DD211768A5 - LINEAR DRIVE WITH TWO ENGINES - Google Patents
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- DD211768A5 DD211768A5 DD83254194A DD25419483A DD211768A5 DD 211768 A5 DD211768 A5 DD 211768A5 DD 83254194 A DD83254194 A DD 83254194A DD 25419483 A DD25419483 A DD 25419483A DD 211768 A5 DD211768 A5 DD 211768A5
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Abstract
Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei Motoren liegt, besteht die Aufgabe darin, einen aesthetischen, mechanisch klaren und einfachen u. daher in der Herstellung billigen Aufbau zu ermoeglichen. Die erfindungsgemaesse Linear-Antriebsvorrichtung arbeitet mit zwei Motoren (M tief 1, M tief 2), die am aeusseren Ende von zwei teleskopisch ineinander verschiebbaren, gegen Verdrehung gesicherten Geaeuseteilen (1,2) angebracht sind. Ein Motor (M tief 1) treibt ueber ein hohles Kupplungselement (3) eine Mutter (31), d. andere Motor (M tief 2) treibt eine Gewindespindel (4). Durch diesen Aufbau ist eine kompakte, in sich geschlossene Antriebsvorrichtung geschaffen.While the object of the invention is to provide a two-motor linear drive device having commercial utility and high utility value, the object is to provide an aesthetically, mechanically clear, and simple u. Therefore, in the manufacture of cheap construction to allow. The inventive linear drive device operates with two motors (M deep 1, M deep 2), which are mounted on the outer end of two telescopically movable, against rotation secured Geaeuseteilen (1,2). A motor (M deep 1) drives a nut (31) via a hollow coupling element (3), i. another motor (M deep 2) drives a threaded spindle (4). By this construction, a compact, self-contained drive device is provided.
Description
~ ' Berlin, 5. 1. 1984 AP B 65 G/254 194/5 62 903 27Berlin, January 5, 1984 AP B 65 G / 254 194/5 62 903 27
Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei MotorenLinear drive device with two motors
Die Erfindung ist vorzugsweise im Werkzeugmaschinenbau sowie in der Mikrotechnik anwendbar und betrifft eine Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei Motoren, bei der ein Motor eine Mutter, der andere Motor eine Gewindespindel antreibt. Eine solche Vorrichtung hat gegenüber einer Vorrichtung, die nur mit einem Motor arbeitet, der beispielsweise die Spindel antreibt, den Vorteil eines viel größeren Regelbereiches für die Vorschubgeschwindigkeit.The invention is preferably applicable in machine tool engineering as well as in microtechnology and relates to a linear drive device with two motors, in which one motor drives a nut, the other motor drives a threaded spindle. Such a device has the advantage of a much larger control range for the feed rate over a device that works only with a motor that drives, for example, the spindle.
Ein schleichender, sehr langsamer Vorschub läßt sich erreichen, wenn beide Motoren den gleichen Drehsinn haben, aber mit einem geringen Tourenzahl-Unterschied betrieben werden. Ein schneller Vorschub läßt sich erreichen, wenn nur ein Motor betrieben wird und der andere Motor stillsteht und schließlich läßt sich ein sehr schneller Vorschub erzielen, wenn die Motoren gegenläufig betrieben werden.A creeping, very slow feed can be achieved if both motors have the same direction of rotation, but are operated with a small difference in the number of revolutions. A fast feed can be achieved if only one motor is operated and the other motor is stationary and finally a very fast feed can be achieved when the motors are operated in opposite directions.
Charakteristik der, bekannten technischen Lösungen Characteristic of known technical solutions
lach der US-PS 2 630 022 ist eine Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei Motoren in offener Bauweise bekannt. Die Motorachsen verlaufen senkrecht zur Spindelachse und treiben die Spindel bzw. die Mutter je über ein eigenes Schneckengetriebe. Der bauliche Aufwand ist dadurch relativ groß, und es läßt sich kein sauberer kompakter Aufbau der Vorrichtung erzielen· In der Patentschrift wird die Verwendung des An-According to US-PS 2,630,022 a linear drive device with two motors in open design is known. The motor axes run perpendicular to the spindle axis and drive the spindle or the nut each via its own worm gear. The structural complexity is therefore relatively large, and it is not possible to achieve a clean, compact construction of the device.
