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Die Erfindung betrifft einen Linearversteller mit einem Scherengetriebe.
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Linearversteller sind in unterschiedlichen Ausführungen für unterschiedlichste Anwendungen bekannt.
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Auch aus dem Bereich der aktiven Federungssysteme für Sitze sind Linearversteller mit einem Scherengetriebe bekannt. Solchen aktiven Federungssystemen kommt die Aufgabe zu, den Fahrer möglichst gut von den Schwingungen der Karosserie zu isolieren. Beispielsweise offenbart
EP 2 390 133 A1 ein aktives Sitzfederungssystem mit einem Trägerrahmen und einem Basisrahmen, die über einen Scherengetriebe miteinander verbunden sind. Zum Verstellen ist ein Antriebsmotor vorgesehen, dessen Gehäuse mit einer der Scheren verbunden ist, während sein Abtrieb über ein Planetengetriebe mit der anderen Schere verbunden ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die aktive Regelung bei solchen Systemen in der Praxis nicht ausreichend gut funktioniert.
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Aus
US 6,886,650 B2 ist ein Kontrollsystem für einen aktiven Sitz bekannt. Das System beinhaltet einen hydraulischen Aktuator, der zwischen einem Sitz und einer Basis angeordnet ist. Zur Führung des Sitzes relativ zu der Basis ist eine Scherenanordnung vorgesehen. Ein einziger Beschleunigungssensor ist an der Basis befestigt, der ein Beschleunigungssignal als Antwort auf eine Bewegung der Basis generiert. Eine Einheit kontrolliert aktiv den hydraulischen Aktuator als Funktion des Beschleunigungssignals. Ein solches System hat den ganz besonderen Nachteil, dass eine sehr große hydraulische Leistung benötigt wird, um die für einen Fahrzeugsitz nötige Verstellung zu erreichen. Außerdem ist ein solches System, insbesondere auf Grund der nötigen Hydraulikbauteile, konstruktiv sehr aufwändig und darüber hinaus störanfällig.
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DE 10 2009 025 262 A1 ist ein Roboterarm für eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers durch ein Förmgebungsverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren oder Press- beziehungsweise Stanzverfahren, bekannt. Der Roboterarm weist ein Spannungswellengetriebe auf und dient zur Beladung und/oder Entladung eines Werkzeuges in - beziehungsweise aus der Herstellungsanlage.
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DE 20 2007 008 467 U1 offenbart eine Verstelleinrichtung für ein um eine definierte Achse verstellbares Möbelbauteil, die zumindest einen elektromotorischen Stellantrieb mit einem rotierend antreibbaren Abtriebsglied aufweist. Der Stellantrieb der Verstelleinrichtung besteht aus einem Antriebsmotor, der mit einem Drehzahlreduziergetriebe gekoppelt ist, wobei das Drehzahlreduziergetriebe mit einem das Abtriebsglied aufweisenden Taumeltrieb gekoppelt ist. Das Drehzahlreduziergetriebe ist in einer bevorzugten Ausführung ein Schneckentrieb, wobei die Schnecke auf den Antriebszapfen des Antriebsmotörs drehfest aufgesetzt ist und mit einem Schneckenrad in Eingriff steht. Gemäß einer besonderen Ausführung ist dem Drehzahlreduziergetriebe ein Planetengetriebe oder ein Harmonic-Drive-Getriebe oder ein Zykloidgetriebe nachgeschaltet.
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US 5,975,508 ist ein aktives Sitzfederungssystem für ein Fahrzeug bekannt. Bei diesem System ist ein hydraulischer Aktuator zwischen dem Sitz und der Fahrzeugkarosserie angeordnet, um einer Übertragung der Bewegungen der Fahrzeugkarosserie auf den Sitz entgegen zu wirken.
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US 3,785,462 ist ein Scherenhubtisch mit einer unteren und einer oberen Plattform bekannt.. Zum Bewegen der Plattformen relativ zueinander ist ein Seilzugmechanismus vorgesehen.
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US 2007/0278025 A1 ist ein Federungssystem bekannt, das eine aktive Vibrationskompensation aufweist. Das Federungssystem ist, für einen Fahrzeugsitz ausgelegt und weist ein Scherengetriebe auf. Darüber hinaus ist ein pneumatischer Stoßabsorber und ein über ein Zugmittel angekoppelter Stellmotor vorgesehen.
