DE102005020935B4

DE102005020935B4 - Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem

Info

Publication number: DE102005020935B4
Application number: DE200510020935
Authority: DE
Inventors: Pzung-Cheng Liou; Chia-Yu Lin
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Current assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2025-05-05
Also published as: DE102005020935A1

Abstract

Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem, aufweisend:
ein Antriebsaggregat (10), das als Antriebsquelle zur Erzeugung eines Drehmoments dient;
einen Antrieb (20), der eine Spindel (21), eine Spindelmutter (22) und ein Innenrohr (23) aufweist, wobei die Spindel (21) zur Kraftübertragung in Verbindung mit dem Antriebsaggregat (10) steht, und wobei die Spindelmutter (22) auf die Spindel (21) aufsetzbar ist, um eine drehende Bewegung der Spindel (21) in eine geradlinige Bewegung der Spindelmutter (22) umzuwandeln, und wobei das Innenrohr (23) an der Spindelmutter (22) befestigt und somit mit ihr linear beweglich ist;
einen Belastungskopf (40) zur geradlinigen Bewegung einer Last;
ein Schnelllösesystem (30), das zwischen dem Innenrohr (23) des Antriebs (20) und dem Belastungskopf (40) vorgesehen ist, wobei das Innenrohr (23) und der Belastungskopf (40) koaxial über das Schnelllösesystem (30) miteinander verbunden sind, und wobei das Schnelllösesystem (30) aus einem drehenden Abschnitt, einem nicht drehenden Abschnitt und einer Schnelllösefeder (33) besteht,...

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem, insbesondere einen Linearantrieb, der bei Anlagen mit hin- und hergehender Bewegung Verwendung findet, wobei eine Last durch das Schnelllösesystem ohne Versorgung mit Kraft zurückgezogen werden kann.
Ein normaler Linearantrieb besteht vor allem aus einem Motor, einer Antriebsspindel, einer Übertragungsspindel, einer Gewindespindel, einer Spindelmutter und einem Innenrohr. Zuerst geht das Drehmoment vom Motor aus zur Antriebsspindel. Da die Antriebsspindel in die Übertragungsspindel eingreift, wird das Drehmoment von der Antriebsspindel zur Übertragungs- spindel übertragen. Die Gewindespindel ist in der Übertragungsspindel vorgesehen, wobei die Spindelmutter auf der Gewindespindel aufgesetzt ist, in der ein Innenrohr eingebaut ist. wenn die Gewindespindel mit der Übertragungsspindel dreht, wandelt die Mutter das Drehmoment der Gewindespindel in geradlinige Zug-Druck-Kraft um, damit das Innenrohr eine problemlose Pendelbewegung ausführt und somit die Last in Bewegung versetzt, was einen Linearantrieb bewirkt.
Wenn keine Stromversorgung vorhanden ist oder ein Notfall auftritt, braucht der Linearantrieb unbedingt eine manuelle mechanische Schnelllösevorrichtung, um das Innenrohr des Linearantriebs und die zugehörige Last schnell zurückzuziehen.

Aus der EP 0 658 662 A2 ist eine derartige Schnelllösevorrichtung bekannt, die als Kupplung ausgeführt ist und zwischen einer Übertragungsspindel und einer Gewindespindel vorgesehen ist. Beim Trennen rückt die Kupplung aus, damit ein Motor, eine Antriebsspindel und die Übertragungsspindel von der Gewindespindel, einer Gewindemutter und dem Innenrohr getrennt werden können, dann kann die Gewindespindel frei in der Mutter drehen, um das Innenrohr zurückzuziehen. Aufgrund der Schnelllösevorrichtung in Ausführung der Kupplung werden die Last und das Innenrohr innerhalb eines sehr kurzen Moments eingefahren, was zu einem großen Aufprall und somit zu einer hohen Störanfälligkeit führen kann.

