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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch angetriebenes
Stellglied (Actuator) zum Transport eines Werkstücks zu einer Arbeitsposition
mit Hilfe eines Transporttisches, der von einem Elektromotor angetrieben
wird.
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Stand der
Technik
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Bei
derartigen elektrisch angetriebenen Stellgliedern zum Transport
verschiedener Werkstücke
zum Bearbeiten, zur Montage und dergleichen wird ein durch Pulse
angetriebener Schrittmotor als Antriebsquelle verwendet. Da die
Rotationsmenge des Schrittmotors entsprechend der Anzahl der Antriebspulse
in Stufen gesteuert werden kann, kann der Schrittmotor eine exzellente
Funktion ausüben, wenn
er dazu verwendet wird, den Transporthub des Werkstückes exakt
festzulegen oder, um das Werkstück
genau an einer Position anzuhalten.
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Wenn
der Schrittmotor aber überlastet
wird, wird die Synchronisierung zwischen dem Schrittmotor und den
Antriebspulsen nicht beibehalten und es tritt das Phänomen des
sogenannten Synchronisierungsverlusts auf. Somit ist der Schrittmotor
nicht für Verwendungen
geeignet, die eine konstante Last auch in angehaltenem Zustand erfordern,
wie beim Drücken
des Werkstückes
gegen ein Objekt mit konstantem Druck, und wie beim Einpressen des
Werkstücks
in eine Öffnung
mit konstanter Kraft.
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Durch
Feststellen der Drehmenge des Schrittmotors, einer Transportposition
des Werkstückes
und dergleichen und durch Steuern des Schrittmotors, so dass der
Schrittmotor unmittelbar vor Erreichen der Überlast anhält, ist es möglich, den
Synchronisierungsverlust zu vermeiden und einen Schub auf das Werkstück in dem
angehaltenen Zustand aufzubringen. Dies erfordert jedoch einen außerordentlich
komplizierten und teuren Steuerschaltkreis.
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Aus
der
US 2,368,408 ist
ein elektrisch angetriebenes Stell glied für eine Drehmaschine bekannt, das
mit
einer Förderspindel
in Form einer geraden Stange, die auf einem Grundkörper durch
ein Lagerelement drehbar gehalten wird,
einem Mutternelement,
das auf die Förderspindel aufgeschraubt
ist, um sich durch Vorwärts-
und Rückwärtsdrehung
der Förderspindel
in Axialrichtung der Förderspindel
hin- und herzubewegen,
einem Transporttisch, der mit dem Mutternelement mit
einem Freiheitsgrad in Axialrichtung der Förderspindel verbunden ist,
um das Werkstück
zu transportieren, indem er dem Mutternelement folgt,
einem
elektrischen Motor, dessen Drehmenge durch die Anzahl von Antriebspulsen
gesteuert werden kann,
einem Übertragungsmechanismus zur Übertragung einer
Rotationskraft des Motors auf die Förderspindel und
Federmitteln
ausgerüstet
ist, die zwischen dem Mutternelement und dem Transporttisch angeordnet sind,
um den Transporttisch elastisch mit dem Mutternelement zu verbinden,
wenn der Transporttisch das Werkstück transportiert, um nach Erreichen
des Transporttisches an einem Transportende des Werkstückes zu
erlauben, dass das Mutternelement weiterläuft, dass der Schrittmotor
in gedämpfter
Weise weiterläuft,
und einen Schub auf den Transporttisch aufzubringen,
wobei
der Grundkörper
eine Nutenform mit einer oben offenen Fläche aufweist,
wobei sich
die Förderspindel
in Axialrichtung in einem mittleren Bereich der Nut erstreckt,
wobei
das Mutternelement eine säulenförmige Gestalt
aufweist und mit der Förderspindel
verbunden ist, um sich in der Nut in dem Grundkörper zu bewegen,
wobei
der Transporttisch eine Nutenform aufweist und an einer oberen Fläche des
Grundkörpers
so angeordnet ist,
wobei das Mutternelement durch den Transporttisch teilweise
abgedeckt wird, wobei der Transporttisch sich unter der Führung des
Grundkörpers
bewegen kann, und
wobei außerhalb
des Zentrums Schrauben zur Verbindung des Transporttisches und des
Mutternelements zwischen dem Transporttisch und dem Mut ternelement
so angeordnet sind, dass das Verbindungselement mit dem Mutternelement
mit einem Freiheitsgrad in Axialrichtung der Förderspindel in Eingriff steht.
