DE102020113027A1

DE102020113027A1 - Linearantrieb

Info

Publication number: DE102020113027A1
Application number: DE102020113027.9A
Authority: DE
Inventors: Orhan Sahin; Florian Wimmer
Original assignee: Iwis Antriebssysteme GmbH and Co KG
Current assignee: Iwis Antriebssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einem Antriebsmotor, einem von dem Antriebsmotor antreibbaren Eingriffsmittel, einer ersten und einer zweiten rückensteifen Kette, wobei eine der rückensteifen Ketten Eingriffselemente aufweist, mit der die Eingriffsmittel in Eingriff stehen, um die rückensteife Kette anzutreiben, wobei die erste rückensteife Kette überhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einem Antriebsmotor, einem von dem Antriebsmotor antreibbaren Eingriffsmittel, einer ersten und einer zweiten rückensteifen Kette, wobei eine der rückensteifen Ketten Eingriffselemente aufweist, mit der die Eingriffsmittel in Eingriff stehen, um die rückensteifen Ketten anzutreiben.
Stand der Technik
Kettentriebe werden in der modernen industriellen Produktion in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere zur Übertragung von Linearbewegungen. Rückensteife, d.h. einseitig flexible Ketten, eignen sich zur Übertragung von Druck- und Zugkräften, wobei bauartbedingt auch große Abstände ohne Führung der rückensteifen Kette überbrückt werden können. Dabei weisen Linearantriebe mit rückensteifen Ketten gegenüber hydraulischen Hubkolbenantrieben Vorteile auf: Sie können kompakter gebaut werden, halten die absolute Position ohne Energiezufuhr und sind energieeffizienter.
Zur Übertragung von Linearbewegungen, z.B. von Hubkräften, werden zwei miteinander verbundene rückensteife Ketten eingesetzt. Die beiden rückensteifen Ketten werden dabei an den Seiten miteinander verbunden, an denen die Ketten rückensteif ausgeführt sind.
Einen derartigen Linearantrieb zeigt die Schrift EP 0799788 A1 . Hier treffen zwei einseitig rückensteife Ketten mit Schubelementen aufeinander. Eine Einrichtung zur Aufnahme der während der Linearbewegung eventuell auftretenden Torsionskräfte ist allerdings nicht verbaut.
Die Schrift JP2011144874A stellt einen Linearantrieb mit zwei ineinandergreifenden, nicht rückensteifen Ketten ähnlich einem Reißverschluss vor. Der Linearantrieb ist ebenfalls nicht gegen Torsionskräfte gesichert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearantrieb insbesondere zur Ausübung von Hubbewegungen bereitzustellen, der sowohl eine Steifigkeit gegen Abknicken einer rückensteifen Kette als auch eine Steifigkeit gegenüber Torsionskräften aufweist.
Die Aufgabe wird mittels eines Linearantriebs gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Der Linearantrieb gemäß der Erfindung weist einen Antriebsmotor, ein von dem Antriebsmotor antreibbares Eingriffsmittel sowie eine erste und eine zweite rückensteife Kette auf. Eine der beiden rückensteifen Ketten weist Eingriffselemente auf, mit denen das Eingriffsmittel in Eingriff steht, um die rückensteife Kette anzutreiben.