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DE 692 16 175 T2 ist ein elektronischer Aufhängungsfahrzeugsitz bekannt. Die gefederte Sitzaufhängung weist einen Basisrahmen, einen Sitztragrahmen und eine Verbindungseinrichtung, die am Basisrahmen montiert ist und den Sitztragrahmen bezüglich des Basisrahmens einstellbar vertikal trägt, auf. Die Verbindungseinrichtung kann als Parallelogrammgelenk oder als Scherengelenk ausgebildet sein oder eine mechanische Feder und eine motorgetriebene Gewindeschraubeneinheit sein.
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DE 20 2010 009 486 U1 ist ein Fensterscheibenantrieb mit Schließfeder bekannt. Der Fensterscheibenantrieb weist einen in eine Öffnungs- und Schließstellung hin und her bewegbaren Halter für die Fensterscheibe, sowie ein erstes Getriebeglied und ein zweites Getriebeglied, die mit dem Halter gekoppelt und in einem Gelenk relativ zueinander derart beweglich gelagert sind, dass eine Relativbewegung der Getriebeglieder eine Bewegung des Halters bewirkt. Außerdem weist der Fensterscheibenantrieb einen mit dem Getriebegliedern zur Erzeugung ihrer Relativbewegung gekoppelten Aktuator, sowie ein Federglied, das sich mit einem ersten Federende an dem ersten Getriebeglied und einem zweiten Federende an dem zweiten Getriebeglied abstützt, um der Bewegung des Halters in die Öffnungsrichtung eine Federkraft entgegenzusetzen, auf.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearversteller anzugeben, der konstruktiv unkompliziert als Stellglied in einer Regelung verwendet werden kann und hierbei ein möglichst schnelles, zuverlässiges und genaues Einstellen einer Sollgröße ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch einen Linearversteller nach Anspruch 1 gelöst.
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Es wurde erkannt, dass ein wesentliches Problem bei der aktiven Regelung unter Verwendung von Linearverstellern mit Scherengetrieben darin besteht, dass ein vorgegebener Einstellenwert nicht hinreichend, schnell und mit ausreichender Präzision und Zuverlässigkeit eingestellt werden kann. In erfindungsgemäßer Weise wurde weiter erkannt, dass bei den bekannten Systemen der eingestellte Ist-Wert nicht allein von der vorgegebenen Sollgröße abhängt, sondern auch von dem vorherigen Systemzustand. Darüber hinaus wurde erkannt, dass dieses Phänomen darauf zurückzuführen ist, dass insbesondere bei Verwendung von Linearverstellern mit Planetengetrieben ein viel zu großes Getriebespiel vorhanden ist, was sich insbesondere in den Umkehrpunkten nachteilig für die Regelung auswirkt. Die Verwendung von spielfreien Planetengetrieben ist theoretisch möglich, allerdings sind solche Planetengetriebe sehr aufwändig, anfälliger und teuer.
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Der erfindungsgemäße Linearversteller hat den ganz besonderen Vorteil, dass weit gehend unabhängig von dem jeweiligen vorherigen Systemzustand schnell und präzise eine Sollgröße eingestellt werden kann. Hierbei wird erfindungsgemäß ausgenutzt, dass ein Spannungswellengetriebe - anders als beispielsweise ein Planetengetriebe - spielfrei arbeitet und so auch eine plötzliche Änderung der Verstellungsrichtung ohne Einbuße an Verstellgenauigkeit ohne weiteres möglich ist.
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Bei einer besonders robusten Ausführung ist ein erster der Scherenarme drehgelenkig an dem ersten Basisteil und, insbesondere mittels eines Loslagers, drehgelenkig und verschiebbar an dem zweiten Basisteil festgelegt. Zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein zweiter der Scherenarme drehgelenkig an dem zweiten Basisteil und, insbesondere mittels eines Loslagers, drehgelenkig und verschiebbar an dem ersten Basisteil festgelegt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Linearversteller zusätzliche Scherenarme aufweist, die mit den genannten Scherenrahmen fest verbunden sein können.
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Es gibt keine grundsätzlichen Einschränkungen dahingehend, wo oder an welchen Bauteilen innerhalb des Linearverstellers dass Spannungswellengetriebe anzukoppeln ist.