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Das
bekannte Stellglied weist ferner mehrere Federmittel auf, wobei
die Federmittel jeweils zwischen Federaufnahmen und Federsitzen
an vorderen des Mutternelements angeordnet sind, um dadurch den
Transport tisch bei der Vorwärtsbewegung des
Transporttisches elastisch mit dem Mutternelement zu verbinden.
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Die
DE 197 20 861 C2 beschreibt
eine Vorrichtung zum Dehnungsausgleich eines über ein Antriebszugmittel linear
bewegten Wagens, der sich entlang einer Führungsbahn bewegt. Die Enden
des Zugmittels sind entweder an dem bewegten Wagen oder an ortsfesten
Verankerungsstellen unter Zwischenschaltung einer Vorspanneinrichtung
verankert, welche das Lasttrum des Zugmittels entgegen der Zugkraftrichtung
beaufschlagt. Hierzu sind die Enden des Zugmittels mittels je einer
Gewindestange und der Schraubenmutter festgelegt, mit welcher eine
Druckfeder gegenüber
einer Abstützung
des Wagens oder Schlittens oder der Verankerungsstelle vorgespannt
ist. Die Federvorspannung wird durch eine auf die Gewindestange
aufgezogene Hülse
festgelegt.
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Aus
der
DE 42 15 692 A1 ist
es bekannt, zur genaueren Positionierung eines hin- und hergehenden
Tisches Kugelumlaufeinrichtungen einzusetzen.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein montagefreundliches
elektrisch angetriebenes Stellglied zum Transport eines Werkstücks vorzuschlagen,
bei dem des Transporttisch einen beschränkten Freiheitsgrad in Bewegungsrichtung
gegenüber
seinem Antriebselement aufweist, auch in angehaltenem Zustand vom
Motor beanßchlagt
wird und die Synchronisierung des Transporttisches aufgrund von
eindeutig definierten Kräften
verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs
1 bzw. des Anspruchs 5 gelöst.
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Bei
dem elektrischen Stellglied mit dem oben beschriebenen Aufbau läuft das
Mutternelement weiter, nachdem der Transporttisch das Transportende des
Werkstückes
erreicht hat, wobei die Federmittel gebogen werden. Als Folge hiervon
dreht der Schrittmotor in einer gedämpften Weise weiter. Durch
Einstellen der Pulszahl zum Antreiben des Schrittmotors auf einen
Wert im Bereich dieses Weiterdrehens ist es möglich, eine schlechte Synchronisierung
aufgrund des Synchronisierungsverlustes zwischen dem Schrittmotor
und den Antriebspulsen zu verhindern. Durch die Biegung der Federmittel
ist es möglich,
an einem Transportende des Transporttisches einen notwendigen Schub
aufzubringen.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung wird ein Linearführungsmechanismus durch eine Vielzahl
von Kugeln gebildet, die zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden des
Transporttisches und gegenüberliegenden
Nutenwänden
des Grundkörpers
rollen können.
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Es
ist möglich,
dass an dem Transporttisch Messeinrichtungen zur Messung der Bewegung
des Transporttisches und des Mutternelements relativ zueinander
an dem Transportende des Werkstückes vorgesehen
sind. Hierdurch ist es möglich,
eine Steuerung durchzuführen,
bei der der Schrittmotor entsprechend eines von einem Sensor kommenden
Signals angehalten wird, unmittelbar bevor der Synchronisierungsverlust
auftritt, wenn die elastische Kraft der Federmittel so eingestellt
wird, dass sie schwächer
ist, als ein Schub, bei dem der Schrittmotor die Synchronisierung
verliert.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung
näher erläutert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines elektrischen
Stellgliedes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf 1.