Erfindungsgemäß ist die erste rückensteife Kette überhöht, d.h. in gestrecktem Zustand ohne Anliegen einer Spannung ist die rückensteife Kette gegenüber einer ebenen Auflagefläche senkrecht zur Bewegungsrichtung in Richtung der versteiften Gelenkrichtung erhöht. Bei Anlegen einer Vorspannung entgegen der Überhöhungsrichtung auf die rückensteife Kette wird die Überhöhung reduziert, gleichzeitig wird in die rückensteife Kette eine Spannkraft induziert. Diese Spannkraft erhöht insbesondere die Torsionssteifigkeit und verhindert wirksam die Verdrehung des Linearantriebs unter Last, die präzise bewegt werden kann.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung sind beide rückensteife Ketten überhöht. Damit wird gegenüber der Verwendung von nur einer überhöhten rückensteifen Kette die Spannkraft innerhalb des Linearantriebs nochmals erhöht. Der Widerstand gegenüber Torsionskräften ist deutlich verbessert.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die rückensteifen Ketten an ihren Kettenenden miteinander verbunden. Die Verbindung der Kettenenden erfolgt üblicherweise an der zu bewegenden Last. Zusätzlich kann eine Verbindung beider rückensteifer Ketten an einem oder einer Vielzahl von weiteren Punkten erfolgen. Somit können beide rückensteife Ketten mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden, ohne dass ein zusätzlicher zweiter Antriebsmotor benötigt wird. Außerdem wird ein Verdrehen des Linearantriebs durch Torsionskräfte bei Bewegung einer Last verringert.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind beide rückensteife Ketten aus Standardbauteilen aufgebaut. Standardbauteile im Sinne dieser Schrift sind Bauteile, die auch in einer Mehrzahl andersartiger Ketten eines Herstellers verbaut sind. Insbesondere sind Standardbauteile z.B. Innenlaschen, Außenlaschen, Rollen, Bolzen und Hülsen. Die Verwendung von Standardbauteilen verringert aufgrund kostengünstiger Massenherstellung die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Linearantriebs. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weisen beide rückensteife Ketten identische Standardbauteile auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die erste rückensteife Kette zusätzliche Anbauteile auf. Die Anbauteile sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die rückensteife Seite der rückensteifen Kette bilden. Die zusätzlichen Anbauteile sind z.B. mittels Bolzen nachträglich an der rückensteifen Kette befestigbar und/oder Teil der Bauteile (z.B. Innenlasche, Außenlasche) der rückensteifen Kette.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weisen beide rückensteife Ketten zusätzliche Anbauteile auf. Die Anbauteile sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die rückensteife Seite der rückensteifen Kette bilden. Die zusätzlichen Anbauteile sind z.B. mittels Bolzen nachträglich an der rückensteifen Kette befestigbar und/oder Teil der Bauteile (z.B. Innenlasche, Außenlasche) der rückensteifen Kette.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die zusätzlichen Anbauteile der beiden rückensteifen Ketten unterschiedlich. Insbesondere sind die zusätzlichen Anbauteile zueinander komplementär, d.h. die Anbauteile der ersten rückensteifen Kette sind derart ausgeführt, dass sie in Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette z.B. nach dem Reißverschluss-Prinzip eingreifen. Eine Verdrehung der derart miteinander verbundenen rückensteifen Ketten wird dadurch unter Last wirksam verringert.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weisen die zusätzlichen Anbauteile der ersten rückensteife Kette Elemente auf, die geeignet und dafür vorgesehen sind, in die zweite rückensteife Kette einzugreifen. Die Elemente der Anbauteile greifen in Bauteile, z.B. in die Hülsen, der zweiten rückensteifen Kette ein und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Eine auf die erste rückensteife Kette eingebrachte Schubkraft wirkt dadurch auch auf die zweite rückensteife Kette.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die zusätzlichen Anbauteile der ersten rückensteifen Kette Elemente auf, die geeignet und dafür vorgesehen sind, mit Elementen der zusätzlichen Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette in Eingriff gebracht zu werden. Die Elemente der Anbauteile greifen in die Elemente der zweiten rückensteifen Kette ein und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Eine auf die erste rückensteife Kette eingebrachte Schubkraft wirkt dadurch auch auf die zweite rückensteife Kette.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die zusätzlichen Anbauteile der ersten rückensteifen Kette Zungen auf, die geeignet und dafür vorgesehen sind, in die Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette einzugreifen. Die Zungen greifen in die komplementär ausgeführten Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette derart ein, dass ein Kraft- und Formschluss der beiden rückensteifen Ketten erfolgt.