DE102004007449B4

DE102004007449B4 - Linear drive, in particular rack drive

Info

Publication number: DE102004007449B4
Application number: DE200410007449
Authority: DE
Inventors: Thomas Bayer; Frank Michel
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2024-02-14
Also published as: DE102004007449A1

Abstract

A linear drive, e.g. a rack and pinion drive, has a split drive from a single motor (1) with the two sub drives (3.1, 3.2) linked by a connecting gear (10) fitted with a correction control (12) which even out the torque to the two pinions (5.1, 5.2) which drive the single rack (6). A monitoring system computes correction signals for the connecting gear mounting to ensure a play free accurate drive, e.g. for position control systems.

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft einen Linear-Antrieb, insbesondere Zahnstangenantrieb mit zumindest einem Motorelement, welches über einen Antriebsstrang zwei Getriebeelemente zum Antreiben von zwei Ritzeln antreibt, die mit einer Linearführung zusammenwirken sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Linear-Antriebes.The The present invention relates to a linear drive, in particular Rack drive with at least one motor element, which has a Drive train two gear elements for driving two pinions drives with a linear guide interact as well as a method for operating a linear drive.

Bei herkömmlichen Zahnstangenantrieben werden um ein Spiel des Getriebes auszugleichen über einen gemeinsamen Antriebsstrang zwei Getriebeelemente zum Antreiben von Ritzeln, die mit einer Linearführung zusammenwirken, angetrieben. Der Antriebsstrang ist über eine mechanisch federgespannte Kupplung unterteilt, so dass ein Spiel der beiden Ritzel gegenüber der Linearführung zueinander und insbesondere ein Spiel des Getriebes ausgeglichen ist.at usual Rack drives are about to compensate for a backlash of transmission common powertrain two transmission elements for driving Pinion with a linear guide interact, driven. The powertrain is over one divided mechanically spring-loaded clutch, making a game the two pinions opposite the linear guide balanced each other and in particular a game of the transmission is.

Nachteilig hieran ist, dass bei den herkömmlichen Linear-Antrieben bzw. Antrieben mit Ritzel und Zahnstange eine Maschinengenauigkeit und eine Maschinendynamik erheblich vermindert ist, da die Getriebesteifigkeiten schwanken und die Maschinengenauigkeiten und Maschinendynamiken vermindert sind. Dies wird verursacht durch die mechanisch, harte Verspannung des Getriebes, wodurch sehr grosse Getriebe eingesetzt werden müssen, und hohe Reibkräfte einen hohen Verschleiss der Zahnräder verursachen.adversely this is the case with the conventional ones Linear actuators or drives with pinion and rack a machine accuracy and a machine dynamics is significantly reduced, since the transmission stiffnesses fluctuate and machine accuracies and machine dynamics are reduced. This is caused by the mechanical, hard Tensioning of the transmission, whereby very large gear used Need to become, and high friction forces cause a high wear of the gears.

Dabei ist die Vorspannkraft, die auf die beiden Ritzel wirkt nicht konstant, was auch zu einem unterschiedlichen Verschleiss, insbesondere bei unterschiedlichen Belastungen, Geschwindigkeiten, bzw. auch Beschleunigungen führt.there is the preload force that acts on the two pinions not constant, which also leads to a different wear, especially at different loads, speeds, or accelerations leads.

Zudem können keine Ungenauigkeiten der Linearführung, infolge bspw. Wärmedehnung, ausgeglichen werden. Heutzutage ist jedoch eine höhere Genauigkeit eines Linear-Antriebes, der gegenüber einer Linearführung verfahren wird, oder eine Linearführung, welche gegenüber einem feststehenden Linear-Antrieb bewegt wird, erforderlich. Dies ist mit den herkömmlichen Linear-Antrieben nicht zu gewährleisten.moreover can no inaccuracies of the linear guide, as a result of, for example, thermal expansion, be compensated. Today, however, is a higher accuracy a linear drive, which moves with respect to a linear guide is, or a linear guide, which opposite a fixed linear drive moves is required. This is not the case with conventional linear drives to ensure.

Die WO 98/36192 A1 offenbart einen Linearantrieb, wobei zwei Zahnstangen mittels vier Zahnrädern und einem gemeinsamen zwischen zwei Zahnräder angeordneten Antriebselement synchronisiert angetrieben werden.The WO 98/36192 A1 discloses a linear drive wherein two racks are synchronized driven by four gears and a common arranged between two gears drive element.