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Beispielsweise bildet das Spannungswellengetriebe bei einer vorteilhaften Ausführung die gelenkige Verbindung des einen Scherenarms mit dem anderen Scherenarm. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Spannungswellengetriebe wenigstens Teil der gelenkigen Verbindung eines der Scherenarme mit dem anderen Scherenarm ist. Bei einer solchen Ausführung kann eine Verstellbewegung insbesondere dadurch bewirkt werden, dass der Getriebeaktuator die Scherenarme relativ zueinander verschwenkt.
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Alternativ ist das Spannungswellengetriebe bei einer anderen Ausführungsform außerhalb der gelenkigen Verbindung des einen Scherenarms mit dem anderen Scherenarm angeordnet.
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Es ist beispielsweise auch möglich, dass das Spannungswellengetriebe die gelenkige Verbindung eines der Scherenarme mit einem der Basisteile bildet oder dass das Spannungswellengetriebe wenigstens Teil der gelenkigen Verbindung eines der Scherenarme mit einem der Basisteile ist. Bei einer solchen Ausführung kann eine Verstellbewegung, insbesondere dadurch bewirkt werden, dass der Getriebeaktuator ein Drehmoment auf den Scherenarm relativ zu dem Basisteil ausübt.
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Die Ankopplung des Spannungswellengetriebes kann beispielsweise in der Art erfolgen, dass einer der Scherenarme an dem Gehäuse des Spannungswellengetriebes befestigt ist und dass der andere Scherenarm an einer Abtriebswelle des Spannungswellengetriebes befestigt ist. Alternativ ist es beispielsweise auch möglich, dass eines der Basisteile an dem Gehäuse des Spannungswellengetriebes befestigt ist und dass einer der Scherenarme an einer Abtriebswelle des Spannungswellengetriebes befestigt ist.
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Natürlich ist es umgekehrt auch möglich, dass einer der Scherenarme an dem Gehäuse des Spannungswellengetriebes befestigt ist und dass eines der Basisteile an einer Abtriebswelle des Spannungswellengetriebes befestigt ist oder dass eines der Basisteile an dem Gehäuse des Spannungswellengetriebes befestigt ist und dass einer der Scherenarme an einer Abtriebswelle des Spannungswellengetriebes befestigt ist.
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Bei einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Scherenarme relativ zueinander um eine Scherenachse verschwenkbar sind und dass die Scherenachse koaxial oder parallel zur Drehachse der Abtriebswelle des Spannungswellengetriebes ausgerichtet ist. Eine solche Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass sie ohne zusätzliche Umlenkgetriebe auskommen kann und eine weitgehend direkte und daher auch weitgehend spielfreie Ausübung eines Drehmoments auf die beweglichen Bauteile des Linearverstellers möglich ist.
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Bei einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Bauteile, an die der Getriebeaktuator unmittelbar angekoppelt sind, insbesondere von dem Getriebeaktuator angetrieben, eine zum Bewirken eines Verstellvorganges nötige Sollbewegung ausführen. Hierbei kann in ganz besonders vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Getriebeaktuator (oder wenigstens das Spannungswellengetriebe) in Bezug auf Bewegungen dieser Bauteile, die von den Sollbewegungen verschieden sind, von diesen Bauteilen entkoppelt ist. Eine solche Ausführung hat den ganz besonderen Vorteil, dass der Getriebeaktuator (oder wenigstens das Spannungswellengetriebe) vor Koaxialfehlern und vor Winkelfehlern geschützt ist, die die einwandfreie Funktion des Getriebeaktuators, insbesondere des Spannungswellengetriebes, negativ beeinflussen könnten. Insbesondere ist vermieden, dass es durch solche Momente oder Kräfte zu Zahneingriffsstörungen innerhalb des Spannungswellengetriebes kommt.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die der Getriebeaktuator und/oder wenigstens das Spannungswellengetriebe derart entkoppelt angebunden ist, dass Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen, nicht auf den Getriebeaktuator und/oder das Spannungswellengetriebe übertragen werden.
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Insbesondere zur Vermeidung solcher Störungen kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass der Getriebeaktuator (oder wenigstens das Spannungswellengetriebe) derart - beweglich, insbesondere elastisch, gelagert ist, dass der Getriebeaktuator (öder wenigstens das Spannungswellengetriebe) den Bewegungen dieser Bauteile, die von den Sollbewegungen verschieden sind, folgen kann. Auch auf diese Weise können unerwünschte Verklemmungen oder Störungen innerhalb des Spannungswellengetriebes wirksam vermieden werden.