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triebes in Flugzeugen vorgeschlagen, wobei als besonderer Yorteil hervorgehoben wird, daß der Antrieb auch' noch betriebsfähig bleibt, wenn einer der beiden Motoren ausfällt. Dies trifft natürlich für alle derartige Linear-Antriebsvorrichtungen zu, wenn diese mit zwei Motoren betrieben werden·propelled in aircraft, which is emphasized as a special Yorteil that the drive 'still operable if one of the two motors fails. This of course applies to all such linear drive devices when operated with two motors ·
Die US-PS 2 481 477 zeigt eine zweimotorige Linear-Antriebsvorrichtung auf, bei der ein Motor die Spindel direkt antreibt. Der Motor, der die Mutter antreibt, liegt neben der Spindel und treibt die Mutter über ein Zahnradgetriebe an·US-PS 2 481 477 shows a twin-motor linear drive device in which a motor drives the spindle directly. The motor that drives the nut is located next to the spindle and drives the nut via a gear transmission
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei Motoren·The aim of the invention is to provide an economically usable and high utility value linear drive device with two motors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linear-Antriebsvorrichtung mit zwei Motoren zu schaffen, die einen ästhetischen, mechanisch klaren und einfachen und daher in der Herstellung billigen Aufbau aufweist.The invention has for its object to provide a linear drive device with two motors, which has an aesthetic, mechanically clear and simple and therefore inexpensive to manufacture.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Motoren am äußeren Ende von zwei teleskopisch ineinander verschiebbaren, gegen Verdrehung um ihre Achse gesicherten rohrförmigen Gehäuseteilen angebracht sind und daß die Mutter und die Gewindespindel im Innern dieser Gehäuseteile angeordnet sind.The invention solves this problem in that the motors are mounted at the outer end of two telescopically movable, secured against rotation about its axis tubular housing parts and that the nut and the threaded spindle are arranged in the interior of these housing parts.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Welle desIn a further embodiment, it is provided that the shaft of
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Motors, der die Mutter antreibt, mit einem hohlen Kupplungselement verbunden ist, in dem die Lagerbuchse der Gewindespindel drehbar-verschiebbar gelagert ist« Vorteilhafterweise sind die beiden Motoren in axialer Ausrichtung zur Achse der Gewindespindel auf den Gehäuseteilen angeordnet und direkt mit der Gewindespindel bzw, mit dem hohlen Kupplungselement verbunden.Motor, which drives the nut, is connected to a hollow coupling element, in which the bearing bush of the threaded spindle is rotatably-slidably mounted "Advantageously, the two motors are arranged in axial alignment with the axis of the threaded spindle on the housing parts and directly with the threaded spindle or, with connected to the hollow coupling element.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gewindespindel und das hohle Kupplungselement je für sich in den Gehäuseteilen axial und radial spielfrei gelagert sind und je über ein am äußeren Snde der Gehäuseteile angeordnetes Zwischengetriebe von den Motoren antreibbar sind· Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch, wenn die Zwischengetriebe einen sehr geringen, aber genau definierten Unterschied ihres Übersetzungsverhältnisses aufweisen. Vorzugsweise sind die verwendeten Motoren Schrittmotoren, wobei es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, daß mindestens der eine der verwendeten Motoren ein Schrittmotor ist· Bei Verwendung von zwei Schrittmotoren ist es vorteilhaft, wenn sie die gleiche Schrittzahl pro Umdrehung aufweisen· In einigen Fällen ist es aber auch vorteilhaft, wenn die Schrittmotoren unterschiedliche Schrittzahlen pro Umdrehung aufweisen· Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, einen Schrittmotor und einen im Stillstand gebremsten Motor vorzusehen«,According to a further feature of the invention, it is provided that the threaded spindle and the hollow coupling element are mounted axially and radially free of play in the housing parts and are each driven via a arranged on the outer Snde of the housing parts intermediate gear from the motors · Advantageous in this context even if the intermediate gears have a very small but well-defined difference in their transmission ratio. Preferably, the motors used are stepping motors, and in the context of the invention it is also possible for at least one of the motors used to be a stepper motor. When two stepper motors are used, it is advantageous if they have the same number of steps per revolution but it is also advantageous if the stepper motors have different number of steps per revolution · According to a further feature of the invention, it is possible to provide a stepper motor and a motor braked at a standstill «,