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3 ist
ein Schnitt entlang einer Linie III-III in 2.
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4 ist
ein Schnitt entlang einer Linie IV-IV in 3.
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5 ist
ein Schnitt entlang einer Linie V-V in 3.
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6 ist
eine teilweise aufgebrochene explosionsartige Vorderansicht eines
wesentlichen Bereiches von 3.
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7 ist
eine geschnittene Ansicht von rechts, entsprechender Elemente in 6.
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8 ist
eine aufgebrochene Draufsicht auf einen wesentlichen Bereich in 2.
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9 ist
eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform des elektrischen
Stellgliedes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
ein Schnitt entlang einer Linie X-X in 9.
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11 ist
ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des elektrischen
Stellgliedes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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12 ist
eine teilweise aufgebrochene, explosionsartige Vorderansicht eines
wesentlichen Bereiches in 11.
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13 ist
ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich eines Ursprungszustands,
durch den der Betrieb der dritten Ausführungsform erläutert wird.
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14 ist
ein Schnitt an einem Werkstücktransportende
an einer Vorwärtsbewegungsseite
zur Erläuterung
der Betriebsweise der dritten Ausführungsform.
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15 ist
ein Schnitt an einem Werkstücktransportende
an einer hinteren Bewegungsseite zur Erläuterung der Betriebsweise der
dritten Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die 1–8 zeigen
eine erste Ausführungsform
eines elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das elektrische Stellglied 1A weist einen Grundkörper (Basis) 2 in
Nutenform mit einer offenen oberen Fläche auf. Der Grundkörper 2 ist
so ausgebildet, dass er in Nutenrichtung dünn und lang ist. Lagerelemente 3a und 3b sind
jeweils an axial gegenüberliegenden
Endabschnitten des Grundkörpers 2 angebracht.
Gegenüberliegende
Endabschnitte einer Förderspindel 4 in
Form einer geraden Stange, die sich in einer Axialrichtung des Grundkörpers 2 in
einem mittleren Bereich der Nut erstreckt, sind jeweils drehbar
in den Lagerelementen 3a und 3b gehalten. Die
Förderspindel 4 ist
als Kugelspindel, Gleitspindel oder dergleichen ausgebildet.
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Ein
Mutternelement 5 in im wesentlichen kreisförmig-zylindrischer
Gestalt ist auf die Förderspindel 4 aufgeschraubt
und bewegt sich durch Vorwärts-
und Rückwärtsdrehung
der Förderspindel 4 in Axialrichtung
der Förderspindel 4 hin
und her. Ein Transporttisch 7 zum Aufnehmen und Transportieren eines
Werkstückes
W ist über
ein Verbindungselement 8 mit dem Mutternelement 5 verbunden.
Das Verbindungselement 8 ist zwischen dem Transporttisch 7 und
dem Mutternelement 5 mit einem Freiheitsgrad in zwei Richtungen,
nämlich
einer Richtung entlang einer Achse der Förderspindel 4 und
einer Richtung senkrecht zu dieser Achse, angebracht. Dieser Aufbau
wird später
im Detail beschrieben.
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Der
Transporttisch 7 weist eine nutenförmige Gestalt mit einer offenen
unteren Fläche
auf und ist an einer oberen Fläche
des Grundkörpers
so angeordnet, dass das Mutternelement 5 durch den Transporttisch 7 von
oben abgedeckt wird. Linke und rechte gegenüberliegende Seitenwände 7a, 7a des Transporttisches 7 sind
mit Außenseiten
linker und rechter gegenüberliegender
Nutenwände 2a, 2a des Grundkörpers 2 zusammengesetzt.
Der Transporttisch 7 kann sich unter der Führung eines
Linearführungsmechanismus 10 entlang
der Nutenwände 2a, 2a bewegen.