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Zur Vermeidung der Einwirkung unerwünschter Kräfte oder Momente auf den Getriebeaktuator oder das Spannungswellengetriebe kann - alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Maßnahmen - auch vorgesehen sein dass der Getriebeaktuator und/oder das Spannungswellengetriebe mittels einer Kupplung an wenigstens einen der Scherenarme und/oder eines der Basisteile angekoppelt ist. Hierbei kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Ankopplung, insbesondere zum Übertragen der zur Verstellung nötigen Drehmomente, torsionssteif und, insbesondere in Bezug auf etwaig auftretende Koaxialfehler und/oder Winkelfehler und/oder in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen, biegeweich ausgebildet ist.
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Eine solche Kupplung kann insbesondere als Klauenkupplung oder als Balgkupplung oder als, insbesondere flexible, Lamellenkupplung ausgebildet sein.
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Es ist vorgesehen, dass der Getriebeaktuator und/oder das Spannungswellengetriebe mittels wenigstens eines flexiblen Blechelementes an wenigstens einen der Scherenarme und/oder eines der Basisteile angekoppelt sind. Vorzugsweise ist auch bei einer solchen Ausführung die Ankopplung zum Übertragen der zur Verstellung nötigen Drehmomente torsionssteif und in Bezug auf etwaig auftretende Koaxialfehler und/oder Winkelfehler und/oder in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen biegeweich ausgebildet.
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Bei einer besonderen Ausführung, sind der Getriebeaktuator und/oder das Spannungswellengetriebe, insbesondere zur Entkopplung von etwaigen Koaxialfehlern und/oder Winkelfehlern und/oder in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen, mittels einer beidseitig gelagerten Koppelstange an wenigstens einen der Scherenarme und/oder eines der Basisteile angekoppelt.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Getriebeaktuator und/oder das Spannungswellengetriebe mittels eines flexiblen, biegeschlaffen Elements, insbesondere mittels eines Seils oder eines Bandes, an wenigstens einen der Scherenarme und/oder eines der Basisteile angekoppelt sind. Eine solche Ausführung ist einerseits konstruktiv sehr wenig aufwändig und bietet darüber hinaus, da lediglich Zugkräfte übertragen werden, eine besonders gute Entkopplung vor etwaigen Koaxialfehler und/oder Winkelfehler und/oder in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen. Darüber hinaus können die einzelnen Bauteile bei einer solchen Ausführung leicht zugänglich angeordnet sein, was im Wartungsfall von Vorteil ist.
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Der Getriebeaktuator ist bei einer besonderen Ausführung der Art aufgebaut, dass die Abtriebswelle des Antriebsmotors parallel zur Abtriebswelle des Getriebes angeordnet ist. Anstelle einer solchen achsparallelen Anordnung ist es jedoch auch möglich, dass die Abtriebswelle des Antriebsmotors koaxial zur Abtriebswelle des Getriebes anzuordnen. Der Antriebsmotor kann beispielsweise direkt oder durch einen Riemenantrieb oder durch einen Kettenantrieb oder durch einen Stirnradantrieb an das Spannungswellengetriebe angekoppelt sein.
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Bei einer, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung des Linearverstellers als Stellglied in einer Regelung, besonders vorteilhaften Ausführung kann wenigstens eine Federvorrichtung vorhanden sein, die von außen auf den Linearversteller einwirkende, die Basisteile aufeinander zu drängenden Kräfte wenigstens teilweise aufnimmt. Insbesondere kann eine solche Federvorrichtung als einstellbare Federvorrichtung ausgebildet sein. Eine solche Ausführung hat den ganz besonderen Vorteil, dass die Federvorrichtung derart eingestellt werden kann, dass eine von außen auf den Linearversteller einwirkende Grundkraft, beispielsweise die Gewichtskraft, die ein Fahrer auf einen mit dem Linearversteller ausgerüsteten Fahrzeugsitz ausübt, kompensiert ist, so dass der Getriebeaktuator lediglich die zur Verstellung nötigen Kräfte und/oder Drehmomente aufbringen muss. Hierdurch ist nicht nur das Regelungsverhalten verbessert. Vielmehr benötigt ein solches System auch eine wesentlich geringere Grundleistung.
