DE102006034657B3

DE102006034657B3 - Linearverstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102006034657B3
Application number: DE200610034657
Authority: DE
Inventors: Thomas Fucks
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-07-25

Abstract

Eine Linearverstellvorrichtung beinhaltet folgende Merkmale: - Ein Drehantrieb, - Umwandlungsmittel zum Umwandeln einer mit dem Drehantrieb erzeugbaren Drehbewegung in einer Linearbewegung eines Translationsteils, - das Translationsteil ist über einen betätigbaren Mechanismus drehfest mit einem Schlittenteil verbindbar, und - das Schlittenteil ist gegenüber einer Einbauumgebung drehfest und in Linearbewegungsrichtung des Translationsteils zusammen mit dem Translationsteil längsverschieblich gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearverstellvorrichtung.
In der DE 37 00 430 C2 ist eine Kugelumlaufspindelmutter für eine Kugelumlaufspindeleinheit beschrieben, die drehbar mit Hilfe von Ringschräglagern abgestützt ist, und die eine zylindrische Verlängerung hat, so dass ein Drehantriebselement mit der Verlängerung verbunden werden kann. Auf diese Weise werden Vibrationen, die sonst infolge von Fehlern bei der Drehübertragung und aufgrund von Fehlausrichtungen auftreten könnten, eliminiert und eine stabile und genaue Verdrehung gewährleistet.
Beispielsweise aus der DD 262 803 A1 ist eine Injektionsvorrichtung bekannt, die aus einem Antrieb für die Bewegung eines Kolbens sowie für ein Einstechen und Zurückziehen mindestens einer Kanüle einer auf einer Spritzenaufnahme angeordneten Injektionsspritze besteht, wobei zumindest während des Einstichs einer von einer Kanülenaufnahme getragenen Kanüle eine von einer Vibrationseinrichtung erzeugte Axialschwingung überlagert ist. Der Antrieb ist dabei einerseits mit einem nur für die Injektion vorgesehenen Kolbenschieber und andererseits über eine schaltbare Kupplung mit einem axial beweglichen, die Kanülen freigebenden Mundstück in Verbindung stehend. Weiterhin ist zwischen Spritzenbehälter und Kanülenaufnahme ein elastisches, die Vibrationen nicht übertragendes Glied vorgesehen. Die Injektionseinrichtung der DD 262 803 A1 weist dabei zur Erfüllung aller vorgenannten Funktionen mit Nachteil einen vergleichsweise komplexen mechanischen Aufbau mit vergleichsweise vielen Einzelteilen auf.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Linearverstellvorrichtung zu schaffen, die insbesondere einfach aufgebaut ist, aus wenigen Einzelteilen besteht und bei der für wenigstens eine Richtung der Linearbewegung eine schnelle manuelle Bewegungsmöglichkeit von gegeneinander linearverschieblichen Teilen gegeben ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Linearverstellvorrichtung folgende Merkmale:

– Ein Drehantrieb,
– Umwandlungsmittel zum Umwandeln einer mit dem Drehantrieb erzeugbaren Drehbewegung in eine Linearbewegung eines Translationsteils,
– das Translationsteil ist über einen betätigbaren Mechanismus drehfest mit einem Schlittenteil verbindbar, wobei der Mechanismus derart ausgebildet ist, dass das Translationsteil mit dem Schlittenteil drehfest verbunden oder frei von einer drehfesten Verbindung ist, und
– das Schlittenteil ist gegenüber einer Einbauumgebung drehfest und in Linearbewegungsrichtung des Translationsteils zusammen mit dem Translationsteil längsverschieblich gelagert.