Der Linearführungsmechanismus 10 wird
durch Aufnahme einer großen
Zahl von Kugeln 13 in Kugellöchern 11 gebildet,
die in den gegenüberliegenden
Seitenwänden 7a, 7a des
Transporttisches 7 ausgebildet sind, und in Kugelnuten 12,
die zwischen äußeren Flächen der
gegenüberliegenden Seiten 7a, 7a des
Transporttisches 7 und den äußeren Flächen der gegenüberliegenden
Nutenwände 2a, 2a des
Grundkörpers 2 ausgebildet
sind, so dass die Kugeln 13 in einer endlosen Reihe rollen
können, wie
in den 4 und 8 dargestellt ist. Bei der Bewegung
des Transporttisches 7 zirkulieren die Kugeln 13 rollend
zwischen den Kugellöchern 11 und den
Kugelnuten 12. Zwei Langlöcher 14, die in Axialrichtung
der Förderspindel 4 gerichtet
sind, sind an den linken und rechten gegenüberliegenden Seitenwänden 7a, 7a des
Transporttisches 7 vorgesehen.
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Das
Verbindungselement 8 weist ein Paar linker und rechter
Verbindungswände 17, 17 auf,
die sich nach unten erstrecken, um mit dem Mutternelement 7 verbunden
zu werden, und Gewindelöcher 18, 18,
die mit dem Transporttisch verbunden werden. Zwei Gewindelöcher 18 sind
in den linken und rechten gegenüberliegenden
Seitenflächen
des Verbindungselements 8 ausgebildet, wie aus den 6 und 7 ersichtlich
ist. Das Verbindungselement 8 und das Mutternelement 5 sind
mit einem Freiheitsgrad in Vertikalrichtung verbunden, indem das
Mutternelement zwischen dem Paar von Verbindungswänden 17, 17 eingesetzt
ist und indem Vorsprünge 17a,
die an inneren Seitenflächen
der jeweiligen Verbindungswände 17, 17 ausgebildet
sind, mit Kerbenabschnitten 5a, die in ebener Form an gegenüberliegenden äußeren Seitenflächen des
Nutenelements 5 ausgebildet sind, so zusammengesetzt werden,
dass die Vorsprünge 17a und
die Kerben 5a sich relativ zueinander in Vertikalrichtung
bewegen können,
in Axialrichtung aber miteinander verriegelt sind. Durch Einschrauben
von Ansätzen 19, 19 in
die Gewindelöcher 18, 18 durch
die Langlöcher 14 in
den Transporttisch 7 werden der Transporttisch 7 und
das Verbindungselement 8 durch die Ansätze 19, 19 so
verbunden, dass der Transporttisch 7 und das Verbindungselement 8 in
einem Bereich der Länge
der Langlöcher 14, 14 relativ
zueinander in Axialrichtung der Förderspindel 4 beweglich
sind.
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Eine
Federaufnahme 22, durch welche die Förderspindel 4 hindurchtritt,
ist mit einem vorderen Endbereich des Transporttisches 7 über eine
Schraube 27 verbunden. Ein kreisförmiger Federsitz 23 steht
in Kontakt mit einem vorderen Endbereich des Mutternelements 5,
und Federmittel 24 sind zwischen der Federaufnahme 22 und
dem Federsitz 23 angeordnet. Obwohl als Federmittel 24 eine
Schraubenfeder dargestellt ist, können die Federmittel 24 auch
eine Blattfeder, ein elastischer Körper, wie ein Schwammkörper, oder
Mittel, bei denen die Kompressibilität von Gas verwendet wird, sein.
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In
der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 25a und 25b Stopper,
die an einer vorderen Endfläche
des Transporttisches 7 und des vorderen Lagerelementes 3a so
angebracht sind, dass sie ein vorderes Bewegungsende des Transporttisches 7 festlegen,
während
die Bezugszeichen 26a und 26b Stopper bezeichnen,
die an einer hinteren Endfläche des
Transporttisches 7 und dem hinteren Lageelement 3b angebracht
sind, um ein hinteres Bewegungsende des Transporttisches 7 festzulegen.