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Analog kann, alternativ oder zusätzlich, wenigstens eine, insbesondere einstellbare, Federvorrichtung vorhanden sein, die von außen auf den Linearversteller einwirkende, die Basisteile voneinander weg drängende Kräfte wenigstens teilweise aufnimmt. Insbesondere kann die Federvorrichtung derart ausgebildet und/oder eingestellt sein, dass lediglich die zur Verstellung des Linearverstellers nötigen Kräfte und/oder Drehmomente aufbringen muss.
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Der erfindungsgemäße Linearversteller kann vorteilhaft insbesondere als Hubvorrichtung ausgebildet sein. Auch bei einer Ausbildung als Hubvorrichtung kann vorteilhaft wenigstens eine Federvorrichtung vorhanden sein, die den Getriebeaktuator zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, von den Kräften und/oder Drehmomenten entlastet, die durch die Gewichtskraft einer auf der Hubvorrichtung angeordneten Last verursacht sind, und/oder dass wenigstens eine Federvorrichtung vorhanden ist, die den Getriebeaktuator derart entlastet, dass dieser lediglich die zur Verstellung nötigen Kräfte und/oder Drehmomente aufbringen muss.
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Die Federvorrichtung kann beispielsweise eine Luftfeder und/oder eine Schraubenfeder und/oder eine Torsionsfeder und/oder eine Blattfeder und/oder eine Schenkelfeder und/oder eine Elastomerfeder aufweisen.
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Von besonderem Vorteil ist ein Fahrzeugsitz, insbesondere ein Traktorensitz, mit einem erfindungsgemäßen Linearversteller. Wie bereits erwähnt, kann der Linearversteller vorteilhaft das Stellglied einer Regelungsvorrichtung sein. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Regelungsvorrichtung zur Schwingungsisolation einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person von Schwingungen einer Fahrzeugkabine handeln.
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Es ist jedoch auch möglich, den erfindungsgemäßen Linearversteller für andere Anwendungen zu verwenden. Insbesondere ist es vorteilhaft möglich, ein Fahrzeug, insbesondere einen Traktor, mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz oder mit einem erfindungsgemäßen Linearversteller auszurüsten.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers,
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers,
- 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers,
- 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers,
- 5 eine schematische Detaildarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers und
- 6 eine weitere schematische Detaildarstellung des fünften Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers 1. Der Linearversteller 1 weist ein erstes Basisteil 2 und ein zweites Basisteil 3 auf.
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Zwischen dem ersten Basisteil 2 und dem zweiten Basisteil 3 ist ein Scherengetriebe 4 angeordnet, das zwei gelenkig verbundene Scherenarme, nämlich einen ersten Scherenarm 5 und einen zweiten Scherenarm 6, aufweist. Das Scherengetriebe 4, an das ein Getriebeaktuator 7 angekoppelt ist, dient zum Verändern des Abstandes zwischen dem ersten Basisteil 2 und dem zweiten Basisteil 3.
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Der erste Scherenarm 5 ist mittels eines ersten Drehlagers 8 drehgelenkig an dem ersten Basisteil 2 und mittels eines ersten Loslagers 9 drehgelenkig und verschiebbar an dem zweiten Basisteil 3 festgelegt. Der zweite Scherenarm 6 ist mittels eines zweiten Drehlagers 10 drehgelenkig an dem zweiten Basisteil 3 und, insbesondere mittels eines zweiten Loslagers 11, drehgelenkig und verschiebbar an dem ersten Basisteil 2 festgelegt.
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Der Getriebeaktuator 7 weist einen Antriebsmotor (im Detail nicht dargestellt) und ein mit dem Antriebsmotor Wirk verbundenen das Spannungswellengetriebe (im Detail ebenfalls nicht dargestellt) zum bewirken einer Verstellbewegung auf.