Im Sinne der Erfindung ist weiterhin, daß die oben genannten Zwischengetriebe spielfreie Zahnriemengetriebe sind» Vorteilhaft können als Zwischengetriebe auch Zahnradgetriebe eingesetzt werden*In the context of the invention is further that the above-mentioned intermediate gear backlash-free toothed belt transmission are »Advantageously can be used as an intermediate gear and gear transmission *
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das hohle Kupplungselement an seinem, dem Motor abgewendeten Ende glockenförmig erweitert ist und daß in diesem Ende eine Kugel-Umlaufmutter angeordnet ist* Zweckmäßig ist weiterhin, wenn die beiden teleskopisch ineinander verschiebbaren Gehäuseteile durch mindestens eine im äußeren Rohr innen angebrachte Längsnut und mindestens eine außen am inneren Rohr angeordnete Paßfeder gegen Verdrehung gesichert sind· Vorteilhaft ist es aber auch, wenn die beiden teleskopisch ineinander verschiebbaren Gehäuseteile durch eine Vielzahl von außen am inneren Rohr und eine entsprechende Anzahl von innen am äußeren Rohr angebrachten Längsnuten gegen Verdrehung gesichert sind»According to another feature of the invention it is provided that the hollow coupling element is widened bell-shaped at its end facing away from the motor and that in this end a ball-nut is arranged * It is expedient if the two telescopically movable housing parts by at least one in the It is also advantageous if the two telescopically movable housing parts mounted by a plurality of outside of the inner tube and a corresponding number of the inside of the outer tube Longitudinal grooves are secured against rotation »
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die beiden teleskopisch ineinander verschiebbaren Gehäuseteile mit innen im äußeren Rohr und außen am inneren Rohr angebrachte Laufbahnen bildende Längsnuten versehen sind, in denen sich Kugeln befinden, welche die Rohre gegen Verdrehung sichern· Als vorteilhaft hat es sich aber ebenfalls gezeigt, wenn die beiden teleskopisch ineinander verschiebbaren Gehäuseteile ein polygonales Querschnittsprofil aufweisen· Zweckmäßig ist es schließlich auch, wenn das freie Ende des äußeren Gehäuseteiles durch ein verschiebbares, ringförmiges Dichtungselement gegen das innere Rohr abgedichtet ist»Another feature of the invention is that the two telescopically movable housing parts are provided with inside mounted in the outer tube and the outside of the inner tube raceways forming longitudinal grooves in which balls are located, which secure the tubes against rotation · It has been beneficial but also shown when the two telescopically movable housing parts have a polygonal cross-sectional profile Finally, it is expedient if the free end of the outer housing part is sealed by a displaceable, annular sealing element against the inner tube.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments. In the accompanying drawings
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Pig· 1: einen Längsschnitt durch eine Linear-Antriebsvorrichtung,Pig. 1: a longitudinal section through a linear drive device,
Pig» 2: die Kugel-Umlaufmutter mit einem Teil einer Spindel nach Pig· 3 in Seitenansicht,Pig »2: the ball nut with a part of a spindle after Pig · 3 in side view,
Pig. 3: einen Schnitt längs der Linie HI-III in Pig« 1,Pig. 3: a section along the line HI-III in Pig «1,
Pig* 4: einen Schnitt durch die teleskopisch ineinander schiebbaren Gehäuseteile, die mit Hut und Paßfeder gegen Verdrehung gesichert sind,Pig * 4: a section through the telescopically telescoping housing parts, which are secured against twisting with hat and feather key,
Pig. 5Pig. 5
und 6: Varianten zu Pig· 4»and 6: Variants for Pig · 4 »
Pig. T: eine schematische Darstellung einer Linear-Antriebsvorrichtung für estrem langsamen Vorschub oder extrem kleine Vorschubschritte.Pig. T: a schematic representation of a linear drive device for estrem slow advance or extremely small feed steps.
Die Linear-Antriebsvorrichtung umfaßt zwei teleskopisch ineinander verschiebbare, rohrförmige Gehäuseteile 1 und 2, deren äußere Enden 11, 21 verstärkt sind.The linear drive device comprises two telescopically displaceable, tubular housing parts 1 and 2, whose outer ends 11, 21 are reinforced.