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An
einem hinteren Endabschnitt des Grundkörpers 2 ist ein Schrittmotor 28,
dessen Drehmenge durch Antriebspulse gesteuert werden kann, als
Antriebsquelle zum Antrieb und Drehen der Förderspindel 4 angebracht.
Der Schrittmotor 28 und die Förderspindel 4 sind
miteinander über
einen Transmissionsmechanismus 29 verbunden. Dieser Transmissionsmechanismus 29 verbindet
Riemenscheiben 30a und 30b, die an einer Abtriebswelle 28a des
Schrittmotors 28 bzw. einem Endabschnitt der Förderspindel 4 angebracht
sind, über
einen Zahnriemen 31.
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Wenn
bei dem elektrischen Stellglied 1A mit dem oben beschriebenen
Aufbau das Werkstück
W in einem Zustand auf dem Transporttisch 7 angebracht
wird, in dem der Transporttisch 7 an einer Ursprungsposition
an dem hinteren Bewegungsende an einer den 1–3 gegenüberliegenden
Seite oder an einer mittleren Position angeordnet ist, dreht sich
der Schrittmotor 28 normal, das Mutternelement 5 bewegt
sich durch normale Rotation der Förderspindel 4 vorwärts, der
Transporttisch 7, der mit dem Mutternelement 5 über die
Federmittel 24 in Eingriff steht, bewegt sich auch vorwärts und
das Werkstück W
wird transportiert. Wird dann der Transporttisch 7 vorwärts bis
zu einem Werkstücktransportende
bewegt, tritt das Werkstück
W in Kontakt mit einem Objekt. Daher hält der Transporttisch 7 an
der Position an, das Mutternelement 7 läuft weiter, wobei die Federmittel 24 gebogen
werden, und als Folge hiervon dreht auch der Schrittmotor 28 in
gedämpfter
Weise weiter und hält
dann an. Durch Einstellen der Zahl der Antriebspulse auf einen Wert
in einem solchen Bereich, dass der Schrittmotor 28 weiterdrehen
kann, und durch Einstellen der elastischen Kraft des Federmittel 29,
so dass der Schrittmotor 28 nicht überlastet wird, auch wenn die
Federmittel 24 in dem oben beschriebenen Bereich gebogen
werden, ist es möglich,
eine schlechte Synchronisierung aufgrund eines Synchronisierungsverlustes
zwischen dem Schrittmotor 28 und den Antriebspulsen zu
vermeiden. Die durch die Biegung der Federmittel 24 aufgebaute elastische
Kraft kann einen Schub aufbringen, der notwendig ist, um das Werkstück W gegen
das Objekt an dem Transportende des Transporttisches 7 zu drücken.
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Wenn
die Anordnung und Bearbeitung des Werkstückes W beendet ist und das
Werkstück
W von dem Transporttisch 7 entfernt wurde, bewegt sich
die Förderspindel 4 durch
Rückwärtsdrehung des
Schrittmotors 28 rückwärts, und
das Mutternelement 5 und der Transporttisch 7 bewegen
sich rückwärts zu der
Ursprungsposition. Hierbei stehen das Mutternelement 5 und
der Transporttisch 7 durch das Verbindungselement 8,
die Ansätze 19 und
die Langlöcher 14 direkt
in Verbindung miteinander.
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Die 9 und 10 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung. Ein elektrisches Stellglied 1B gemäß der zweiten
Ausführungsform unterscheidet
sich von der ersten Ausführungsform dahingehend,
dass ein Biegebereich der Federmittel 24 gemessen wird,
indem die Bewegungen des Transporttisches 7 und der Mutter 5 relativ
zueinander an dem Werkstücktransportende
durch Messeinrichtungen 35 gemessen werden, und dass der Schrittmotor 28 angehalten
wird, unmittelbar bevor die Biegung der Federmittel 24 einen
Schwellenwert überschreitet,
d. h. unmittelbar bevor der Schrittmotor 28 durch eine Überlast
die Synchronisierung verliert.