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weisen die zusätzlichen Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette Ausnehmungen auf, die geeignet und dafür vorgesehen sind, mit der ersten rückensteifen Kette in Eingriff zu stehen. Die Elemente der Anbauteile greifen in die Elemente der ersten rückensteifen Kette ein und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Eine auf die zweite rückensteife Kette eingebrachte Schubkraft wirkt dadurch auch auf die erste rückensteife Kette. Zusätzlich wird ein Verdrehen des Linearantriebs durch Torsionskräfte bei Bewegung einer Last wirksam verringert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung korrespondieren die Form der Zungen der Anbauteile der ersten rückensteifen Kette mit der Form der Ausnehmungen der Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette. Die Zungen weisen eine derart gestaltete Form auf, dass sie in die komplementär ausgeführten Anbauteile der zweiten rückensteifen Kette eingreifen. Die beiden derart miteinander verbundenen rückensteifen Ketten bilden so einen beidseitig rückensteifen Antriebsstrang. Durch die komplementäre Ausführung von Ausnehmungen und Zunge wird das Spiel der zwei verbundenen rückensteifen Ketten senkrecht zur Bewegungsrichtung und damit die Torsionssteifigkeit erhöht.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Anbauteile der ersten und/oder der zweiten rückensteifen Kette als Schubelemente ausgebildet, die an ihren Seiten zu den jeweils benachbarten Schubelementen Schultern aufweisen. Durch das gegenseitige Anlegen benachbarter Schubelemente an ihren Schultern wird die versteifte Seite der rückensteifen Kette gebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden rückensteifen Ketten formschlüssig und kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Form- und Kraftschlüssigkeit der verbundenen rückensteifen Ketten ermöglicht den Antrieb durch einen Antriebsmotor nur einer der beiden miteinander verbundenen rückensteifen Ketten. Die zweite nicht angetriebene rückensteife Kette wird durch den Kraftschluss mit der ersten rückensteifen Kette mit bewegt. Zusätzlich ist der Widerstand gegenüber Torsionskräften erhöht.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die beiden rückensteifen Ketten derart zueinander ausgerichtet, dass sie einen Winkel α von mehr als 90° aufweisen. Der Winkel zwischen beiden rückensteifen Ketten wird zwischen den Normalen zur jeweils rückensteifen Seite einer rückensteifen Kette bestimmt. Ein Winkel von 180° zwischen den beiden rückensteifen Ketten bedeutet also, dass die rückensteifen Seiten der rückensteifen Ketten aneinanderstoßen. Zur Aufrechterhaltung der Rückensteife eines aus zwei rückensteifen Ketten bestehenden Antriebsstrangs ist ein Winkel von mindestens 90° zwischen den beiden rückensteifen Ketten notwendig, um ein Abknicken zu verhindern.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist der Linearantrieb Führungselemente auf, die geeignet und dafür vorgesehen sind, die beiden rückensteifen Ketten in ihrem angetriebenen Ende zu führen. An ihrem angetriebenen Ende werden die beiden einzeln geführten rückensteifen Ketten zu einem rückensteifen Antriebsstrang miteinander verbunden. Um die Verbindung zu gewährleisten, sind geeignet angeordnete Führungselemente, z.B. Schienen, notwendig.
Die Aufgabe wird ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Linearantriebs gemäß Anspruch 18 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Linearantriebs ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste rückensteife Kette angetrieben wird, wobei erfindungsgemäß die erste rückensteife Kette kraftschlüssig mit einer zweiten rückensteifen Kette verbunden ist. Der Linearantrieb weist einen Antriebsmotor, ein vom Antriebsmotor angetriebenes Eingriffsmittel sowie eine mit dem Eingriffsmittel in Eingriff stehende erste rückensteife Kette auf. Daher können beide rückensteife Ketten mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden, ohne dass ein zusätzlicher zweiter Antriebsmotor benötigt wird. Außerdem wird ein Verdrehen des Linearantriebs durch Torsionskräfte bei Bewegung einer Last verringert.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung sind die beiden rückensteifen Ketten formschlüssig miteinander verbunden. Beide rückensteife Ketten bilden einen zusammenhängenden Antriebsstrang, der eine hohe Widerstandskraft gegenüber Torsionskräften unter Last aufweist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste rückensteife Kette erste Elemente auf, die während des Betriebs des Linearantriebs mit der zweiten rückensteifen Kette in Eingriff gebracht werden. Die ersten Elemente greifen in die zweite rückensteife Kette ein und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Eine auf die erste rückensteife Kette eingebrachte Schubkraft wirkt dadurch auch auf die zweite rückensteife Kette.