Die DE 38 06 380 A1 offenbart eine einseitige Verstellung der Lagerung eines Zahnradrades, um eine Achswinkelverstellung durchzuführen, die der Ausrichtung eines Kontaktpunktes eines Zahnradpaares dient.The DE 38 06 380 A1 discloses a one-sided adjustment of the bearing of a gear wheel to perform an Achswinkelverstellung, which serves to align a contact point of a gear pair.

Die WO 01/13010 A1 offenbart ein Zahnradgetriebe, bei welchem mittels Sensoren geräuschrelevante Parameter des Getriebes ermittelt und an eine Informationsverarbeitungseinheit weitergegeben werden.The WO 01/13010 A1 discloses a gear transmission in which by means of sensors noise-relevant parameters of the transmission are determined and transmitted to an information processing unit.

Derartige Linear-Antriebe können bspw. Anwendung finden in sämtlichen Werkzeugmaschinen, Lasermaschinen, Fräsmaschinen, Holzbearbeitungslaser od. dgl..such Linear drives can For example, find application in all Machine tools, laser machines, milling machines, woodworking lasers od. Like ..

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linear-Antrieb der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Linear-Antriebes zu schaffen, mit welchen die genannten Nachteile beseitigt, und mit welchen auf einfache, effektive und günstige Weise eine konstante Verspannung der beiden Ritzel zur Linearführung und eine hohe Genauigkeit, bei reduziertem Motorstrombedarf zu erzielen ist. Ferner soll ein Verschleiss der Ritzel und der Linearführung sowie der Getriebeelemente reduziert und die Gesamtsteifigkeit des Linear-Antriebes erhöht werden.Of the present invention is based on the object, a linear drive of the type mentioned above and a method for operating a Linear drive to create, with which the disadvantages mentioned eliminated, and with what in a simple, effective and affordable way a constant tension of the two pinions to the linear guide and high accuracy to achieve with reduced motor power requirement is. Furthermore, a wear of the pinion and the linear guide as well reduces the transmission elements and the overall stiffness of the linear drive elevated become.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale des Patentanspruches 1 sowie die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Antriebswellen der Getriebeelemente entsprechende Zahnräder mit einem gemeinsamen Zwischenrad gekoppelt werden, wobei durch eine entsprechende Kraftbeaufschlagung mittels des Zwischenrades auf die jeweiligen beiden Zahnräder eine Vorspannkraft einstellbar bzw. regelbar und beeinflussbar ist.to solution lead this task the features of claim 1 and the features of the sibling In the present invention has proven to be particular proved advantageous that preferably between two adjacent Drive shafts of the gear elements corresponding gears with coupled to a common intermediate, wherein by a corresponding application of force by means of the intermediate wheel the respective two gears a biasing force is adjustable or regulated and influenced.

Dabei hat sich als günstig erwiesen, das Zwischenrad über eine einem Schlitten zugeordnete Zwischenradwelle zu lagern, der über eine weitere Linearführung bewegbar ist. Der Schlitten mit Zwischenrad kann zusätzlich ein Aktuator aufweisen, welcher belastungsabhängig, unterstützt durch ggf. eine Kraftmesseinrichtung, die Kraft des Zwischenrades auf die beiden benachbarten Zahnräder der beiden Getriebeelemente überträgt und somit eine Vorspannung regelt und steuert.there has been considered favorable proved the intermediate wheel over to store an associated Zwischenradwelle a carriage, which has a additional linear guide is movable. The carriage with idler can additionally Actuator, which load-dependent, supported by possibly a force measuring device, the force of the intermediate wheel the two adjacent gears the two transmission elements transmits and thus a bias controls and controls.

Eine entsprechende Steuerung und Regelung kann last-, beschleunigungs-, und/oder geschwindigkeitsabhängig erfolgen. Dabei kann die entsprechende Vorspannkraft entsprechend den Lasten, Beschleunigungen oder Geschwindigkeiten angepasst und im Betrieb permanent geregelt und verändert werden, um immer eine geradezu ausreichende Vorspannkraft der beiden Ritzel zu gewährleisten, um den Linearantrieb spielfrei gegenüber der Linearführung oder die Linearführung gegenüber einem festgelegten Linearantrieb zu verfahren, zu beschleunigen bzw. zu bewegen.A appropriate control and regulation can load, acceleration, and / or speed dependent respectively. In this case, the corresponding biasing force accordingly adapted to the loads, accelerations or speeds and be permanently controlled and changed in the company, always one to ensure sufficient preload force of the two pinions to the linear drive backlash against the linear guide or the linear guide across from to move a specified linear drive, accelerate or to move.

