DE102022118278A1 - Linear positioning device and positioning unit - Google Patents
Linear positioning device and positioning unit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022118278A1 DE102022118278A1 DE102022118278.9A DE102022118278A DE102022118278A1 DE 102022118278 A1 DE102022118278 A1 DE 102022118278A1 DE 102022118278 A DE102022118278 A DE 102022118278A DE 102022118278 A1 DE102022118278 A1 DE 102022118278A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ring
- linear
- guideways
- actuator
- rolling elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 32
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 32
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 32
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
- F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D28/00—Electrically-actuated clutches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Abstract
Linearstelleinrichtung (1), umfassend einen Außenring (2) mit einer oder mehreren, nach radial innen offenen, rampenartigen Führungsbahnen (6) sowie einen Innenring (3) mit einer oder mehreren, nach radial außen offenen, rampenartigen Führungsbahnen (7), wobei sich die Führungsbahnen (6, 7) zu einem auf diesen laufende Rollelemente aufnehmenden Kanal ergänzen, wobei durch die Rotation des Außenrings (2) eine axiale Verschiebung des Innenrings (3) oder umgekehrt erwirkbar ist, wobei die Führungsbahnen (6, 7) beider Ringe als in beide Axialrichtungen über Flanken (10, 13) begrenzte Führungsnuten ausgebildet sind und eine oder mehrere Montageöffnungen (8) vorgesehen sind, und der oder jeder Kanal über wenigstens eine Montageöffnung (8) zugänglich ist.Linear positioning device (1), comprising an outer ring (2) with one or more ramp-like guideways (6) open radially inwards and an inner ring (3) with one or more ramp-like guideways (7) open radially outwards, wherein complement the guideways (6, 7) to form a channel that accommodates rolling elements running on them, whereby the rotation of the outer ring (2) can cause an axial displacement of the inner ring (3) or vice versa, with the guideways (6, 7) of both rings being guide grooves delimited in both axial directions via flanks (10, 13) are formed and one or more assembly openings (8) are provided, and the or each channel is accessible via at least one assembly opening (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Linearstelleinrichtung, umfassend einen Außenring mit einer oder mehreren, nach radial innen geöffneten, rampenartigen Führungsbahnen sowie einen Innenring mit einer oder mehreren, nach radial außen offenen, rampenartigen Führungsbahnen.The invention relates to a linear positioning device, comprising an outer ring with one or more ramp-like guideways open radially inward and an inner ring with one or more ramp-like guideways open radially outward.
Derartige Linearstelleinrichtungen finden im Stand der Technik in unterschiedlichen Bereichen, beispielsweise als Abkoppeleinheiten oder auch Disconnect Units (sogenannte DCUs), Verwendung. Sie umfassen zwei gegeneinander verdrehbare Ringe, wobei durch Drehung des einen Rings eine axiale Verschiebung des anderen Rings bewirkt werden kann. Die Drehung wird durch Rollelemente, die in den rampenartigen Führungsbahnen vorgesehen sind, in eine Linearverschiebung überführt. Diese Verschiebung kann dazu genutzt werden, ein Bauteil zu bewegen oder mehrere Bauteile miteinander zu verbinden.Such linear positioning devices are used in the prior art in different areas, for example as decoupling units or also disconnect units (so-called DCUs). They comprise two rings which can be rotated in relation to one another, with rotation of one ring causing an axial displacement of the other ring. The rotation is converted into linear displacement by rolling elements provided in the ramp-like guideways. This displacement can be used to move a component or to connect several components together.
Für eine einfache Montage einer derartigen Linearstelleinrichtung mit einem Außenring, einem Innenring und Rollelementen sind die rampenartigen Führungsbahnen beider Ringe jeweils auf einer Seite axial geöffnet. Dabei ähnelt der Querschnitt der Ringe dem Querschnitt eines Rings eines Schrägkugellagers. Durch die einseitig geöffneten Führungsbahnen kann eine Linearkraft nur in eine Richtung erzeugt werden. Die Rückstellung des in Linearrichtung verschiebbaren Rings erfolgt daher üblicherweise durch ein Federelement, welches den axial verschiebbaren Ring bei unterbrochener Krafteinleitung zurückschiebt, wobei der rotierende Ring ebenfalls in dessen Ausgangsposition zurückgedreht werden kann.For easy assembly of such a linear adjusting device with an outer ring, an inner ring and rolling elements, the ramp-like guideways of both rings are axially open on one side. The cross section of the rings is similar to the cross section of a ring in an angular contact ball bearing. Because the guideways are open on one side, a linear force can only be generated in one direction. The resetting of the ring that can be displaced in the linear direction is therefore usually effected by a spring element, which pushes back the axially displaceable ring when the introduction of force is interrupted, with the rotating ring also being able to be rotated back into its starting position.