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Mit
anderen Worten ist bei dem elektrischen Stellglied 1B Hardware 36 zur
Befestigung eines Sensors an einer Seitenflächen des Transporttisches 7 vorge sehen.
Ein magnetischer Sensor 38, beispielsweise ein automatischer
Schalter, ist in einer Befestigungsnut 37 in der Hardware 36 eingesetzt. Andererseits
ist an den beiden Ansätzen 19, 19 an der
Seite des Mutternelements 7 ein Permanentmagnet 39 angebracht.
Der Permanentmagnet 39 und der magnetische Sensor 38 sind
an Positionen angeordnet, die nah beieinander liegen, und die Messeinrichtung 35 wird
durch den Permanentmagnet 39 und den magnetischen Sensor 38 gebildet.
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Da
die Ansätze 19, 19 an
dem Verbindungselement 8 befestigt sind, und da dass Verbindungselement 8 an
dem Mutternelement 5 in Axialrichtung der Förderspindel 4 angebracht
ist, wobei das Verbindungselement 8 relativ zu dem Transporttisch
beweglich ist, ist es möglich,
relative Positionsänderungen
zwischen Transporttisch 7 und dem Mutternelement 5 zu
messen, d. h., dass die Biegung der Federmittel 24 durch
die Feststellung der Bewegung des Transporttisches 7 und
der Ansätze 19, 19 relativ
zueinander festgestellt wird.
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Bei
der Verwendung solcher Messeinrichtungen 35 ist es möglich, die
elastische Kraft der Federmittel 24 so einzustellen, dass
sie geringer ist, als der Schub, bei dem der Schrittmotor 28 seine
Synchronisierung verliert.
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Da
der Aufbau und die Betriebsweise der zweiten Ausführungsform
bis auf die oben beschriebenen Unterschiede im wesentlichen denen
der ersten Ausführungsform
entsprechen, werden vergleichbare Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
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Die
Messeinrichtung 35 ist nicht auf den Permanentmagneten 39 und
den magnetischen Sensor 38 beschränkt, sondern kann beispielsweise
auch durch eine magnetische Skala, die durch Anordnen von magnetischen
Abschnitten und nicht magnetischen Abschnitten in konstanten Abständen gebildet wird,
und einen magnetischen Sensor zum Lesen der magnetischen Skala gebildet
werden.
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In
diesem Fall können
die magnetische Skala und der magnetische Sensor beliebig an dem Transporttisch 7 oder
dem Mutternelement 5 angebracht werden.
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Die 11–15 zeigen
eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein elektrisches Stellglied 1C gemäß der dritten
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
dahingehend, dass das Mutternelement 5 und der Transporttisch 7 durch
jeweilige Federmittel 24a und 24b in beiden Hüben der
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
elastisch verbunden sind, indem die Federmittel 24a und 24b bei
der dritten Ausführungsform
zwischen vorderen Endbereichen und zwischen hinteren Endbereichen
des Mutternelements 5 und des Transporttisches 7 angeordnet
sind. Dem gegenüber
sind das Mutternelement und der Transporttisch 7 bei der
ersten Ausführungsform
durch die Federmittel 24 lediglich bei dem Vorwärtsbewegungshub
elastisch verbunden, indem das eine Federmittel 24 zwischen
dem vorderen Endbereich des Mutternelements 5 und dem vorderen
Endbereich des Transporttisches 7 vorgesehen ist.
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Mit
anderen Worten sind, wie in den 11 und 12 gezeigt,
Federaufnahmen 22a und 22b, durch welche die Förderspindel 4 hindurchtritt
an den vorderen bzw. hinteren gegenüberliegenden Endbereichen des
Transporttisches 7 vorgesehen. Ringförmige Federsitze 23a und 23b sind
an den vorderen und hinteren gegenüberliegenden Endbereichen des Mutternelements 5 vorgesehen,
so dass die Federsitze 23a und 23b in Kontakt
mit dem Mutternelement treten bzw. von diesem abheben können. Die
Federmittel 24a und 24b sind zwischen den entsprechenden
Federaufnahmen 22a, 22b und den Federsitzen 23a und 23b angeordnet.