An diesen verstärkten Enden 11, 21 ist jeweils ein Motor M- bzw· M2 befestigt· Die Lagerbüchse 22 auf dem inneren Gehäuseteil 2 und die im äußeren Gehäuseteil 1 angebrachte Lagerbüchse 12 sorgen für eine exakte Führung·At each of these reinforced ends 11, 21, a motor M or M 2 is fastened. The bearing bush 22 on the inner housing part 2 and the bearing bush 12 mounted in the outer housing part 1 ensure precise guidance.
An den verstärkten Enden 11, 21 sind Zapfen 13» 23 angebracht, mit deren Hilfe die Antriebsvorrichtung mit den von ihr zu betätigenden Teilen verbindbar ist«,At the reinforced ends 11, 21 are pins 13 "23 attached, by means of which the drive device with the parts to be actuated by her is connectable,
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In Pig» 3 ist dargestellt, daß das verstärkte Ende 21 mit Ausnehmungen 24 versehen ist, in denen Innensechskantschrauben 25 Platz finden, mit denen der Motor H2 auf dem Rohrende befestigt ist. Der Motor IiL ist von im Innern des rohrförmigen Gehäuseteils 1 angebrachten Schrauben (die nicht dargestellt sind, um die Zeichnung nicht zu überlasten) am verstärkten Ende 11 befestigt* Die Motorflansche beider Motoren IL und Mp haben einen Bund 16 bzw* 26, mit dem sie im verstärkten Gehäuseende 11 bzw« 21 genau zentriert sind»In Fig. 3, it is shown that the reinforced end 21 is provided with recesses 24 in which there are space for socket head screws 25 with which the motor H 2 is mounted on the pipe end. The motor IiL is fixed to the reinforced end 11 by screws (not shown to overload the drawing) inside the tubular housing part 1 *. The motor flanges of both motors IL and Mp have a collar 16 and 26, respectively, with which they are mounted in the reinforced housing end 11 or «21 are exactly centered»
Die Gehäuseteile 1 und 2 müssen zusätzlich gegen Verdrehung gesichert sein* In Fig* 4 ist hierfür eine Lösung dargestellt, bei der im äußeren Gehäuseteil 1 zwei Längsnuten angebracht sind und im inneren Gehäuseteil 2 zwei als Schiebekeile ausgebildete Paßfedern 200 eingelassen sind*The housing parts 1 and 2 must be additionally secured against rotation * in Fig * 4 for this purpose a solution is shown, in which two longitudinal grooves are mounted in the outer housing part 1 and in the inner housing part 2 formed as sliding wedges keyways 200 *
Die Pig* 5 und 6 zeigen andere Lösungen* Bei der Lösung nach Pig* 5 sind im äußeren Gehäuseteil 1' und im inneren Gehäuseteil 2f parallel zur Rohrachse verlaufende Laufbahnen ange-. bracht, in denen Kugeln 201 laufen. Eine solche Führung ist präzise und trotzdem leichtgängig*The Pig * 5 and 6 show other solutions * In the solution according to Pig * 5 in the outer housing part 1 'and in the inner housing part 2 f parallel to the pipe axis running tracks ange-. brought in which balls 201 run. Such a leadership is precise and yet smooth *
In Pig* 6 ist der äußere Gehäuseteil 1" mit einer Anzahl Längsnuten versehen, die eine Art Innenverzahnung 202 bilden* Der innere Gehäuseteil 2" ist mit einer entsprechenden Außenverzahnung 203 versehen* Eine solche Führung kann große Kräfte aufnehmen*In Pig * 6, the outer housing part 1 "is provided with a number of longitudinal grooves which form a kind of internal toothing 202 * The inner housing part 2" is provided with a corresponding external toothing 203 * Such a guide can absorb large forces *
Statt runde, teleskopisch ineinander schiebbare Gehäuseteile zu verwenden, können die Gehäuseteile 1 und 2 auch ein polygonales Querschnittsprofil, beispielsweise ein viereckigesInstead of using round, telescopically insertable housing parts, the housing parts 1 and 2 can also have a polygonal cross-sectional profile, for example a quadrangular one
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oder sechseckiges Profil aufweisen» Dadurch erübrigen sich besondere Mittel zur Sicherung gegen Verdrehung,or hexagonal profile »This eliminates the need for special means to prevent rotation,
Der Motor !/L treibt mittels eines hohlen Kupplungselementes 3 eine Kugel-Umlaufmutter 31· Ein Ende 32. des Kupplungselementes 3 ist mit der Welle des Motors M^ verbunden und das andere Ende 33 ist glockenförmig erweitert, damit die Kugelumlaufmutter 31 darin Platz findet» Sie ist in dieses Ende eingepreßt, durch eine Paßfeder 34 gegen Verdrehung und durch einen Sicherungsring 35 zusätzlich gegen Verschiebung gesichert. Im zwischen den beiden Enden 32, 33 liegenden rohrförmigen Teil 36 ist das Ende einer Gewindespindel 4 verschiebbar und drehbar gelagert.The motor! / L drives by means of a hollow coupling element 3 a ball-nut 31 · An end 32. of the coupling element 3 is connected to the shaft of the motor M ^ and the other end 33 is bell-shaped widened so that the ball nut 31 fits into it » It is pressed into this end, additionally secured against displacement by a feather key 34 against rotation and by a securing ring 35. In lying between the two ends 32, 33 tubular member 36, the end of a threaded spindle 4 is slidably and rotatably mounted.