Dabei kann die Linearführung eine Zahnstange sein, die geradlinig in Kurvenbahnen verläuft. Sie kann sogar ein Drehkranz sein. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt.there can the linear guide a rack that runs straight in curved paths. she can even be a turntable. The invention is not limited thereto.

Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass das Ritzel, welches mit der Linearführung zusammenwirkt, ein Reibrad sein kann. Gleiches gilt auch für das Zwischenrad, welches mit den Zahnrädern der beiden Getriebeelemente zusammenwirkt. Diese können auch alle als Reibräder oder Bandgetriebe ausgebildet sein. Hierauf wird nochmals ausdrücklich verwiesen.Also is intended in the context of the present invention that the pinion, which with the linear guide interacts, may be a friction wheel. The same applies to the idler, which with the gears the two transmission elements cooperates. These can too all as friction wheels or band transmission to be formed. This is expressly referred to again.

Bevorzugt wird das Spiel im Bereich der Antriebswelle der beiden Getriebeelemente über das Zwischenrad, welches die Bewegungen der beiden Zahnräder der beiden Getriebeelemente koppelt, ausgeglichen, in dem auf eine wählbare Vorspannkraft oder eine regelbare und einstellbare Vorspannkraft die Vorspannung auf die Ritzel und damit auf die Linearführung beeinflusst wird. Hierdurch wird ein Linear-Antrieb geschaffen, der lediglich eine derartige Vorspannung schafft, um gerade eine sichere Zwei-Flankenanlage zwischen den Zahnflanken des Ritzels und den Zahnflanken der Linearführung zu gewährleisten. Hierdurch arbeitet der Linearantrieb im Betrieb verschleissarm bei geringerem Motorstrombedarf.Prefers The game is in the range of the drive shaft of the two gear elements on the Zwischenrad, which controls the movements of the two gears coupled to both transmission elements, balanced, in which to a selectable biasing force or a controllable and adjustable biasing force the preload is influenced on the pinion and thus on the linear guide. hereby a linear drive is created, which is just such Preload creates, just to a safe two-flank system between the tooth flanks of the pinion and the tooth flanks of the linear guide. As a result, the linear drive works wear-free during operation lower motor power requirement.

Ferner ist von Vorteil, dass permanent ggf. über motorisch betriebene Aktuatoren, unter Zuhilfenahme von Kraftmesseinrichtungen und Kraftsensoren das Zwischenrad zur Anpassung der Vorspannkraft im Betrieb permanent gegenüber den beiden Zahnräder verfahren wird, um die Vorspannkraft last-, beschleunigungs- und/oder, geschwindigkeitsabhängig zu regeln und anzupassen.Further It is advantageous that permanently, if necessary via motor-operated actuators, with the aid of force measuring devices and force sensors the idler to permanently adjust the preload force during operation across from the two gears is moved to the preload load, acceleration and / or, depending on speed to regulate and adapt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and by reference the drawing; this shows in

1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf einen herkömmlichen Zahnstangenantrieb; 1 a schematic plan view of a conventional rack drive;

2a eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Funktionsskizze des erfinungsgemässen Linear-Antriebes; 2a a schematic plan view of a functional sketch of the linear drive according to the invention;

2b eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf den erfindungsgemässen Linear-Antrieb gemäss 2a entlang Linie II-II; 2 B a schematically illustrated side view of the inventive linear drive according to 2a along line II-II;

3a ein weiteres Ausführungsbeispiel auf einen weiteren Linear-Antrieb gemäss 2a als Funktionsskizze; 3a a further embodiment of a further linear drive according to 2a as a functional sketch;

3b eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf den Linear-Antrieb gemäss 3a entlang Linie III-III. 3b a schematically illustrated side view of the linear drive according to 3a along line III-III.

Gemäss 1 weist ein bisher im Stand der Technik verwendeter Zahnstangenantrieb ein Motorelement 1 auf, welcher über einen Antriebsstrang 2 über Kegelradgetriebe od. dgl. einen Moment auf zwei Getriebeelemente 3.1, 3.2 verteilt.According to 1 For example, a rack and pinion drive heretofore used in the art has a motor element 1 on which via a powertrain 2 via bevel gear od. Like. A moment on two transmission elements 3.1 . 3.2 distributed.