Ein Basisendabschnitt einer Hülse 41 zur
Begrenzung einer Trennentfernung zwischen dem Federsitz 23a und
der Federaufnahme 22a (d. h. einer Expansionslänge des
Federmittels 24a) ist auf den vorderen Federsitz 23a aufgeschraubt.
Ein vorderes Ende der Hülse 41 ist
gleitend in eine Gewindeöffnung 42 in
der Federaufnahme 22a eingesetzt. Ein flanschförmiger Verriege lungsabschnitt 41a ist
an dem vorderen Ende der Hülse 41 ausgebildet.
Ein Abschnitt 42a mit kleinem Durchmesser, mit dem der
Verriegelungsabschnitt 41a verriegelt ist, ist an einem
Endbereich der Gewindeöffnung 42 ausgebildet.
Wie in 15 dargestellt ist, wird der
Verriegelungsabschnitt 41a an dem vorderen Ende der Hülse 41 mit
dem Abschnitt 42a mit kleinem Durchmesser der Gewindeöffnung 42 verriegelt, so
dass eine weitere Trennung verhindert wird, wenn sich der Federsitz 23a von
der Federaufnahme 22a um eine maximale Strecke entfernt.
Die Beziehung zwischen den beiden Federmitteln 24a und 24b ist derart,
dass die vorderen Federmittel 24a eine größere Federkraft
aufweisen, als die hinteren Federmittel 24b.
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Da
der Aufbau der dritten Ausführungsform bis
auf die oben beschriebenen Unterschiede im wesentlichen dem der
ersten Ausführungsform
entspricht, werden ähnliche
Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen und auf ihre
erneute Beschreibung verzichtet.
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Bei
dem elektrischen Stellglied 1C gemäss der dritten Ausführungsform
ist der Transporttisch 7 in einer mittleren Ursprungsposition,
die in 13 gezeigt ist, in einem nicht
betätigten
Zustand. Da der Verriegelungsabschnitt 41a an dem vorderen
Ende der Hülse 41 mit
dem Abschnitt 42a mit kleinem Durchmesser der Gewindeöffnung 42 verriegelt
ist, sind zu dieser Zeit der vordere Federsitz 23a und
die Federaufnahme 22a um die maximale Entfernung voneinander
getrennt. Andererseits ist das hintere Federmittel 24b in
einem leicht komprimierten Zustand.
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Wird
das Werkstück
W auf dem Transporttisch 7 in diesem Zustand angeordnet
und dreht der Schrittmotor 28 normal (vorwärts), bewegt
sich das Mutternelement 5 durch die normale Drehung der Förderspindel 4 vorwärts, der
Transporttisch 7 steht durch die vorderen Federmittel 24a in
Eingriff mit dem Mutternelement 5, um sich dadurch vorwärts zu bewegen,
und das Werkstück
W wird transportiert. Wenn sich dann der Transporttisch 7 vorwärts zu dem
Transportende des Werkstücks
W bewegt, wie es in 14 gezeigt ist, tritt das Werkstück W in
Kontakt mit dem Objekt. Daher hält
der Transporttisch 7 an dieser Position an, das Mutternelement 5 läuft weiter,
wobei sich die vorderen Federmittel 24a biegen, und als
Folge hiervon dreht auch der Schrittmotor 28 weiter und
hält in
gedämpfter
Weise an. Durch Einstellen der Zahl der Antriebspulse auf einen
Wert in einem solchen Bereich, dass der Schrittmotor 28 weiter
drehen kann, und durch Einstellen der elastischen Kraft des Federmittels 24a,
so dass der Schrittmotor 28 nicht überlastet wird, auch wenn die Federmittel 24a in
dem oben beschriebenen Bereich ähnlich
der ersten Ausführungsform
gebogen werden, ist es möglich,
eine schlechte Synchronisierung durch einen Synchronisierungsverlust
zwischen dem Schrittmotor 28 und den Antriebspulsen zu
vermeiden. Eine durch die Biegung der Federmittel 24a aufgebaute
elastische Kraft kann einen Schub aufbringen, der notwendig ist,
um das Werkstück
W gegen das Objekt an dem Transportende des Werkstückes W zu
drücken.