Der Motor Mp treibt die Gewindespindel 4· Dazu ist die Welle des Motors M2 mittels einer Kupplungsbüchse 41 mit einem Ende der Gewindespindel 4 verbunden. Die Gewindespindel 4 hat ein den Kugeln der Kugelumlauf-Mutter 31 entsprechendes Gewinde (Pig, 2), Das freie Ende der Gewindespindel 4 ist mit einer auf dem Spindelende drehbaren Lagerbuchse 42 versehen, die durch einen Sicherungsring 43 axial gehalten ist· Der Außendurchmesser der lagerbuchse 42 ist so dimensioniert, daß sie gleitend im rohrförmigen Teil 36 des Kupplungselementes 3 verschiebbar ist. Diese zusätzliche Lagerung am freien Ende der Gewindespindel 4 ist sehr wichtig, da sie ein Schwingen der Gewindespindel 4 bei hohen Tourenzahlen verhindert·The motor Mp drives the threaded spindle 4. For this purpose, the shaft of the motor M 2 is connected to one end of the threaded spindle 4 by means of a coupling bush 41. The threaded spindle 4 has a thread corresponding to the balls of the recirculating ball nut (Pig, 2). The free end of the threaded spindle 4 is provided with a bearing bush 42 which is rotatable on the spindle end and is held axially by a securing ring 43. The outer diameter of the bearing bush 42 is dimensioned so that it is sliding in the tubular part 36 of the coupling element 3 slidably. This additional bearing at the free end of the threaded spindle 4 is very important, since it prevents a swinging of the threaded spindle 4 at high numbers of revolutions.
Im Betrieb kann man mit einem oder mit beiden Motoren M^ und 1&2 arbeiten* Je nachdem läßt sich ein schleichender, ein mittlerer oder ein sehr rascher Vorschub erzielen. Unter Vorschub ist sowohl eine Vergrößerung des AbStandes χ (Pig.1)In operation, you can work with one or both motors M ^ and 1 & 2 * Depending on a creeping, a medium or a very fast feed can be achieved. Under feed is both an increase of the distance χ (Pig.1)
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als eine Verringerung zu verstehen» Beispielsweise ist es möglich, den Vorschub in Richtung Vergrößerung des Abstandes χ schleichend (durch Betrieb beider Motoren, aber mit geringer Tourenzahldifferenz) und den Vorschub in entgegengesetzter Richtung sehr rasch (durch Betrieb beider Motoren mit entgegengesetzter Drehrichtung) auszuführen« Dies wurde bereits in der Einleitung erwähnt·to be understood as a reduction "For example, it is possible to make the advance in the direction of increasing the distance χ creeping (by operating both motors but with a small number of revolutions) and the feed in the opposite direction very rapidly (by operating both motors in the opposite direction of rotation)« This has already been mentioned in the introduction ·
Die Lagerbüchsen 12, 22 der Gehäuseteile 1 und 2, die Länge der Gewindespindel 4 und die axiale Länge der Kugel-Umlaufmutter 31 begrenzen die maximale Vorschublänge, d. h. den Hub auf das Maß H (Pig* 1)·The bearing bushes 12, 22 of the housing parts 1 and 2, the length of the threaded spindle 4 and the axial length of the ball-nut 31 limit the maximum feed length, d. H. the stroke to the dimension H (Pig * 1) ·
Bei Verwendung einer Kugel-Umlaufmutter mit entsprechender Gewindespindel lassen sich hochpräzise Linearvorschub-Vorrichtungen herstellen, die ohne Spiel arbeiten· Die Motorwellen müssen natürlich sowohl radial wie axial spielfrei gelagert sein« In Fällen, wo es weniger auf Präzision ankommt und mehr auf den Preis geachtet wird, kann eine einfache Bronzemutter verwendet werden«When using a ball nut with a corresponding threaded spindle can produce high-precision linear feed devices that work without clearance · The motor shafts must of course be stored both radially and axially backlash «In cases where precision is less important and paid more attention to the price , a simple bronze nut can be used «