Zwischen dem Antriebsstrang 2 wurde bisher eine mechanisch vorgespannte Kupplung 4 eingesetzt. Im Anschluss an die Getriebeelemente 3.1, 3.2 schliessen zum Antreiben Ritzel 5.1, 5.2 an, welche mit einer Linearführung 6 zusammen wirken.Between the drive train 2 has been a mechanically preloaded coupling 4 used. Following the gear elements 3.1 . 3.2 close to driving pinion 5.1 . 5.2 which, with a linear guide 6 work together.

Nachteilig hierbei ist, dass die Vorspannkraft zur Minimierung und Reduktion eines Spieles der beiden Ritzel 5.1, 5.2 sowie auch des Spieles innerhalb der Getriebeelemente 3.1, 3.2 lediglich über die vorgespannte Kupplung 4 erfolgt.The disadvantage here is that the biasing force to minimize and reduce a game of the two pinions 5.1 . 5.2 as well as the game within the transmission elements 3.1 . 3.2 only via the preloaded clutch 4 he follows.

Hierdurch sind die Getriebeelemente 3.1, 3.2 mechanisch hart verspannt, was die Gesamtsteifigkeit des Getriebes 3.1, 3.2 stark beeinträchtigt.As a result, the transmission elements 3.1 . 3.2 mechanically hard braced, what the overall stiffness of the transmission 3.1 . 3.2 severely impaired.

Hierdurch resultiert ein höherer Verschleiss der einzelnen Getriebebauteile sowie ein Verschleiss der Ritzel 5.1, 5.2, welche die Linearführung 6 kämmen.This results in a higher wear of the individual transmission components and a wear of the pinion 5.1 . 5.2 which the linear guide 6 comb.

In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss 2a ist ein erfindungsgemässer Linear-Antrieb R₁ aufgezeigt, bei welchem ein Drehmoment über ein Motorelement 1 auf eine Antriebswelle 7.1 des Getriebeelementes 3.1 übertragen wird, welches das Drehmoment über entsprechende, hier nicht näher dargestellte Planeten, Hohlradgetriebe od. dgl. an eine Abtriebswelle 8.1 überträgt, welche das Ritzel 5.1 antreibt. Die Antriebswelle 7 des Getriebeelementes 3.2 überträgt ebenfalls ein Moment über das Getriebeelement 3.2 mit entsprechend hier nur angedeuteten Planetenrädern auf eine Abtriebswelle 8.2, welcher das Ritzel 5.2 aufsitzt. Die Ritzel 5.1, 5.2 wirken mit der Linearführung 6 zusammen bzw. kämmen diese.In the embodiment of the present invention according to 2a a linear drive R ₁ according to the invention is shown, in which a torque via a motor element 1 on a drive shaft 7.1 of the transmission element 3.1 is transmitted, which is the torque via corresponding, not shown here planets, ring gear od. Like. To an output shaft 8.1 transmits which the pinion 5.1 drives. The drive shaft 7 of the transmission element 3.2 also transmits a moment about the transmission element 3.2 with accordingly indicated here only planetary gears on an output shaft 8.2 which the pinion 5.2 seated. The pinions 5.1 . 5.2 act with the linear guide 6 together or comb these.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll liegen, dass die Linearführung 6, bspw. als Zahnstange, als geradlinige Zahnstange, als Kurven- oder sogar als Drehkranz ausgebildet sein kann. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. Auch soll daran gedacht sein, dass der Linear-Antrieb R₁ gegenüber der Linearführung 6 verfahrbar bzw. bewegbar sein kann. Jedoch soll auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass der Linear-Antrieb R₁ festgelegt ist, und die Linearführung 6, als Zahnstange, Drehkranz, Kurvenbahn od. dgl. gegenüber dem Linear-Antrieb R₁ bewegt wird.In the context of the present invention should lie that the linear guide 6 , For example, as a rack, as a rectilinear rack, as a curve or even as a turntable can be formed. The invention is not limited thereto. Also, it should be remembered that the linear drive R ₁ relative to the linear guide 6 can be moved or movable. However, it should also be within the scope of the present invention that the linear drive R _{1 is} fixed, and the linear guide 6 , as a rack, turntable, curved path od. Like. With respect to the linear drive R _{1 is} moved.