Eine weitere herkömmliche Konstruktion der Schnelllösevorrichtung, die aus der US 6 158 295 A bekannt ist, wird in Bauweise einer Bremse ausgeführt. Obwohl die Einfahrgeschwindigkeit der Last und des Innenrohrs kontrolliert und die dynamische Kraft dadurch verbessert werden kann, muss ein Planetenrädersatz in dieser Konstruktion unbedingt eingebaut werden. Beim Lösen drehen sich ein Hohlrad und Planetenräder nicht nur um sich selbst, sondern auch um das Sonnenrad. Die Trennbacken müssen die axiale Kraft in radiale Kraft umwandeln. Deshalb ist die Konstruktion sehr kompliziert und die Lösevorrichtung kann nur mit einem einen Planetenrädersatz aufweisenden Linearantrieb zusammenwirken, wodurch die Anwendung dieser Lösevorrichtung in erheblichem Maße eingeschränkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem zu schaffen, der für ein schnelles und gleichmäßiges Zurückziehen einer Last mit steuerbarer Geschwindigkeit und Strecke sorgt, ohne Kraft zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im Folgenden werden Aufgaben und Funktionsweise der Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine perspektivische Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels eines Linearantriebs mit einem Schnelllösesystem;
2 einen Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs gemäß 1; und
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2.
Bezugnehmend auf 1 ist ein Antriebsaggregat 10 als Antriebsquelle zur Ausgabe von Drehmoment einsetzbar. Das heißt, dass das von einem Motor zur Verfügung gestellte Drehmoment über das Antriebsaggregat 10 auf einen Antrieb 20 übertragen wird. Der Antrieb 20 umfasst eine Spindel 21, eine Spindelmutter 22 und ein Innenrohr 23. Zwischen dem Antrieb 20 und einem Belastungskopf 40 ist ein Schnelllösesystem 30 vorgesehen. Die Spindel 21 steht zur Kraftübertragung in Verbindung mit dem Antriebsaggregat 10, wobei die Spindelmutter 22 auf die Spindel 21 aufsetzbar ist, um drehende Bewegung in geradlinige Bewegung umzuwandeln, und wobei das Innenrohr 23 an der Spindelmutter 22 befestigt und somit mit ihr beweglich ist. Ein hinteres Ende des Innenrohrs 23 ist im Inneren des vorderen Abschnitts einer Lösehülse 31 eingebaut, wobei außen an der Lösehülse 31 eine Schnelllösefeder 33 angebracht ist, an der ein Lösehebel 36 angesetzt ist.
Im Inneren des hinteren Abschnitts der Lösehülse 31 ist ein Kugellager 32 eingepasst, das eine Aufnahmebohrung aufweist, in die ein vorderer Abschnitt des Belastungskopfs 40 eingeführt und dann mit einem Auflagepuffer 34 und einer Sicherungsmutter 35 befestigt ist. Schließlich ist der Lösehebel 36 mit einem Feststellring 41 an dem Belastungskopf 40 befestigt.