Statt radiale Zapfen 13, 23 als Angriff für eine Kraftübertragung zu verwenden, sind viele andere Lösungen möglich« Beispielsweise können die äußeren Lagerschilder der Motoren BL., Mp mit Angriffsösen versehen sein«Instead of using radial pins 13, 23 as an attack for a power transmission, many other solutions are possible. For example, the outer bearing plates of the motors BL, Mp can be provided with grommets. "
Mit dieser Linear-Antriebsvorrichtung läßt sich eine langsame Vorschubbewegung auf einfache und billige Yfeise realisieren, indem man die beiden Motoren I/L , M0 mit geringem Geschwindigkeitsunterschied betreibt« Werden dagegen genau bemessene, kleine Vorschubschritte von 1/100 mm oder wenigerWith this linear drive device, a slow feed motion can be realized on simple and inexpensive Yfeise, by operating the two motors I / L, M 0 with a small difference in speed «Are on the other hand exactly sized, small feed increments of 1/100 mm or less
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verlangt, muß man Schrittmotoren verwenden*requires one must use stepper motors *
Sollen mit der Linear-Antriebsvorrichtung nach Pig. 1 kleine, gleichbleibende Vorschubschritte gemacht werden, kann man einen Schrittmotor, beispielsweise den Motor fiL und einen im Stillstand gebremsten Motor -M2 verwenden. Weist beispielsweise der Schrittmotor M., 1000 Schritte pro Umdrehung auf und wird nur dieser Motor angesteuert, so daß er einen Schritt macht, lassen sich bei einer Spindelsteigung von 2 mm Vorschubschritte vonShould with the linear drive device to Pig. 1 small, constant feed steps are made, one can use a stepper motor, for example, the motor fiL and a braked motor -M 2 at standstill. If, for example, the stepping motor M. has 1000 steps per revolution, and if only this motor is controlled so that it makes a step, it is possible to move from 2 mm at a spindle pitch of
- 2 = 0,002 mm erzielen. - 2 = 0.002 mm.
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Sollen mit der linear-Antriebsvorrichtung nach Pig« 1 extrem kleine Vorschubschritte ausführbar sein, wird man mit Vorteil zwei unterschiedliche Schrittmotoren verwenden* Beispielsweise einen Motor M-. verwenden, der 1000 Schritte pro Umdrehung macht, und einen Motor HL» der 999 Schritte pro Umdrehung macht. Werden beide Motoren so angesteuert, daß sie in gleicher Drehrichtung einen Schritt machen und beträgt die Gewindesteigung der Spindel zwei Millimeter, läßt sich ein Vorschubschritt vonIf extremely small feed steps are to be carried out with the linear drive device of Pig «1, it will be advantageous to use two different stepper motors * For example, a motor M-. use that makes 1000 steps per revolution, and makes a motor HL »of 999 steps per revolution. If both motors are controlled so that they make a step in the same direction and the thread pitch of the spindle is two millimeters, can be a feed step of
- -----— 2 - 2#10~ mm erzielen. 999 1000- - 2 - 2 # 10 ~ mm. 999 1000
Derartige Schrittmotoren mit 1000 oder mit 999 Schritten pro Umdrehung sind sehr teuer.Such stepper motors with 1000 or 999 steps per revolution are very expensive.
Die in Pig, 7 schematisch dargestellte Variante einer Linear-Antriebsvorrichtung gibt eine Lösung an, mit der sich extrem kleine Vorschubschritte unter Verwendung relativ billiger Schrittmotoren verwirklichen lassen.The variant of a linear drive device shown schematically in Pig, FIG. 7 indicates a solution with which extremely small feed steps can be realized using relatively inexpensive stepper motors.