Dabei können die Ritzel 5.1, 5.2 sowie die Linearführung 6 mit entsprechenden Zahnflanken od. dgl. versehen sein, jedoch soll auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, die Ritzel 5.1, 5.2 bzw. die Linearführung 6 als Reibräder bzw. reibbehaftete Führungen od. dgl. auszubilden. Hierauf sei die Erfindung ebenfalls nicht beschränkt.The pinions can 5.1 . 5.2 as well as the linear guide 6 od with corresponding tooth flanks. Like. Be provided, but should also be within the scope of the present invention, the pinion 5.1 . 5.2 or the linear guide 6 od friction wheels or frictional guides. The like. Form. The invention is also not limited thereto.

Die beiden Antriebswellen 7.1, 7.2 der Getriebeelemente 3.1, 3.2 sind parallel zueinander ausgerichtet. Bevorzugt sitzen den Antriebswellen 7.1, 7.2 Zahnräder 9.1, 9.2 auf. Die beiden Zahnräder 9.1, 9.2 werden erfindungsgemäss über ein gemeinsames Zwischenrad 10 gekämmt.The two drive shafts 7.1 . 7.2 the transmission elements 3.1 . 3.2 are aligned parallel to each other. Preferably sit the drive shafts 7.1 . 7.2 gears 9.1 . 9.2 on. The two gears 9.1 . 9.2 According to the invention via a common intermediate 10 combed.

Im Anschluss an die Zahnräder 9.1, 9.2 sind die Getriebeelemente 3.1, 3.2 angeschlossen.Following the gears 9.1 . 9.2 are the gear elements 3.1 . 3.2 connected.

Das Zwischenrad 10 wird zum Ausgleich eines Spiels zwischen dem Ritzel 5.1, 5.2 bzw. allen Getriebeelementen 3.1, 3.2 mit einer wählbaren Vorspannkraft Fz, wie es in 2b angedeutet ist, vorgespannt.The intermediate wheel 10 is used to compensate for a game between the pinion 5.1 . 5.2 or all transmission elements 3.1 . 3.2 with a selectable preload Fz, as shown in 2 B indicated, biased.

Hierzu hat sich bei der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, das Zwischenrad 10 über eine Zwischenradwelle 11 zu lagern, welche ebenfalls parallel zu den Antriebswellen 7.1, 7.2 und den Antriebswellen 8.1, 8.2 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Zwischenradwelle 11 zur Aufnahme des Zwischenrades 10 mittig zwischen den beiden Antriebswellen 7.1, 7.2 angeordnet.For this purpose, has proved in the present invention to be particularly advantageous, the intermediate 10 via a Zwischenradwelle 11 to store, which also parallel to the drive shafts 7.1 . 7.2 and the drive shafts 8.1 . 8.2 is arranged. Preferably, the Zwischenradwelle 11 for receiving the intermediate wheel 10 centrally between the two drive shafts 7.1 . 7.2 arranged.

Die Zwischenradwelle 11 greift in einen Schlitten 12, welcher in einer Linearführung 13 lotrecht zur Zwischenradwelle 11 hin und her bewegbar ist. Ggf. können, wie es in 2b angedeutet ist, entsprechende Federelemente 14, Aktuatoren 15 vorgesehen sein, um mit einer wählbaren, einstellbaren oder gewünschten Vorspannkraft F_z in dargestellter Pfeilrichtung, um einen in 2b dargestellten Weg Smax das Zwischenrad 10 gegenüber den beiden Zahnräder 9.1, 9.2, zu bewegen.The intermediate wheel shaft 11 grabs a sled 12 , which in a linear guide 13 perpendicular to the idler shaft 11 is movable back and forth. Possibly. can, as it is in 2 B is indicated, corresponding spring elements 14 , Actuators 15 be provided with a selectable, adjustable or desired biasing force F _z in the direction of the arrow to a in 2 B illustrated way Smax the intermediate 10 opposite the two gears 9.1 . 9.2 , to move.