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die zweite rückensteife Kette zweite Elemente auf, die während des Betriebs des Linearantriebs mit der ersten rückensteifen Kette in Eingriff gebracht werden. Die zweiten Elemente greifen in die erste rückensteife Kette ein und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Eine auf die erste rückensteife Kette eingebrachte Schubkraft wirkt dadurch auch auf die zweite rückensteife Kette, und umgekehrt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die erste rückensteife Kette und/oder die zweite rückensteife Kette Anbauteile auf, die im Betrieb den Kraftschluss und Formschluss herstellen. Die Anbauteile der rückensteifen Ketten greifen ineinander und verbinden die beiden rückensteifen Ketten nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig miteinander. Insbesondere wird der Widerstand gegen Torsionskräfte erhöht.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die erste rückensteife Kette und/oder die zweite rückensteife Kette geführt. An ihrem angetriebenen Ende werden die beiden einzeln geführten rückensteifen Ketten zu einem rückensteifen Antriebsstrang miteinander verbunden. Um die Verbindung zu gewährleisten, sind geeignet angeordnete Führungselemente, z.B. Schienen, notwendig.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Linearantriebs sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1: Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearantriebs, eine überhöhte rückensteife Kette
2: Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearantriebs, zwei überhöhte rückensteife Ketten
3: Eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Linearantriebs
4 a: Eine Seitenansicht der ersten rückensteifen Kette, Zungen an Anbauteilen angeordnet
4 b: Eine Seitenansicht der zweiten rückensteifen Kette, Anbauteile mit Nuten
5: Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der zweiten rückensteifen Kette senkrecht zur Schubrichtung
6 a: Eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines einzelnen Anbauteils
6 b: Eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines einzelnen Anbauteils

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearantriebs 1, der zwei rückensteife Ketten 30, 40 aufweist. Die erste rückensteife Kette 30 weist dabei eine Überhöhung auf. Die rückensteifen Ketten 30, 40 sind als Rollenketten mit Laschen 31, 41 und Bolzen 33, 43 ausgebildet. Die Laschen 31, 41 sind derart geformt, dass die Ketten 30, 40 in einer Richtung rückensteif sind.
Der Linearantrieb 1 weist für eine rückensteife Kette 30 ein Eingriffsmittel 20 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel als Kettenrad ausgeführt ist. Das Eingriffsmittel 20 wird von einem Antriebsmotor 10 angetrieben und treibt so die beiden rückensteifen Ketten 30, 40 mit gleicher Geschwindigkeit an. Beide rückensteife Ketten 30, 40 sind an ihrem oberen Ende mit dem zu bewegenden Bauteil 50 z.B. durch Schraubverbindung verbunden.
Die rückensteife Kette 30 ist überhöht ausgebildet, d.h. in gestrecktem Zustand ohne Anliegen einer Spannung ist die rückensteife Kette 30 gegenüber einer ebenen Auflagefläche senkrecht zur Bewegungsrichtung in Richtung der versteiften Gelenkrichtung erhöht. Bei Anlegen einer Vorspannung entgegen der Überhöhungsrichtung auf die rückensteife Kette 30 wird die Überhöhung reduziert, gleichzeitig wird in die rückensteife Kette 30 eine Spannkraft induziert. Die Steifigkeit der rückensteifen Kette 30 wird dadurch erhöht. Die Spannkraft ist umso größer, je größer die Überhöhung der rückensteifen Kette 30 ist. Die Überhöhung einer rückensteifen Kette 30 erstreckt sich im Wesentlichen in der Versteifungsrichtung der rückensteifen Kette 30 und damit senkrecht zur Kettenlängsrichtung KL3.1, KL3.2, KL4.1, KL4.2. Die Überhöhung einer rückensteifen Kette 30 ist dabei das Maß, um die sich die rückensteife Kette 30 in Versteifungsrichtung gegenüber einer ebenen Auflagefläche erhöht.
Im Bereich der Eingriffsmittel 20 werden die rückensteifen Ketten 30, 40 in Führungen 25.1, 25.2 geführt. Die Führungen 25.1, 25.2 sind derart ausgebildet, dass die beiden rückensteifen Ketten 30, 40 in ihren angetriebenen Enden 39, 49 formschlüssig zusammengeführt werden und so einen beidseitig rückensteifen Antriebsstrang bilden. Beide rückensteife Ketten 30, 40 werden in diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen derart geführt, dass sie einen Winkel von 180° aufweisen, d.h. die rückensteifen Seiten der rückensteifen Ketten 30, 40 stoßen aneinander. Zur Ausbildung eines beidseitig rückensteifen Antriebsstrangs ist ein Winkel von mindestens 90° zwischen den beiden rückensteifen Ketten 30, 40 erforderlich.