Dadurch, dass die Linearverstellvorrichtung mit den Grundelementen Drehantrieb, Umwandlungsmitteln, Translationsteil, betätigbarer Mechanismus und Schlittenteil auskommt, ist sie gegenüber vergleichbaren Vorrichtungen mit Vorteil einfach aus wenigen Einzelteilen aufgebaut. Durch den betätigbaren Mechanismus kann eine drehfeste Verbindung zwischen dem Translationsteil und dem Schlittenteil gelöst werden, so dass insbesondere durch eine manuelle Betätigung ein schnelles Längsverschieben des Schlittenteils und damit einhergehend des Translationsteils mit Vorteil möglich ist. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn es beispielsweise im Rahmen einer Injektionsvor richtung darum geht, zwischen einer bestimmungsgemäß nicht zum Drehen vorgesehenen Grundkonstruktion und beispielsweise dem entsprechend gestalteten Schlittenteil nach einem abgeschlossenen Injektionsvorgang schnell eine frisch aufgezogene Spritze einzusetzen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Umwandlungsmittel eine antreibbare Spindelmutter, die über einen hohlwellenartigen Abschnitt mit dem Drehantrieb verbunden ist, einen mit der Spindelmutter im Eingriff stehenden gewindestangenartigen, zum Hineinragen in den hohlwellenartigen Abschnitt vorgesehenen Abschnitt des Translationsteils und einen hohlzylinderartigen Abschnitt des Schlittenteils, der wiederum sowohl Teile des Translationsteils als auch besagten hohlwellenartigen Abschnitts umschließt. Dadurch wird mit Vorteil aufgrund des einander Umschließens von Bauelementen eine Linearverstellvorrichtung mit vergleichsweise klein dimensionierbarer Ausdehnung in Linearbewegungsrichtung erzielt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
Die Figur zeigt dabei als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine längsschnittartige Prinzipskizze einer Linearverstellvorrichtung. Die Vorrichtung umfasst dabei einen Motor 1, insbesondere in der Ausbildung als Elektromotor, der mit einer vom Motor 1 anzutreibenden Antriebswelle verbunden ist, die in einem als Vollwelle ausgebildeten Abschnitt mittels eines Lagers 2 gegenüber einer Grundkonstruktion 9 der Vorrichtung drehbar gelagert ist und die sich hin zu einer als Wälzgewindemutter ausgebildeten Spindelmutter 4 mit einem hohlwellenartigen Abschnitt 3 fortsetzt. Die Antriebswelle ist dabei fest mit der Spindelmutter 4 verbunden und der Motor 1 ist fest mit der Grundkonstruktion verbunden.
In Eingriff mit der Spindelmutter 4 stehend ist dabei ein gewindestangenartiger Abschnitt 5 eines Translationsteils, wobei der gewindestangenartige Abschnitt 5 des Translationsteils je nach Verdrehung von Spindelmutter zu besagtem Abschnitt 5 zum Hineinragen in den hohlwellenartigen Abschnitt 3 der Antriebswelle vorgesehen ist.
Das Translationsteil ist über ein weiteres Lager 6 drehbar, aber in Linearbewegungsrichtung fest mit einem Schlittenteil verbunden. Dabei umfasst das Schlittenteil einen hohlzylinderartigen Abschnitt 7, der den gewindestangenartigen Abschnitt 5 des Translationsteils und je nach Verdrehung von Translationsteil gegenüber der Spindelmutter 4 auch die Spindelmutter 4 und den sich daran anschließenden hohlwellenartigen Abschnitt 3 der Antriebswelle umschließt.
Am Außenmantel des hohlzylinderartigen Abschnitts 7 des Schlittenteils sind wenigstens zwei sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende, längsverlaufende Rillen ausgebildet. Darin sind Wälzkörper angeordnet, die eine Längsverschieblichkeit, aber keine Verdrehbarkeit des Schlittenteils gestattend, in einem entsprechenden, mit der Grundkonstruktion 9 der Vorrichtung fest verbundenen Lagergegenteil 8 geführt sind. Weiterhin sind die Grundkonstruktion 9 und das Schlittenteil derart ausgebildet, dass zwischen ihnen eine Spritze 12 einsetzbar ist.
Weiterhin ist das Schlittenteil mit einem insbesondere manuell betätigbaren Mechanismus 11 versehen, mit dem das Schlittenteil drehfest mit dem Translationsteil verbunden wird oder besagte drehfeste Verbindung entspre chend freigegeben wird. Dazu ist das Translationsteil am betroffenen axialen Ende mit einem entsprechenden zahnradartigen Abschnitt 10 ausgebildet.
Ist nunmehr eine entsprechend aufgezogene Spritze 12 eingesetzt und das Translationsteil entsprechend weit nach rechts aus der Spindelmutter 4 herausgefahren, so kann bei entsprechender Drehrichtung der Antriebswelle und bei drehfester Verbindung zwischen dem Translationsteil und dem Schlittenteil durch den entsprechend betätigten Mechanismus 11 das Translationsteil zusammen mit dem Schlittenteil, beispielsweise mit moderater Geschwindigkeit nach links zum Ausgeben des Spritzeninhalts bewegt werden. Am Ende dieses Ausgabevorgangs stoppt der Motor 1 und durch ein entsprechendes Betätigen des Mechanismus kann die drehfeste Verbindung zwischen dem Translationsteil und dem Schlittenteil freigegeben werden, so dass besagte beide Teile durch ein entsprechendes manuelles Eingreifen schnell bis beispielsweise zu einem vorgegebenen Anschlag nach links gezogen werden können. Durch diesen Vorgang wird der gewindestangenartige Bereich 5 des Translationsteils sozusagen schnell aus der jetzt feststehenden Spindelmutter 4 herausgedreht. Danach kann eine neue aufgezogene Spritze 12 eingesetzt werden und der Ausgabevorgang erneut ablaufen. In einem anderen Ablaufszenario kann das Translationsteil zusammen mit dem Schlittenteil bei entsprechender Drehrichtungsumkehr natürlich auch durch den Motor 1 nach rechts zurückbewegt werden.