Federelement 14 und Aktuator 15 sind in einem hier nicht näher bezifferten Gehäuseteil festgelegt. Wichtig ist bei der vorliegenden Erfindung, dass der Schlitten 12 mit Zwischenrad 10 sich gegen die Zahnräder 9.1, 9.2 mit definierter Vorspannkraft, wählbar oder regelbar oder fest einstellbar beaufschlagen lässt. Hierdurch kann das Spiel innerhalb des Getriebes 3.1, 3.2, sowie ein Spiel zum Antreiben der Ritzel 5.1, 5.2 gegenüber einer Linearführung 6 vermindert werden.spring element 14 and actuator 15 are set in a not specified here housing part. It is important in the present invention that the carriage 12 with idler 10 against the gears 9.1 . 9.2 can be acted upon with a defined preload force, selectable or controllable or fixed adjustable. This allows the game within the transmission 3.1 . 3.2 , as well as a game to drive the pinion 5.1 . 5.2 opposite a linear guide 6 be reduced.

Hierdurch lässt sich die Steifigkeit konstant halten, so dass eine sehr hohe Genauigkeit durch die immer konstant gehaltene Vorspannung möglich ist. Entsprechende Wärmedehnungen bspw. der Linearführung 6 können hierdurch ausgeglichen werden.As a result, the rigidity can be kept constant, so that a very high accuracy by the always held constant bias is possible. Corresponding thermal expansions, for example, the linear guide 6 can be compensated.

Ferner soll daran gedacht sein, dass die Zahnräder 9.1, 9.2 sowie das Zwischenrad 10 in einer gemeinsamen Ebene E liegen.Furthermore, it should be remembered that the gears 9.1 . 9.2 as well as the intermediate wheel 10 lie in a common plane E.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wie es in dem Ausführungsbeispiel der 3a und 3b eines Linear-Antriebes R₂ beschrieben ist, dass an den Schlitten 12 und/oder an die Zwischenradwelle 11 und/oder an das Federelement 14 und/oder an den Aktuator 15 eine Kraftmesseinrichtung 16 anschliesst, um im Betrieb permanent die Vorspannkraft F_z zu ermitteln. Über die Kraftmesseinrichtung 16, die auch als Kraftsensor ausgebildet sein kann, lässt sich bspw. ein aktiv angetriebener Aktuator 15 im Betrieb gesteuert automatisiert oder einstellbar steuern, um eine Vorspannkraft F_z und/oder eine Vorschubkraft F_v des Zwischenrades 10 durch Bewegen des Schlittens 12 entlang der Linearführung 13 zu steuern.It has also proved to be advantageous, as it is in the embodiment of 3a and 3b a linear drive R _{2 is} described that on the carriage 12 and / or to the Zwischenradwelle 11 and / or to the spring element 14 and / or to the actuator 15 a force measuring device 16 connects in order to permanently determine the biasing force F _z during operation. About the force measuring device 16 that also as a force can be configured sensor, for example, can be an actively driven actuator 15 controlled in operation automated or adjustable control to a biasing force F _z and / or a feed force F _{v of} the intermediate wheel 10 by moving the carriage 12 along the linear guide 13 to control.

Auf diese Weise lässt sich bspw. in Abhängigkeit von einer entsprechenden Beschleunigung des Linear-Antriebes R₂, eines entsprechenden, zu beschleunigenden Gewichtes bzw. einer zu beschleunigenden Masse, die Vorspannkraft F_z auch im Betrieb einstellen, um ein Spiel zwischen der antreibenden Ritzel 5.1, 5.2 permanent und reibungsreduziert auszugleichen und einen Verschleiss zu minimieren. Positionszahlenliste 1 Motorelement 2 Antriebsstrang 3 Getriebeelement 4 Kupplung 5 Ritzel 6 Linearstück 7 Antriebswelle 8 Abtriebswelle 9 Zahnrad 10 Zwischenrad 11 Zwischenradwelle 12 Schlitten 13 Linearführung 14 Federelement 15 Aktuator 16 Kraftmesseinrichtung R₁ Linear-Antrieb R₂ Linear-Antrieb E Ebene F_z Vorspannkraft F_v Vorschubkraft Smax Weg In this way, for example, depending on a corresponding acceleration of the linear drive R ₂ , a corresponding, to be accelerated weight or a mass to be accelerated, the biasing force F _{z set} during operation to a game between the driving pinion 5.1 . 5.2 compensate permanently and with reduced friction and minimize wear. Position Number List 1 motor element 2 powertrain 3 gear element 4 clutch 5 pinion 6 linear piece 7 drive shaft 8th output shaft 9 gear 10 idler 11 idler 12 carriage 13 linear guide 14 spring element 15 actuator 16 Force measuring device R ₁ Linear actuator R ₂ Linear actuator e level F _z preload force F _v feed force Smax path