Zur Ausführung einer Linearbewegung wird das Eingriffsmittel durch den Antriebsmotor angetrieben. Im Bereich der angetriebenen Enden 39, 49 der rückensteifen Ketten 30, 40 werden die beiden rückensteifen Ketten 30, 40 zusammengeführt. Aufgrund der Befestigung beider rückensteifer Ketten 30, 40 mit dem zu bewegenden Bauteil 50 sind die rückensteifen Ketten 30, 40 kraftschlüssig miteinander verbunden. Daher wird durch das Antreiben der ersten rückensteifen Kette 30 auch die zweite rückensteife Kette 40 mit angetrieben und treibt das zu bewegende Bauteil 50 an.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearantriebs 1, der zwei überhöht ausgeführte rückensteife Ketten 30, 40 aufweist, zeigt 2. Die rückensteifen Ketten 30, 40 sind als Rollenketten mit Laschen 31, 41 und Bolzen 33, 43 ausgebildet. Die Laschen 31, 41 sind derart geformt, dass die Ketten 30, 40 in einer Richtung rückensteif sind. Der Linearantrieb 1 weist für jede rückensteife Kette 30, 40 jeweils ein Eingriffsmittel 20 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls als Kettenrad ausgeführt ist. Die Eingriffsmittel 20 werden von einem oder von jeweils einem Antriebsmotor 10 angetrieben und treiben so die beiden rückensteifen Ketten 30,40 mit gleicher Geschwindigkeit an.
Beide rückensteife Ketten 30, 40 sind am oberen Ende, an dem die zu bewegende Last 50 befestigt ist, mittels eines Kettenendglieds oder einer Befestigungsvorrichtung an der zu bewegenden Last 50 miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden rückensteifen Ketten 30, 40 am angetriebenen Ende 39, 49 wird durch die geeignete Anordnung der Führung 25 erreicht.
Beide rückensteifen Ketten 30, 40 sind überhöht ausgebildet, d.h. in gestrecktem Zustand ohne Anliegen einer Spannung sind die rückensteifen Ketten 30, 40 gegenüber einer ebenen Auflagefläche senkrecht zur Bewegungsrichtung in Richtung der versteiften Gelenkrichtung erhöht. Die Überhöhung der rückensteifen Ketten 30, 40 erstreckt sich im Wesentlichen in der Versteifungsrichtung der rückensteifen Ketten 30, 40 und damit senkrecht zur Kettenlängsrichtung KL3.1, KL3.2, KL4.1, KL4.2.
Beide rückensteifen Ketten 30, 40 weisen Anbauteile 35, 45 auf, wobei sich die Anbauteile 35 der ersten rückensteifen Kette 30 von den Anbauteilen 45 der zweiten rückensteifen Kette 40 unterscheiden (s. 3). Durch die Anbauteile 35, 45 wird die Torsionssteifigkeit der beiden verbundenen rückensteifen Ketten 30, 40 erhöht.
Zur Ausführung einer Linearbewegung werden die Eingriffsmittel 20 durch den Antriebsmotor 10 angetrieben. Im Bereich der angetriebenen Enden 39, 49 der rückensteifen Ketten 30, 40 werden die beiden rückensteifen Ketten 30, 40 zusammengeführt. Aufgrund der Befestigung beider rückensteifer Ketten 30,40 mit dem zu bewegenden Bauteil 50 und der Anordnung der Anbauteile 35,45 sind die rückensteifen Ketten 30, 40 kraftschlüssig miteinander verbunden.
3 zeigt eine Ansicht der miteinander verbundenen überhöhten rückensteifen Ketten 30, 40 im belasteten Bereich senkrecht zur Schubrichtung. Die rückensteifen Ketten 30, 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel Rollenketten und weisen abwechselnd durch in Hülsen 48 geführte Bolzen 32,42 verbundene Ketteninnenglieder 31.1, 41.1 und Kettenaußenglieder 31.2, 41.2 auf. Die Rollen 33, 43 werden mittels jeweils eines Sicherungsrings 34, 44 in Position gehalten. Jedes Kettenaußenglied 31.2, 41.2 weist jeweils eine Mitnehmerlasche 60 auf. Diese genannten Bauteile sind vorteilhafterweise identische Standardbauteile, die auch in andersartigen Ketten eines Herstellers verwendet werden können. Die Herstellungskosten werden durch diese Wahl der Bauteile gegenüber Sonderkonstruktionen verringert.