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Machen beide Motoren IL und M2 eine volle Umdrehung in gleicher Drehrichtung, ergibt dies einen Vorschub von etwa 1/1000 mm, wie nachfolgend beschrieben wird«If both motors IL and M 2 make one complete revolution in the same direction of rotation, this results in a feed of about 1/1000 mm, as described below. «
In Pig· 7 sind ähnliche Teile mit den gleichen Bezugsζeichen wie in Pig* 1 angedeutet. In den beiden teleskopisch ineinander verschiebbaren Gehäuseteilen 1, 2 sind ein hohles Kupplungselement 3 vma eine Gewindespindel 4 untergebracht* Im glockenförmig erweiterten Ende 33 befindet sich eine hochpräzise Kugelumlaufmutter, die mit der präsis und spielfrei arbeitenden Gewindespindel 4 im Eingriff steht.In Pig. 7, similar parts are indicated with the same reference symbols as in Pig * 1. In the two telescopically movable housing parts 1, 2, a hollow coupling element 3 vma a threaded spindle 4 housed * In the bell-shaped extended end 33 is a high-precision ball nut, which is in engagement with the präsis and play-free threaded spindle 4.
Der Unterschied zur Linear-Antriebsvorrichtung nach Fig# 1 besteht darin, daß sowohl das Kupplungselement 3 als auch die Gewindespindel 4 nicht mehr direkt mit den Motorwellen verbunden, sondern in Lagern 50, 51 für sich in den Gehäuseteilen G-, Gp axial und radial spielfrei gelagert sind·The difference from the linear drive device according to FIG. 1 is that both the coupling element 3 and the threaded spindle 4 are no longer connected directly to the motor shafts, but axially free of play in bearings 50, 51 in the housing parts G, Gp are stored ·
In den Gehäusen G-, Gg sind Zahnriemen-Übersetzungsgetriebe untergebracht, die je ein Zahnriemenrad 500 bzw* 600, ein Zahnriemenritzel 502 bzw« 602 und einen Zahnriemen 501 bzw*In the housings G-, Gg toothed belt transmission gear are housed, each a toothed belt 500 and * 600, a timing belt pinion 502 or "602 and a timing belt 501 or *
601 umfassen« Die Zahnriemenritzel 502 bzw« 602 .werden von den Motoren Mg bzw» M- angetrieben« Die Motoren M-, M2 sind seitlich an den Gehäuseteilen G- bzw· G2 angeflanscht, Die Übersetzungsverhältnisse der beiden Zahnriemengetriebe sind geringfügig verschieden*601 include "The toothed belt pinions 502 and 602 are driven by the motors Mg and M, respectively. The motors M, M 2 are laterally flanged to the housing parts G and G 2.
Für das dargestellte Beispiel gilt:For the example shown:
Das Zahnriemenrad 600 hat 44 Zähne und das ZahnriemenritzelThe timing belt pulley 600 has 44 teeth and the timing belt pinion
602 hat 15 Zähne* Dies ergibt ein Übersetzungsverhältnis602 has 15 teeth * This gives a gear ratio
U = -^l = 0,340909·U = - ^ l = 0.340909 ·
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Das Zahnriemenrad 500 hat 41 Zähne und das Zahnriemenritzel 502 hat 14 Zähne, Dies ergibt ein Übersetzungsverhältnis H= 0,3414634.The timing belt pulley 500 has 41 teeth and the timing belt pinion 502 has 14 teeth, giving a gear ratio H = 0.3414634.
Machen beide Motoren M.., M2 eine Umdrehung im gleichen Drehsinn, macht die Mutter 0,340909 Umdrehung und die Spindel 0,3414634 Umdrehung. Da der Drehsinn gleich ist7 entspricht dies einer 0,3414634 - 0,340909 = 0,0006524 Helativdrehung der Spindel zur Mutter« Bei einer Steigung des Gewindes der Spindel von 2 mm entspricht dies einem Vorschub von 0,0013048 mm. Wenn beide Motoren eine volle Umdrehung von 36O0 machen, beträgt der Vorschub daher etwas mehr als 1/1000 Millimeter.Make both motors M .., M 2 one revolution in the same direction of rotation, the nut makes 0.340909 rotation and the spindle 0.3414634 rotation. Since the sense of rotation is equal7, this corresponds to a 0.3414634 - 0.340909 = 0.0006524 Helical rotation of the spindle to the nut. If the thread of the spindle of 2 mm increases, this corresponds to a feed of 0.0013048 mm. If both motors make a full turn of 36O 0 , the feed rate is therefore slightly more than 1/1000 millimeters.