Claims

Linear drive, in particular rack drive, with at least one motor element ( 1 ), which via a drive train ( 2 ) two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) for driving two pinions ( 5.1 . 5.2 ) with a linear guide ( 6 ), characterized in that the two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) in a region on the drive side to the output side each have a gear ( 9.1 . 9.2 ), which via an intermediate ( 10 ), and via a force measuring device ( 16 ) a current bias of the intermediate wheel ( 10 ) on the two gears ( 9.1 . 9.2 ) of the transmission elements ( 3.1 . 3.2 ), and / or adjustable and / or controllable during operation.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the intermediate wheel ( 10 ) mechanically drive movement of the first transmission element ( 3.1 ) with the drive movement of the second transmission element ( 3.2 ) couples.

Linear drive according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate wheel ( 10 ) and the two gears ( 9.1 . 9.2 ) lie in a common plane (E).

Linear drive according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the Zwi wheel ( 10 ) under a selectable preload in the respective gears ( 9.1 . 9.2 ) of the transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) intervenes.

Linear drive according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that a Zwischenradwelle ( 11 ) for receiving the intermediate wheel ( 10 ) in a linearly movable carriage ( 12 ) is stored.

Linear drive according to claim 5, characterized in that the carriage ( 12 ) in a linear guide ( 13 ) is linearly guided.

Linear drive according to claim 5 or 6, characterized in that the carriage ( 12 ) in the linear guide ( 13 ) is biased, and the intermediate wheel ( 10 ) biased between the two gears ( 9.1 . 9.2 ) of the two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) holds.

Linear drive according to claim 6 or 7, characterized in that the carriage ( 12 ) via an actuator ( 15 ) and hereby the intermediate wheel ( 10 ) with adjustable and selectable, as well as variable preload forces against the gears ( 9.1 . 9.2 ) of the transmission elements ( 3 ) is prestressed.

Linear drive according to at least one of claims 5 to 8, characterized in that the carriage ( 12 ), and / or the intermediate wheel ( 10 ) and / or the Zwischenradwelle ( 11 ) a force sensor as a force measuring device ( 16 ) assigned.

Linear drive according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the biasing force of the intermediate wheel ( 10 ) as a function of the feed force (F), which is determined by a further force sensor or a further force measuring device, an acceleration and / or the mass of the linear drive is adjustable and / or adjustable and / or adjustable during operation.

Linear drive according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the drive and drive shafts ( 7.1 . 7.2 . 8.1 . 8.2 ) of the two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) are arranged parallel to each other.

Linear drive according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the two gears ( 9 ) on the respective drive shafts ( 7.1 . 7.2 ) of the two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) are arranged lying in a plane.

Linear drive according to at least one of claims 5 to 12, characterized in that the Zwischenradwelle ( 11 ) parallel to the respective two drive shafts ( 7.1 . 7.2 ) of the two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) is arranged.

Linear drive according to at least one of claims 6 to 13, characterized in that the carriage ( 12 ) with Zwischenradwelle ( 11 ) and the intermediate wheel ( 10.1 ) in the linear guide ( 13 ) approximately perpendicular to the drive shafts ( 7.1 . 7.2 ) is arranged and aligned and mechanically or automatically controlled via at least one actuator ( 15 ) linear with respect to the two gears ( 9.1 . 9.2 ) of the transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) is movable, wherein the Zwischenradwelle ( 11 ) parallel to the drive shafts ( 7.1 . 7.2 ) of the transmission elements ( 3.1 ) is arranged.

Method for operating a linear drive (R ₁ , R ₂ ), in particular rack drive, in which via a drive train ( 2 ) two transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) for driving two pinions ( 5.1 . 5.2 ), which are equipped with a linear guide ( 13 ), characterized in that for balancing a game and / or a permanent two-flank system between the pinions ( 5.1 . 5.2 ) and the linear guide ( 6 ) a bias of the intermediate wheel ( 10 ) on the two gears ( 9.1 . 9.2 ) of the transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) or pinion ( 5.1 . 5.2 ) is changeable and / or controllable during operation.

A method according to claim 15, characterized in that via a permanent force measurement, a bias voltage between the drive trains of the transmission elements ( 3.1 . 3.2 ) and / or between the pinions ( 5.1 . 5.2 ) is determined during operation and a bias voltage in operation according to speed and / or acceleration and / or load-dependent changed.