Die Anbauteile 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 werden zwischen den Mitnehmerlaschen 60 zweier gegenüber liegenden Kettenaußenglieder 31.2, 41.2 mittels in Bohrungen geführter Bolzen 61 befestigt. Die Anbauteile 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 weisen jeweils eine erste 37.1, 47.1 sowie eine zweite Stirnseite 37.2, 47.2 auf, wobei die Stirnseiten 37.1, 47.1, 37.2, 47.2 jeweils eine Berührungsfläche aufweisen. Über die Berührungsfläche ist ein Berührungskontakt zwischen den Anbauteilen 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 herstellbar. Die Anbauteile 35.1, 35.2, 45.1,45.2 weisen in diesem Ausführungsbeispiel auf der ersten Stirnseite eine konkav gekrümmte Berührungsfläche 37.2, 47.2 sowie eine konvex gekrümmte Berührungsfläche 37.1, 47.1 auf und bilden so den rückensteifen Rücken einer rückensteifen Kette 30, 40. Die Anbauteile 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 der beiden rückensteifen Ketten 30 ,40 sind in entgegengesetzter Richtung montiert, damit im angetriebenen Ende 39, 49 die rückensteifen Ketten 30, 40 in entgegengesetzte Richtungen umgelenkt werden können.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der komplementär ausgeführten Anbauteile 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 der rückensteifen Ketten 30, 40. Die rückensteifen Ketten 30, 40 sind Rollenkette und weisen abwechselnd durch in Hülsen 48 und/oder Bolzen 32, 42 verbundene Ketteninnenglieder 31.1, 41.1 und Kettenaußenglieder 31.2, 41.2 auf. Die Rollen 33, 43 werden mittels jeweils eines Sicherungsrings 34,44 in Position gehalten. Jedes Kettenaußenglied 31.2,41.2 weist jeweils eine Mitnehmerlasche 60 auf, mittels der ein Anbauteil 35.1, 35.2, 45.1, 45.2 durch Bolzen 61 an dem Kettenaußenglied 31.2, 41.2 befestigt ist.
Die Anbauteile 35.1, 35.2 der ersten rückensteifen Kette 30 (4 a) weisen jeweils eine erste 37.1 sowie eine zweite Stirnseite 37.2 auf, wobei die Stirnseiten 37.1, 37.2 jeweils eine Berührungsfläche aufweisen. Über die Berührungsfläche ist ein Berührungskontakt zwischen den Anbauteilen 35.1, 35.2 herstellbar. Die Anbauteile 35.1, 35.2 weisen in diesem Ausführungsbeispiel auf der ersten Stirnseite eine konkav gekrümmte Berührungsfläche 37.2 sowie eine konvex gekrümmte Berührungsfläche 37.1 auf und bilden so den rückensteifen Rücken der rückensteifen Kette 30.
Die Anbauteile 35.1, 35.2 weisen an ihrer der rückensteifen Kette abgewandten Seite jeweils ein zusätzliches Element 36 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel als Zunge ausgebildet ist. Die Zungen 36 weisen gekrümmte Begrenzungsflächen auf, die zusätzlich mit einer Phase versehen sind.
Die Anbauteile 45.1, 45.2 der zweiten rückensteifen Kette 40 (4 b) weisen wie die erste rückensteife Kette 30 jeweils eine erste 47.1 sowie eine zweite Stirnseite 47.2 auf, wobei die Stirnseiten 47.1, 47.2 jeweils eine Berührungsfläche aufweisen. Über die Berührungsfläche ist ein Berührungskontakt zwischen den Anbauteilen 45.1, 45.2 herstellbar. Die Anbauteile 45.1, 45.2 weisen ebenfalls auf der ersten Stirnseite eine konkav gekrümmte Berührungsfläche 47.2 sowie eine konvex gekrümmte Berührungsfläche 47.1 auf und bilden so den rückensteifen Rücken der zweiten rückensteifen Kette 40.