Aufgrund der einseitig geöffneten Führungsbahnen beider Ringe besteht jedoch die Möglichkeit, dass diese bei linearer Verstellung auseinanderfallen, beispielsweise dann, wenn bei der Rückstellung in die Ausgangsposition einer der beiden Ringe hängenbleibt und der andere Ring die Rollelemente durch lineares Verschieben aus den Führungsbahnen des zweiten Rings herausdrückt. Auf diese Weise kann ein Defekt des Mechanismus entstehen.However, due to the guideways of both rings being open on one side, there is a possibility that these will fall apart during linear adjustment, for example if one of the two rings gets stuck when returning to the starting position and the other ring pushes the rolling elements out of the guideways of the second ring by linear displacement . This can cause the mechanism to malfunction.
Der Erfindung liegt damit das Problem zu Grunde, eine Linearstelleinrichtung anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.The invention is therefore based on the problem of specifying a linear adjustment device which is improved in comparison.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Linearstelleinrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich die Führungsbahnen zu einem auf diesen laufende Rollelemente aufnehmenden Kanal ergänzen, wobei durch die Rotation des Außenrings eine axiale Verschiebung des Innenrings oder umgekehrt erwirkbar ist, wobei die Führungsbahnen beider Ringe als in beide Axialrichtungen über Flanken begrenzte Führungsnuten ausgebildet sind und eine oder mehrere Montageöffnungen vorgesehen sind und der oder jeder Kanal über wenigstens eine Montageöffnung zugänglich ist.To solve this problem, in a linear positioning device of the type mentioned at the outset, the invention provides that the guideways complement each other to form a channel accommodating rolling elements running on it, with the rotation of the outer ring being able to cause an axial displacement of the inner ring or vice versa, with the guideways of both rings acting as guide grooves delimited by flanks are formed in both axial directions and one or more assembly openings are provided and the or each channel is accessible via at least one assembly opening.
Die Erfindung schlägt vor, dass die rampenartigen Führungsbahnen beider Ringe entlang der Längsachse der Ringe auf beiden Seiten durch Flanken begrenzt sind. Dadurch ist es möglich, einen der zwei Ringe in beide Richtungen zu rotieren und damit eine axiale Hin- und Rückbewegung des zweiten Rings zu erzielen. Es ist keine zusätzliche Rückstelleinrichtung mehr erforderlich, um an dem rotationsfesten Ring eine Axialverschiebung in beide Richtungen zu erwirken, da die Rollelemente entlang der Längsachse der Ringe an beiden Flanken und damit in beide Richtungen Kräfte übertragen können. Zudem kann durch die in beide Axialrichtungen über Flanken begrenzten Führungsbahnen sichergestellt werden, dass ein Auseinanderfallen der Linearstelleinrichtung während des Betriebs unmöglich ist. Allein in der Montageposition, respektive wenn sich die Rollelemente an den Montageöffnungen der Führungsbahnen befinden, ist ausreichend Platz verfügbar, um die Rollelemente aus den Führungsbahnen zu entnehmen und die Linearstelleinrichtung zu demontieren. Wird, beispielsweise durch Verdrehung der beiden Ringe, sichergestellt, dass diese Montageposition während des Betriebs nicht erreichbar ist, werden die Rollelemente in Axialrichtung der Linearstelleinheit stets von den beidseitig vorgesehenen Flanken in den Führungsbahnen der Ringe gehalten. Durch die Länge der Führungsbahnen wird zudem der Drehwinkel des rotierbaren Rings eingeschränkt, wobei die Enden jeder Führungsbahn als Anschlag dienen und ein Herausfallen der Rollelemente durch zu große Drehwinkel verhindern.The invention proposes that the ramp-like guideways of both rings are delimited by flanks on both sides along the longitudinal axis of the rings. This makes it possible to rotate one of the two rings in both directions and thus achieve axial reciprocating movement of the second ring. There is no longer any need for an additional restoring device in order to effect axial displacement in both directions on the non-rotating ring, since the rolling elements can transmit forces along the longitudinal axis of the rings on both flanks and thus in both directions. In addition, the guideways delimited by flanks in both axial directions can ensure that the linear adjusting device cannot fall apart during operation. In the assembly position alone, or when the rolling elements are located at the assembly openings of the guideways, there is sufficient space to remove the rolling elements from the guideways and to dismantle the linear adjustment device. If, for example by twisting the two rings, it is ensured that this assembly position cannot be reached during operation, the rolling elements are always held in the axial direction of the linear positioning unit by the flanks provided on both sides in the guideways of the rings. The length of the guideways also limits the angle of rotation of the rotatable ring, with the ends of each guideway serving as a stop and preventing the rolling elements from falling out if the angle of rotation is too large.