Verwendet man Schrittmotoren, können diese so gesteuert werden, daß die linear-Antriebsvorrichtung beispielsweise auf Knopfdruck jeweils einen Maschinenteil, beispielsweise einen Kreuztisch T.., Tp um 1/1000 mm verschiebt.If one uses stepper motors, they can be controlled so that the linear drive device, for example, by pushing a button each machine part, such as a mechanical stage T .., Tp shifts by 1/1000 mm.
Bei so geringen Vorschubschritten ist es natürlich wesentlich, daß sämtliche Teile spielfrei arbeiten« Das läßt sich erreichen durch Verwendung von leicht vorgespannten ?/älzlagern, durch spielfrei arbeitende Kugelumlaufmuttern mit geschliffener Spindel und spielfrei arbeitenden Zahnriemen« Bei der Verwendung des Linear-Antriebes zur Verstellung eines Kreuztisches mit den Teilen T.., T2, der wie oben geschildert einen Vorschub mit extrem kleinen Schritten erlaubt, bleibt trotzdem die Möglichkeit einer Schnellverstellung erhalten. Wird nur ein Motor angetrieben, während der zweite Motor stillsteht, ergibt dies einen raschen Vorschub. Wird der zweite Motor gegenläufig betrieben, verdoppelt sichAt such low feed rates, it is of course essential that all parts work without play "This can be achieved by using slightly preloaded? / Älzlagern, by free-running recirculating ball nuts with ground spindle and backlash-operated timing belt« When using the linear drive for adjusting a Cross table with the parts T .., T 2 , which allows a feed with extremely small steps as described above, nevertheless the possibility of a quick adjustment remains. If only one motor is driven while the second motor is stationary, this results in a fast feed. If the second motor is operated in opposite directions, it doubles
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sogar die Vorschubgeschwindigkeit* Die Übersetzung der Zwischengetriebe, die ja nur etwa 1 zu 3 beträgt, spielt dabei keine große Rolle*even the feed speed * The translation of the intermediate gear, which is only about 1 to 3, does not matter much *
Heben der geschilderten Anwendung des Linear-Antriebes für den schrittweisen Antrieb eines Kreuztisehes, wobei es sich um Torschub und Stillstand handelt, kann der Idnear-Antrieb auch für einen kontinuierlichen, estrem langsamen Vorschub verwendet werden· Eine solche Anwendung kommt beispielsweise für Sonnen-Energieanlagen in Präge, bei denen Spiegel dem Sonnenstand entsprechend nachgeführt werden müssen«Lifting the described application of the linear drive for the stepwise drive of a Kreuztisehes, which is gate thrust and standstill, the Idnear drive can also be used for a continuous, estrem slow feed · Such an application is for example for solar energy systems in Embossing in which mirrors must be tracked according to the position of the sun «
Claims (18)
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aber genau definierten Unterschied ihres Übersetzungsverhältnisses aufweisen*5 · linear drive device according to point 4, characterized in that the intermediate gears have a very low,
but have well-defined differences in their gear ratio *
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH5025/82A CH647306A5 (en) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | Linear drive device with two motors |
| CH2303/83A CH664610A5 (en) | 1983-04-29 | 1983-04-29 | LINEAR DRIVE DEVICE. |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=25690067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD83254194A DD211768A5 (en) | 1982-08-24 | 1983-08-24 | LINEAR DRIVE WITH TWO ENGINES |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023006350A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Karlsruher Institut für Technologie | Linear drive having two reduction stages |
-
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- 1983-08-23 IL IL69552A patent/IL69552A/en unknown
- 1983-08-24 DD DD83254194A patent/DD211768A5/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023006350A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Karlsruher Institut für Technologie | Linear drive having two reduction stages |
| DE102021119597A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Karlsruher Institut für Technologie, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Linear drive with two reduction stages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR870001552B1 (en) | 1987-09-02 |
| KR840005784A (en) | 1984-11-15 |
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