Die Anbauteile 45.1,45.2 weisen im Gegensatz zu den Anbauteilen 35.1, 35.2 der ersten rückensteifen Kette 30 Nuten 46 auf, die mit der Form der Zungen 36 korrespondieren. Die Nuten 46 sind derart bemessen, dass die Zungen 36 der Anbauteile 35.1, 35.2 der ersten rückensteifen Kette 30 nahezu spielfrei in die Nuten 46 eingreifen, um einen beidseitig rückensteifen Antriebsstrang zu bilden (s. 3). Insbesondere wird durch die komplementäre Ausführung von Nut 46 und Zunge 36 das Spiel der verbundenen rückensteifen Ketten 30, 40 senkrecht zur Bewegungsrichtung erhöht und damit die Torsionssteifigkeit. Um das Eingreifen von Nut 46 und Zunge 36 im unteren Bereich des Linearantriebs am angetriebenen Ende 39, 49 zu ermöglichen bzw. zu erleichtern, weisen Zungen 36 sowie Nuten 46 jeweils eine Phase auf, die Zungen 36 zusätzlich gekrümmte Begrenzungsflächen.
Eine Draufsicht auf den rückensteifen Rücken einer rückensteifen Kette 40 senkrecht zur Schubrichtung zeigt 5. Die rückensteife Kette 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Rollenkette. Die rückensteife Kette 40 weist abwechselnd durch in Hülsen 48 verlaufende Bolzen 42 verbundene Ketteninnenglieder 41.1 und Kettenaußenglieder 41.2 auf. Die Rollen 43 werden mittels jeweils eines Sicherungsrings 44 in Position gehalten. Jeweils zwei gegenüberliegende Kettenaußenglieder 41.2 weisen ein Anbauteil 45 auf, das ein zusätzliches Element 46 aufweist. Die benachbarten Anbauteile 45 berühren sich in gestrecktem Zustand der rückensteifen Kette 40 und bilden so den rückensteifen Rücken der Kette 40.
6 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Anbauteils 55 der rückensteifen Kette von der Seite (6 a) und von oben (6 b) gesehen.
Das Anbauteil 55 weist im Wesentlichen die Form eines Quaders auf, wobei die Oberseite eine Nut 59 und einen Steg 56 aufweist. Der Steg 56 greift in die korrespondierende Nut 59 des benachbarten Anbauteils 55 ein. Die Kontur 57.1, 57.2 des Stegs 56 und der korrespondierenden Nut 59, in diesem Ausführungsbeispiel ein Trapez, sichert wirksam den Linearantrieb 1 gegen Torsionskräfte.
Die Schultern 57.1, 57.2 des Anbauteils 55 sind in diesem Ausführungsbeispiel gerade ausgebildet, können aber auch wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen eine Kontur aufweisen, damit die Anbauteile der rückensteife Ketten 30, 40 insbesondere im angetriebenen Ende 39, 49 leichter ineinandergreifen.
Bezugszeichenliste

1: Linearantrieb
10: Antriebsmotor
20: Eingriffsmittel
25, 25.1, 25.2: Führungen
30: 1. rückensteife Kette
31.1, 31.2: Innenlasche der 1. rückensteifen Kette
32: Bolzen der 1. rückensteifen Kette
33: Rolle der 1. rückensteifen Kette
34: Sicherungsring für Rolle der 1. rückensteifen Kette
35, 35.1, 35.2: Anbauteile der 1. rückensteifen Kette
36: Elemente der Anbauteile der 1. rückensteifen Kette
37.1, 37.2: Schultern der Anbauteile der 1. rückensteifen Kette
39: Angetriebenes Ende der 1. rückensteifen Kette
40: 2. rückensteife Kette
41.1, 41.2: Außenlasche der 2. rückensteifen Kette
42: Bolzen der 2. rückensteifen Kette
43: Rolle der 2. rückensteifen Kette
44: Sicherungsring für Rolle der 2. rückensteifen Kette
45, 45.1, 45.2: Anbauteile der 2. rückensteifen Kette
46: Elemente der Anbauteile der 2. rückensteifen Kette
48: Hülse der 2. rückensteifen Kette
49: Angetriebenes Ende der 2. rückensteifen Kette
50: Zu bewegendes Bauteil
55: Anbauteil
56, 59: Elemente der Anbauteile
57.1, 57.2: Schultern der Anbauteile
KL3.1, KI3.2, KL4.1, KL4.2: Kettenlängsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0799788 A1 [0004]
JP 2011144874 A [0005]

Claims

Linearantrieb (1) mit • einem Antriebsmotor (10), • einem von dem Antriebsmotor (10) antreibbaren Eingriffsmittel (20) • einer ersten und einer zweiten rückensteifen Kette (30, 40), wobei eine der rückensteifen Ketten (30) Eingriffselemente aufweist, mit der die Eingriffsmittel (20) in Eingriff stehen, um die rückensteife Kette (30) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) überhöht ist.