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Wenn
die Arbeit des Zusammensetzens und des Bearbeitens des Werkstückes W beendet
ist und das Werkstück
von dem Transporttisch 7 entfernt wurde, bewegt sich die
Förderspindel 4 durch
Rückwärtsdrehung
des Schrittmotors 28 rückwärts, und das
Mutternelement 5 und der Transporttisch 7 bewegen
sich rückwärts zu der
Ursprungsposition.
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Wenn
sich der Schrittmotor 28 rückwärts dreht, nachdem das Werkstück W auf
dem Transporttisch 7 in der Ursprungsposition angeordnet
wurde, bewegt sich das Mutternelement 7 durch die Rückwärtsdrehung
der Förderspindel 4 rückwärts, der Transporttisch 7 steht
mit dem Mutternelement 5 durch das hintere Federelement 24b in
Eingriff, um sich rückwärts zu bewegen,
und das Werkstück
W wird rückwärts transportiert.
Bewegt sich dann der Transporttisch 7 zu dem Transportende
in einer Richtung der Rückwärtsbewegung,
wie in 15 gezeigt, tritt das Werkstück W in
Kontakt mit dem Objekt. Daher hält
der Transporttisch 7 an der Position an, das Mutternelement 5 läuft weiter,
wobei sich die hinteren Federmittel 24b biegen, und als
Folge hiervon dreht auch der Schrittmotor 28 weiter und
hält in
gedämpfter
Weise an. Da zu dieser Zeit die Bewegung des Federsitzes 23a durch
die Hülse 41 beschränkt wird, expandieren
die vorderen Federmittel 24a nicht weiter als bis zu dem
Ursprungszustand. Dadurch beeinflussen die vorderen Federmittel 24a den
Rückwärtsbewegungshub
nicht. An dem rückwärtigen Bewegungshubende
ist es dadurch auch möglich,
eine schlechte Synchronisierung aufgrund eines Synchronisierungsverlustes
des Schrittmotors 28 in ähnlicher Weise zu verhindern,
wie im Falle der Vorwärtsbewegung,
und es ist durch Biegung der Federmittel 24b möglich, den
Schub zu erreichen, der notwendig ist, um das Werkstück W gegen
das Objekt zu drücken.
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Bei
der dritten Ausführungsform
kann der Schrittmotor 28 angehalten werden, unmittelbar
bevor der Schrittmotor 28 die Synchronisierung aufgrund
der Überlast
verliert, indem die Bewegungen des Transporttisches 7 und
des Federelements 5 relativ zueinander an dem vorderen
und/oder hinteren Transporthubende gemessen werden, ähnlich wie bei
der zweiten Ausführungsform.
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Obwohl
das Verbindungselement 8 zur Verbindung des Transporttisches 7 mit
dem Mutternelement 5 mit einem Freiheitsgrad in Axialrichtung
der Förderspindel 4 mit
dem Transporttisch 7 in Eingriff steht und mit einem Freiheitsgrad
in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Förderspindel 4 mit
dem Mutternelement 5 in Eingriff steht, ist es bei den
obigen Ausführungsformen
auch möglich,
dass das Verbindungselement 8 mit dem Mutternelement 5 mit
einem Freiheitsgrad in Axialrichtung der Förderspindel in Eingriff steht
und mit dem Transporttisch 7 mit einem Freiheitsgrad in
einer Richtung senkrecht zu der Achse der Förderspindel 4.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung durch
Vorsehen der Federmittel an dem elektrischen Stellglied zum Transport des
Werkstückes
unter Verwendung des Schrittmotors als Antriebsquelle möglich, einen
Synchronisierungsverlust des Schrittmotors zu vermeiden und den
Schub auf das Werkstück
W in angehaltenem Zustand aufzubringen.