1: Motor
2, 6: Lager
3: hohlwellenartiger Abschnitt der Antriebswelle
4: Spindelmutter
5: gewindestangenartiger Abschnitt des Translationsteils
7: hohlzylinderartiger Abschnitt des Schlittenteils
8: Lagergegenteil
9: Grundkonstruktion
10: zahnradartiger Abschnitt des Translationsteils
11: Mechanismus
12: Spritze

Claims

Linearverstellvorrichtung, beinhaltend folgende Merkmale: – Ein Drehantrieb, – Umwandlungsmittel zum Umwandeln einer mit dem Drehantrieb erzeugbaren Drehbewegung in eine Linearbewegung eines Translationsteils, – das Translationsteil ist über einen betätigbaren Mechanismus drehfest mit einem Schlittenteil verbindbar, wobei der Mechanismus derart ausgebildet ist, dass das Translationsteil mit dem Schlittenteil drehfest verbunden oder frei von einer drehfesten Verbindung ist, und – das Schlittenteil ist gegenüber einer Einbauumgebung drehfest und in Linearbewegungsrichtung des Translationsteils zusammen mit dem Translationsteil längsverschieblich gelagert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Translationsteil und das Schlittenteil gegeneinander drehbar gelagert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Drehantrieb fest mit der Einbauumgebung verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drehantrieb einen Elektromotor umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Umwandlungsmittel eine antreibbare Spindelmutter umfassen und das Translationsteil einen gewindestangenartigen, mit der Spindelmutter im Eingriff stehenden Abschnitt umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Spindelmutter über einen hohlwellenartigen Abschnitt, der je nach Eingriffszustand zwischen Spindelmutter und Translationsteil wenigstens einen Teil des gewindestangenartigen Abschnitts des Translationsteils umschließt, mit dem Drehantrieb verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei wenigstens ein Teil einer Verbindung zwischen der Spindelmutter und dem Drehantrieb gegenüber der Einbauumgebung drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei wenigstens eine der drehbaren Lagerungen eine Wälz- oder Gleitlagerung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Mechanismus manuell betätigbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Mechanismus für das drehfeste Verbinden ein am Schlittenteil gehaltertes, im Wesentlichen senkrecht zur Linearbewegungsrichtung bewegliches, zum Eingreifen in einen zahnradartig ausgebildeten Endabschnitt des Translationsteils vorgesehenes Element umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Schlittenteil einen hohlzylinderartigen Abschnitt umfasst, der wenigstens einen Abschnitt des Translationsteils umschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Schlittenteil einen Außenmantelabschnitt mit wenigstens einer Längsrille umfasst, in die für eine drehfeste Verbindung zur Einbauumgebung hin ein entsprechender Eingriff ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei in der Längsrille zum Abrollen vorgesehene Wälzelemente angeordnet sind, die einbauumgebungsseitig entsprechend mit einem Drehmomentenübertragungsvermögen geführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Längsrillen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei besagter Außenmantelabschnitt des Schlittenteils ein Außenmantel besagten hohlzylinderartigen Abschnitts des Schlittenteils ist.