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Bei dieser Ausführung ist das Spannungswellengetriebe des Getriebeaktuators 7 Teil der gelenkigen Verbindung der Scherenarme 5, 6. Mit Hilfe des Getriebeaktuators 7 kann die Winkelstellung der Scherenarme 5, 6 relativ zueinander verändert werden und damit der Abstand des ersten Basisteil 2 relativ zum zweiten Basisteil 3 eingestellt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linearverstellers 1. Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Ausführung ist bei dieser Ausführung der Getriebeaktuator samt seinem Spannungswellengetriebe außerhalb der gelenkigen Verbindung der Scherenarm 5, 6 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Spannungswellengetriebe Teil der gelenkigen Verbindung des ersten Scherenarms 5 mit dem ersten Basisteil 2.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels, bei dem der Abtrieb des Getriebeaktuators 7 mittels einer an beiden Enden gelenkig gelagerten Koppelstange 12 an den ersten Scherenarm 5 angekoppelt ist. Die Gelenke 13, die zur Ankopplung der Koppelstange 12 an den ersten Scherenarm 5 dienen, können beispielsweise als Kugelgelenke ausgebildet sein. Das Gehäuse des Spannungswellengetriebes des Getriebeaktuators 7 ist fest mit dem ersten Basisteil 2 verbunden. Auf diese Weise ist eine sehr wirkungsvolle Entkopplung des Getriebeaktuators 7 von störenden Koaxialfehlern, Winkelfehlern und insbesondere in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen erreicht. In Bezug auf die Figur liegen diese Ebenen in bzw. parallel zur Zeichenebene.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels, bei dem der Getriebeaktuator 7 ebenfalls mittels einer an beiden Enden gelenkig gelagerten Koppelstange 12 an das Scherengetriebe, angekoppelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Getriebeaktuator 7 an dem ersten Scherenarm 5 angeordnet.
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5 zeigt eine Detailansicht eines fünften Ausführungsbeispiels, in der insbesondere einige Details des Sparinungswellengetriebes 13 des Getriebeaktuators 7 zu erkennen sind.
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Das Spannungswellengetriebe 13 weist einen elliptischen Wellengenerator 14 auf, der in einem Flextopf 15 mittels eines radial flexiblen Lagers 16 drehbar gelagert ist. Der Wellengenerator 14 ist über eine Welle 17, die als Antriebswelle für das Spannungswellengetriebe 13 fungiert, mit dem in dieser Figur nicht dargestellten Antriebsmotor des Getriebeaktuators 7 verbunden. Der Flextopf 15 weist entlang seinem Außenumfang eine Verzahnung auf, die eine Innenverzahnung eines einstückig mit dem Gehäuse 18 des Getriebeaktuators 7 hergestellten Circular-Splines kämmt. An dem Gehäuse 18 ist drehfest ein erster Scherenarm 5 des Scherengetriebes befestigt.
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Der Flextopf 15 ist drehfest mit einer Abtriebselle 19 des Spannungswellengetriebes 13 verbunden, die mittels eines biegefreien Lagers 20 relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar gelagert ist. An der Abtriebswelle 19 ist über ein flexibles Blechelement 21 ein zweiter Scherenarm 6 des Scherengetriebes 13 befestigt.
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Das flexible Blechelement 21 dient dazu, das Spannungswellengetriebe 13 von störenden Koaxialfehlern, Winkelfehlern und insbesondere in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu den Ebenen wirken, in denen sich die Scherenarme bei einer Verstellbewegung bewegen zu entkoppeln. Zum Verstellen des Linearverstellers führen die Scherenarme 5, 6 jeweils Sollbewegungen in jeweils einer eigenen, zur Mittelachse des Spannungswellengetriebes 13 senkrechten Ebene aus. In Bezug auf die Figur liegen diese Ebenen in bzw. parallel zur Zeichenebene.
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Wenn im Betrieb des Linearverstellers beispielsweise der zweite Scherenarm 6 aus seiner Ebene heraus verkippt wird, was insbesondere bei sehr großen Belastungen vorkommen kann, biegt sich das flexible Blechelement 21 so, dass weitgehend kein Kippmoment auf die Abtriebswelle 19 übertragen wird. Diese Situation ist in 6 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linearversteller
- 2
- erstes Basisteil
- 3
- zweites Basisteil
- 4
- Scherengetriebe
- 5
- erster Scherenarm
- 6
- zweiter Scherenarm
- 7
- Getriebeaktuator
- 8
- erstes Drehlager
- 9
- erstes Loslager
- 10
- zweites Drehlager
- 11
- zweites Loslager
- 12
- Koppelstange
- 13
- Spannungswellengetriebe
- 14
- Wellen Generator
- 15
- Flextopf
- 16
- radial flexibles Lager
- 17
- Welle
- 18
- Gehäuse
- 19
- Abtriebswelle
- 20
- Lager
- 21
- flexibles Blechelement