Das Antriebsaggregat 10 bringt die Spindel 21 in Drehbewegung, wobei die Drehbewegung mit der Spindelmutter 22 in geradlinige Bewegung umgewandelt wird. Hierdurch ergibt sich eine hin- und hergehende Linearbewegung des auf die Spindelmutter 22 aufgesetzten Innenrohrs 23. Das Schnelllösesystem 30 ist zwischen dem Innenrohr 23 des Antriebs 20 und dem Belastungskopf 40 vorgesehen, wobei das Innenrohr 23 und der Belastungskopf 40 koaxial über das Schnelllösesystem 30 miteinander verbunden sind. Das Schnelllösesystem 30 besteht hauptsächlich aus einem drehenden Abschnitt, einem nicht drehenden Abschnitt und einer Schnelllösefeder 33. Der drehende Abschnitt des Schnelllösesystems 30 ist aus der Lösehülse 31 und einem Außenteil des Kugellagers 32 aufgebaut, wobei der nicht drehende Abschnitt ein Innenteil des Kugellagers 32, den Auflagepuffer 34 und die Sicherungsmutter 35 umfasst. Das Schnelllösesystem 30 ist so konstruiert, dass die Lösehülse 31 des drehenden Abschnitts am Innenrohr 23 angebracht ist, während der nicht drehende Abschnitt koaxial über das Kugellager 32, den Auflagepuffer 34 und die Sicherungsmutter 35 mit dem Belastungskopf 40 verbunden ist. Außerdem sind der drehende und der nicht drehende Abschnitt über die Schnelllösefeder 33 miteinander verbunden, wodurch eine Kraftübertragung von dem Innenrohr 23 auf den Belastungskopf 40 möglich ist, um eine nicht näher dargestellte Last in Linearbewegung zu versetzen, wobei der drehende und der nicht drehende Abschnittfreigegeben werden, um die Last in ihre ursprüngliche Lage zurückzuziehen.
Nachfolgend wird Bezug auf 3 genommen. Die Schnelllösefeder 33 des Schnelllösesystems 30 weist an ihrem dem Belastungskopf 40 zugewandten Ende einen nach innen umgebogenen Haken 331 auf, mit dem die Schnelllösefeder 33 am Belastungskopf 40 anhakbar ist, wobei die Schnelllösefeder 33 an ihrem dem Schnelllösesystem 30 zugewandten Ende mit einem nach außen umgebogene Haken 332 versehen ist, mit dessen Hilfe die Spannkraft der Schnelllösefeder 33 auf den drehenden und den nicht drehenden Abschnitt derart einstellbar ist, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt gewährleistet wird. Der nach innen umgebogene Haken 331 der Schnelllösefeder 33 ist am Belastungskopf 40 befestigt.
Wird der nach außen umgebogene Haken 332 der Schnelllösefeder 33 nicht betätigt, wird die Schnelllösefeder 33 unter Einwirkung ihrer Rückstellkraft nach innen zurückgezogen. Hierdurch ergibt sich eine sehr große Spannkraft auf die Lösehülse 31, was für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt sorgt, wodurch der drehende Abschnitt in nicht drehendem Zustand gesperrt wird. Auf diese Weise wird eine problemlose Übertragung von Kraft zur Verschiebung der Last gewährleistet. Wird der Haken 332 der Schnelllösefeder 33 entgegen der Federkraft der Schnelllösefeder 33 nach außen hin gezogen, ergibt sich dann eine geringere Spannkraft der Schnelllösefeder 33 auf die Lösehülse 31 als die für die Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt benötigte Kraft. Auf diese Weise kann der drehende Abschnitt von dem nicht drehenden Abschnitt freikommen und somit sich in drehendem Zustand befinden. Aus dem Eigengewicht der Last ergibt sich eine Kraft, mit der sich die Spindelmutter 22, das Innenrohr 23, die Lösehülse 31 und das Kugellager 32 drehen, um die Last zurückzuziehen. So wird ein schnelles Entkuppeln bewirkt.
Zusammengefasst lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem beispielsweise folgende Vorteile realisieren:

