na části vodicí hřídele je snadná a rychlá.

Užití tyčí standardních profilů, zejména čtvercového, umožňuje při výrobě používat dostupné materiály na výrobu šroubů a dostupné nástroje na výrobu matic protahováním nebo vystřihováním.

Vodicím mechanismem hnaného šroubu je nejméně tříhranná hřídel uložená ve vodicím profilu nebo, pro snížení třecího odporu, jím jsou nejméně dvě otočná kola, umístěná na osách připevně

- 1 CZ 290598 B6 ných u konce hnaného šroubu kolmo na podélnou osu hnaného šroubu, uložená ve vodicím profilu vytvořeném uvnitř trubky rovnoběžně s podélnou osou hnaného šroubu.

Opatření hnacího hřídele spojkou pro vyrovnávání nesouososti mezi hnacím šroubem a vodicí 5 hřídelí umožňuje zvětšit výrobní tolerance zařízení.

Použití kuličkových šroubů podstatně zvyšuje mechanickou účinnost zařízení.

Použití elektromotoru s dutou hřídelí zkracuje stavební délku zařízení. Použití převodovky 10 u elektromotoru umožňuje rozšířit převodový poměr zařízení. Použití pomocné trubky na hnané matici usnadňuje její připojení k poháněnému zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Výkresy schematicky znázorňují příklady provedení trubkového motoru podle vynálezu. Obr. 1 znázorňuje provedení s vodicím mechanismem tvořeným čtyřhrannou vodicí hřídelí, s hnacím šroubem procházejícím pomocnou trubkou as vodicím profilem tvořeným vodicí maticí. Obr. 2 20 znázorňuje provedení se čtyřdrážkovou vodicí hřídelí, avšak s kuličkovým hnacím šroubem, procházejícím dutou hřídelí motoru. Obr. 3 znázorňuje provedení také se čtyřhrannou vodicí hřídelí, s kuličkovým hnacím šroubem, procházejícím dutou hřídelí motoru as vodicím mechanismem se dvěma otočnými koly.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Na obr. 1 zahrnuje trubkový motor elektromotor 7, čtyřhrannou vodicí hřídel 2 a šroubový převod se dvěma šrouby a dvěma maticemi s různým stoupáním, přičemž hnací šroub 3 prochází pomocnou trubkou 8. Hnaný šroub 1 a vodicí hřídel 2 tvoří jeden celek tak, že zkroucená část vodicí hřídele 2 tvoří zároveň hnaný šroub 1. Vodicí hřídel 2 a hnaný šroub 1 mají přibližně 35 stejný průřez, přičemž hnací šroub 3, vodicí hřídel 2 a hnaný šroub 1 leží v řadě za sebou na společné ose a hnací matice 4, vodicí profil 5, kterým je v tomto případě kluzná matice nepohyblivě spojená s trubkou 11, a hnaná matice 6 leží rovněž v řadě za sebou na společné ose. Mezi elektromotorem 2 a hnacím šroubem 3 je umístěna převodovka 9. Elektromotor 7, hnací matice 4, hnací šroub 3, vodicí mechanismus 5, vodicí hřídel 2 a hnaná matice 6 jsou uloženy ve společ40 né trubce 11. Hnací šroub 3 je opatřen spojkou 12 pro vyrovnání nesouososti. Hnaná matice 6 je pevně spojená s výstupní trubkou 13

Funkce zařízení je následující:

Hnací šroub 3 poháněný elektromotorem 7 posouvá pomocí hnací matice 4 vodicí hřídel 2, na jejíž části je vyroben hnaný šroub 1. Při posuvu hnaného šroubu 1 hnanou maticí 6 dochází k převodu posuvného pohybu na pohyb rotační. Když je vnější kroutící moment větší než kroutící moment motoru 7, zablokuje samosvomý převod zařízení.

Rozsah otáčení je v tomto uspořádání přibližně 360°.

-2 CZ 290598 B6

Příklad 2

Na obr. 2 má trubkový motor čtyřdrážkovou vodicí hřídel, kuličkový hnací šroub 3 procházející dutou hřídelí 8 elektromotoru 7 a šroubový převod se dvěma šrouby a dvěma maticemi s různým stoupáním. Hnaný šroub 1 a vodicí hřídel 2 tvoří jeden celek tak, že zkroucená část vodicí hřídele 2 tvoří zároveň hnaný šroub 1_. Vodicí hřídel 2 a hnaný šroub 1 mají přibližně stejný průřez, přičemž hnací šroub 3, vodicí hřídel 2 a hnaný šroub 1 leží v řadě za sebou na společné ose a hnací matice 4, vodicí profil 5 a hnaná matice 6 leží také v řadě za sebou na společné ose. Hnaná matice 6 je pevně spojená s výstupní trubkou J3.

Funkce zařízení a rozsah otáčení jsou obdobné jako v příkladu 1_.

Hnací matice 4 poháněná elektromotorem 7 posouvá pomocí hnacího šroubu 3 vodicí hřídel 2, na jejíž části je vytvořen hnaný šroub 1. Při posuvu hnaného šroubu 1 hnanou maticí 6 dochází k převodu posuvného pohybu na pohyb rotační.