Linearantrieb (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass beide rückensteifen Ketten (30, 40) überhöht sind.
Linearantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die rückensteifen Ketten (30, 40) an ihren Kettenenden (31, 41) miteinander verbunden sind.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass beide rückensteifen Ketten (30, 40) aus Standardbauteilen (31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44) aufgebaut sind wobei die Standardbauteile (31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44) der beiden rückensteifen Ketten (30, 40) identisch sind.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) und/oder die zweite rückensteife Kette (40) zusätzlich Anbauteile (35) aufweist wobei die zusätzlichen Anbauteile (35, 45) der beiden rückensteifen Ketten (30, 40) unterschiedlich sind.
Linearantrieb (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Anbauteile (35) der ersten rückensteifen Kette (30) Elemente (36) aufweisen, die geeignet und dafür vorgesehen sind, in die zweite rückensteife Kette (40) einzugreifen wobei die Elemente (36) der zusätzlichen Anbauteile (35) der ersten rückensteifen Kette (30) geeignet und dafür vorgesehen sind, mit Elementen (46) der zusätzlichen Anbauteile (45) der zweiten rückensteifen Kette (40) in Eingriff gebracht zu werden.
Linearantrieb (1) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Anbauteile (35) der ersten rückensteifen Kette (30) Nasen (36) aufweisen, die geeignet und dafür vorgesehen sind, in die zweite rückensteife Kette (40) einzugreifen.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Anbauteile (45) der zweiten rückensteifen Kette (40) Ausnehmungen (46) aufweisen, die geeignet und dafür vorgesehen sind, mit der ersten rückensteifen Kette (30) in Eingriff zu stehen.
Linearantrieb (1) nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Nasen (36) der Anbauteile (35) der ersten rückensteifen Kette (30) mit der Form der Ausnehmungen (46) der Anbauteile (45,45.1,45.2) der zweiten rückensteifen Kette (40) korrespondieren.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass Anbauteile (35, 45) der ersten und/oder der zweiten rückensteifen Kette (30, 40) als Schubelemente (35.1, 35.2) ausgebildet sind, die an ihren Seiten zu den jeweils benachbarten Schubelementen Schultern (37.1, 37.2) aufweisen, wobei durch das gegenseitige Anlegen benachbarter Schubelemente (35.1, 35.2) an ihren Schultern (37.1, 37.2) die versteifte Seite (37, 47) der rückensteife Kette (30, 40) gebildet wird.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die beiden rückensteifen Ketten (30, 40) in ihren angetriebenen Enden (39, 49) form- und kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die beiden rückensteifen Ketten (30, 40) derart zueinander ausgerichtet sind, dass sie in einem Winkel α von mehr als 90° zueinander stehen.
Linearantrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (1) Führungselemente (25) aufweist, die dafür geeignet und dafür vorgesehen sind, die beiden rückensteifen Ketten (30, 40) in ihrem angetriebenen Ende (39, 49) zu führen.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Linearantriebes (1) mit einem Antriebsmotor (10), einem vom Antriebsmotor (10) antreibbaren Eingriffsmittel (20), einer ersten mit dem Eingriffsmittel (20) im Eingriff stehen rückensteifen Kette (30) mit dem Verfahrensschritt Antreiben einer ersten rückensteifen Kette (30), dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) kraftschlüssig mit einer zweiten rückensteifen Kette (40) verbunden ist.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Linearantriebes nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden rückensteifen Ketten (30, 40) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Linearantriebes nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) erste Elemente (36) aufweist, die während des Betriebs des Linearaktuators (1) mit der zweiten rückensteifen Kette (40) in Eingriff gebracht werden, wobei die zweite rückensteife Kette (40) zweite Elemente (46) aufweist, die während des Betriebs des Linearaktuators (1) mit den Elementen (36) der ersten rückensteifen Kette (30) in Eingriff gebracht werden.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Linearantriebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) und/oder die zweite rückensteife Kette (40) Anbauteile (35, 45) aufweisen, die im Betrieb den Kraftschluss und den Formschluss herstellen.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Linearantriebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die erste rückensteife Kette (30) und/oder die zweite rückensteife Kette (40) geführt werden.