1. Das Schnelllösesystem des erfindungsgemäßen Linearantriebs ist in einer kompakten Baueinheit ausgeführt, was ein unmittelbares Einfügen im Innenrohr und Belastungskopf des Linearantriebs bewirkt. Hierdurch ergeben sich ein breites Anwendungsspektrum, ein kompakter Aufbau, eine erhebliche Verringerung von Bauteilen und ein einfacher Zusammenbau.
2. Bei der Gestaltung des erfindungsgemäßen Linearantriebs wird versucht, die Kraftübertragung zwischen der Kraftquelle und der Last zu unterbrechen oder abzutrennen, wobei ein schnelles Zurückziehen der Last durch ihr eigenes Gewicht zustande kommt.
3. Unter Verwendung der Spannkraft der Schnelllösefeder des erfindungsgemäßen Schnelllösesystems sind die Geschwindigkeit der Last und der Abstand, über den die Last zurückgezogen wird, einfacher steuerbar, was eine Herabsetzung von Stoßkraft bewirkt. Dadurch sind ein Höchstmaß an Anwendungssicherheit und eine Erhöhung der Standzeit des Linearantriebs gewährleistet.

10: Antriebsaggregat
20: Antrieb
21: Spindel
22: Spindelmutter
23: Innenrohr
30: Schnelllösesystem
31: Lösehülse
32: Kugellager
33: Schnelllösefeder
331: nach innen umgebogener Haken
332: nach außen umgebogener Haken
34: Auflagepuffer
35: Sicherungsmutter
36: Lösehebel
361: Schlitz
40: Belastungskopf
41: Feststellring
42: Verbindungsbohrung

Claims

Linearantrieb mit einem Schnelllösesystem, aufweisend: ein Antriebsaggregat (10), das als Antriebsquelle zur Erzeugung eines Drehmoments dient; einen Antrieb (20), der eine Spindel (21), eine Spindelmutter (22) und ein Innenrohr (23) aufweist, wobei die Spindel (21) zur Kraftübertragung in Verbindung mit dem Antriebsaggregat (10) steht, und wobei die Spindelmutter (22) auf die Spindel (21) aufsetzbar ist, um eine drehende Bewegung der Spindel (21) in eine geradlinige Bewegung der Spindelmutter (22) umzuwandeln, und wobei das Innenrohr (23) an der Spindelmutter (22) befestigt und somit mit ihr linear beweglich ist; einen Belastungskopf (40) zur geradlinigen Bewegung einer Last; ein Schnelllösesystem (30), das zwischen dem Innenrohr (23) des Antriebs (20) und dem Belastungskopf (40) vorgesehen ist, wobei das Innenrohr (23) und der Belastungskopf (40) koaxial über das Schnelllösesystem (30) miteinander verbunden sind, und wobei das Schnelllösesystem (30) aus einem drehenden Abschnitt, einem nicht drehenden Abschnitt und einer Schnelllösefeder (33) besteht, wobei das Schnelllösesystem (30) so konstruiert ist, dass der drehende Abschnitt am Innenrohr (23) befestigt ist, während der nicht drehende Abschnitt an dem Belastungskopf (40) befestigt ist, und dass der drehende und der nicht drehende Abschnitt über die Schnelllösefeder (33) derart miteinander kuppelbar sind, dass eine Kraftübertragung von dem Innenrohr (23) auf den Belastungskopf (40) erfolgt, um die Last in die geradlinige Bewegung zu versetzen, wobei der drehende und der nicht drehende Abschnitt durch Betätigung der Schnelllösefeder (33) entkupplbar sind, wodurch die Last in ihre ursprüngliche Lage zurückziehbar ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnelllösefeder (33) des Schnelllösesystems (30) an ihrem dem Belastungskopf (40) zugewandten Ende einen nach innen umgebogenen Haken (331) aufweist, mit dem die Schnelllösefeder (33) am Belastungskopf (40) anhakbar ist, wobei die Schnelllösefeder (33) an ihrem dem Schnelllösesystem (30) zugewandten Ende mit einem nach außen umgebogene Haken (332) versehen ist, mit dessen Hilfe die Spannkraft der Schnelllösefeder (33) auf den drehenden und den nicht drehenden Abschnitt derart einstellbar ist, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt gewährleistet wird, was für eine problemlose Übertragung von Kraft zur Verschiebung der Last sorgt, wenn die Spannkraft der Schnelllösefeder (33) größer ist als die für die Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt benötigte Kraft, und dass der drehende Abschnitt von dem nicht drehenden Abschnitt freikommt, um die Last durch Drehbewegung des drehenden Abschnitts zurückzuziehen, wenn die Spannkraft der Schnelllösefeder (33) geringer ist als die für die Verbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Abschnitt benötigte Kraft.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft der Schnelllösefeder (33) des Schnelllösesystems (30) durch Öffnungswinkel des Hakens (332) der Schnelllösefeder (33) einstellbar ist, wodurch eine einfache Steuerung der Geschwindigkeit des Zurückziehens der Last möglich ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, über den die Last zurückgezogen wird, einstellbar ist, indem eine Kraft auf den nach außen umgebogenen Haken (332) der Schnelllösefeder (33) entgegen der Federkraft aufgebracht oder dann losgelassen wird.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehende Abschnitt des Schnelllösesystems (30) aus einer Lösehülse (31) und einem Außenteil eines Kugellagers (32) besteht, wobei der nicht drehende Abschnitt ein Innenteil des Kugellagers (32), einen Auflagepuffer (34) und eine Sicherungsmutter (35) umfasst.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lösehebel (36) vorgesehen ist, der mit einem Schlitz (361) versehen ist, in den der nach außen umgebogene Haken (332) der Schnelllösefeder (33) eingreift, wodurch der Öffnungswinkel des Hakens (332) der Schnelllösefeder (33) einfach einstellbar ist.