Příklad 3

Na obr. 3 má trubkový motor vodicí mechanismus zahrnující dvě otočná kola 14, například kuličková ložiska, upevněná na ose 10 u konce hnaného šroubu 1 kolmo na podélnou osu hnaného šroubu 1, kuličkový hnací šroub 3 procházející dutou hřídelí 8 elektromotoru 7 a šroubový převod se dvěma šrouby a dvěma maticemi s různým stoupáním. Hnaný šroub 1 a vodicí mechanismus tvoří jeden celek, přičemž hnací šroub 3, vodicí mechanismus a hnaný šroub 1 leží v řadě za sebou na společné ose a hnací matice 4, vodicí profil 5 a hnaná matice 6 leží také v řadě za sebou na společné ose. Hnaná matice 6 je pevně spojená s výstupní trubkou 13.

Vodicí mechanismus je umístěn ve vodicím profilu 5 který je vytvořen rovnoběžně s podélnou osou hnaného šroubu 1, uvnitř trubky 11 a je s trubkou 11 pevně spojen.

Funkce zařízení a rozsah otáčení jsou obdobné jako v příkladu 1.

Hnací matice 4 poháněná elektromotorem 7 posouvá pomocí hnacího šroubu 3 ve vodicím profilu 5 vodicí mechanismus tvořící jeden celek s hnaným šroubem 1. Při posuvu hnaného šroubu 1 hnanou maticí 6 dochází k převodu posuvného pohybu na pohyb rotační.

Předcházející popis ukazuje pouze tři příklady provedení trubkového motoru podle vynálezu a nepředstavuje všechny existující varianty zařízení, možné podle vynálezu.

U trubkového motoru podle vynálezu je možné, mimo jiné, obměňovat umístění vodicí matice a hřídele s umístěním hnané matice a hřídele. Ač to není pro základní funkci nezbytné, je vhodné, aby alespoň jeden převodový šroub a/nebo jedna převodová matice byly z nerezavějící oceli, popřípadě byly opatřeny kluznou vrstvou s obsahem teflonu (PTFE) nebo simíku molybdeničitého (MoS₂) a dále, aby alespoň jeden převodový šroub měl trapézový metrický závit.

Průmyslová použitelnost

Trubkový motor podle vynálezu je použitelný všude, kde je zapotřebí vratného rotačního pohybu s velkým kroutícím momentem, například pro orientaci kolektorů sluneční energie, parabolických antén satelitních přijímačů nebo pro otevírání a zavírání vrat, oken a dveří apod.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1. Trubkový motor, obsahující elektromotor uložený v trubce a připojený ke šroubovému převodu se dvěma šrouby s různým stoupáním, umístěnými ve dvou axiálně nepohyblivých otočných maticích, a vodicí mechanismus, vyznačující se tím, že hnaný šroub (1) a vodicí mechanismus hnaného šroubu (1) tvořený vodicí hřídelí (2) leží v řadě za sebou na společné ose a tvoří jeden celek a jsou umístěné v otočné, axiálně nepohyblivé hnané matici (6) a v nepohyb10 livém vodicím profilu (5), přičemž elektromotor (7), hnací šroub (3), hnací matice (4), vodicí hřídel (2) a vodicí profil (5) jsou uložené v trubce (11) a elektromotor (7) a vodicí profil (5) jsou připevněné k trubce (11) a ke konci trubky (11) je otočně připojena axiálně nepohyblivá hnaná matice (6), ve které je umístěn hnaný šroub (1), přičemž stoupání závitu hnaného šroubu (1) je tak velké, že šroubový převod je samosvomý vzhledem k vnějšímu kroutícímu momentu.
2. 2. Trubkový motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí mechanismus hnaného šroubu (1) tvoří nejméně dvě otočná kola (14), uložená na osách (10) připevněných u konce hnaného šroubu (1) kolmo na podélnou osu hnaného šroubu (1) a umístěná ve vodicím profilu (5).
3. 3. Trubkový motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí mechanismus hnaného šroubu (1) tvoří nejméně tříhranná vodicí hřídel (2) umístěná ve vodicím profilu (5) a hnaným šroubem (1) je zkroucená část vodicí hřídele (2).

   25
4. 4. Trubkový motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí mechanismus hnaného šroubu (1) tvoří nejméně dvoudrážková vodicí hřídel (2) umístěná ve vodicím profilu (5) a hnaným šroubem (1) je zkroucená část vodicí hřídele (2).
5. 5. Trubkový motor podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektromotor (7), 30 hnací matice (4), hnací šroub (3), hnaná matice (6) a vodicí profil (5) jsou uložené ve společné trubce (11).
6. 6. Trubkový motor podle nároků 1 až 5, vy z n a č uj í c í se t í m , že hnací šroub (3) je na jednom konci opatřen spojkou (12) pro vyrovnávání nesouososti mezi hnacím šroubem (3)

   35 a vodicí hřídelí (2).
7. 7. Trubkový motor podle nároků 1 až 6, vyznačující se t í m , že hnací šroub (3) je kuličkový.

   40
8. 8. Trubkový motor podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že hnací šroub (3) prochází trubkou (8), ke které je připevněna hnací matice (4).
9. 9. Zařízení podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že mezi elektromotor (7) a hnací šroub (3) je umístěna převodovka (9).
10. 10. Zařízení podle nároků 1 až 9, vy zn a č u j í c í se t í m , že k hnané matici (6) je souose připevněna výstupní trubka (13).