Üblicherweise ist der Außenring einer erfindungsgemäßen Linearstelleinrichtung in Axialrichtung positionsfest und drehbar, wohingegen der Innenring nicht drehbar aber axial verschiebbar ist. Demnach wird über den Außenring mit einer Drehbewegung eine Linearverschiebung des Innenrings erwirkt. In unterschiedlichen Ausführungsvarianten kann die Drehbewegung auch über einen drehbaren sowie in Axialrichtung positionsfesten Innenring eingeleitet werden und eine Axialverschiebung eines drehfesten Außenrings erwirken. Zur Vereinfachung ist der Außenring in der folgenden Beschreibung in Axialrichtung positionsfest und um dessen Längsachse rotierbar, wohingegen der Innenring axial verschiebbar und um dessen Längsachse nicht drehbar ist. Die Eigenschaften beider Ringe können auch getauscht sein, wobei ein Ring immer drehbar und der zweite Ring immer axial verschiebbar sein muss.Usually, the outer ring of a linear adjusting device according to the invention is fixed in position and rotatable in the axial direction, whereas the inner ring is non-rotatable but axially displaceable. Accordingly, a linear displacement of the inner ring is effected via the outer ring with a rotary movement. In different design variants, the rotary movement can also be initiated via a rotatable inner ring that is fixed in position in the axial direction and cause an axial displacement of a non-rotatable outer ring. For the sake of simplicity, in the following description, the outer ring is fixed in position in the axial direction and is rotatable about its longitudinal axis, whereas the inner ring is axially displaceable and non-rotatable about its longitudinal axis. The properties of both rings can also be exchanged, whereby one ring must always be rotatable and the second ring must always be axially displaceable.
Um einen Mechanismus mit gleichförmiger Kraftumleitung von der Rotation in eine Linearbewegung zu gewährleisten sind wenigstens zwei, vorzugsweise drei, rampenartige Führungsbahnen äquidistant um den Umfang des Außenrings und des Innenrings verteilt vorzusehen. Werden auf diese Weise zwei oder mehr Führungsbahnen vorgesehen, die jeweils durch wenigstens ein Rollelement mit einer Führungsbahn des anderen Rings in mechanischem Kontakt stehen, so sind diese Rollelemente gleichmä-ßig um die gemeinsame Längsachse beider Ringe verteilt. Da die Kraftumleitung von einer Rotationsbewegung des einen Ring in eine Linearverschiebung des zweiten an den Rollelementen und den durch Flanken begrenzten Führungsbahnen erflogt, hat die gleichmäßige Verteilung der Rollelemente um die gemeinsame Längsachse der Ringe auch eine gleichmäßige Verteilung der entstehenden Kräfte, insbesondere der Axialkräfte, auf beide Ringe zur Folge. Durch ein Vorsehen von drei oder mehr solcher Führungsbahnen können auch Verkippungen eines Rings vermieden werden.In order to ensure a mechanism with uniform force diversion from rotation to linear movement, at least two, preferably three, ramp-like guideways are to be provided distributed equidistantly around the circumference of the outer ring and the inner ring. If two or more guideways are provided in this way, each of which is in mechanical contact with a guideway of the other ring by at least one rolling element, these rolling elements are distributed evenly around the common longitudinal axis of both rings. Since the force is diverted from a rotational movement of one ring into a linear displacement of the second on the rolling elements and the guideways delimited by flanks, the even distribution of the rolling elements around the common longitudinal axis of the rings also results in an even distribution of the forces that arise, in particular the axial forces result in both rings. By providing three or more such guideways, tilting of a ring can also be avoided.
Über die Anzahl und/oder die Länge der rampenartigen Führungsbahnen kann das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel des einen Rings und der Linearverschiebung des zweiten Rings beeinflusst werden. Eine größere Steigung der rampenartigen Führungsbahnen in Axialrichtung der Ringe hat hierbei zur Folge, dass bei gleichem Drehwinkel eine größere Linearverschiebung erwirkt wird. Umgekehrt kann mit geringerer Steigung der Führungsbahnen bei gleichem Drehwinkel eine geringere Linearverschiebung erzielt werden, wobei eine präzisere Steuerung der Linearverschiebung erfolgen kann.The ratio between the angle of rotation of one ring and the linear displacement of the second ring can be influenced via the number and/or the length of the ramp-like guideways. A greater incline of the ramp-like guideways in the axial direction of the rings results in a greater linear displacement being effected with the same angle of rotation. Conversely, a smaller linear displacement can be achieved with a smaller incline of the guideways for the same angle of rotation, with the linear displacement being able to be controlled more precisely.
Um die Linearstelleinrichtung montieren zu können, werden eine oder mehrere Montageöffnungen vorgesehen, die das Einbringen von Rollelementen in die Führungsbahnen beider Ringe ermöglichen. Wie zuvor beschrieben sind die Führungsbahnen beider Ringe in Axialrichtung beidseitig durch Flanken begrenzt und erlauben auch an deren Enden kein Ein- oder Austreten der Rollelemente. Die Führungsbahnen sind also vollständig geschlossen. Alleinig die Montageöffnungen stellen Öffnungen in den Führungsbahnen dar, die für eine Montage einer beschriebenen Linearstelleinrichtung erforderlich sind.In order to be able to assemble the linear positioning device, one or more assembly openings are provided, which allow the introduction of rolling elements into the guideways of both rings. As previously described, the guideways of both rings are delimited on both sides in the axial direction by flanks and also do not allow the rolling elements to enter or exit at their ends. The guideways are therefore completely closed. Only the assembly openings represent openings in the guideways that are required for assembly of a described linear adjusting device.
Bevorzugterweise zeichnet sich eine erfindungsgemäße Linearstelleinrichtung dadurch aus, dass die oder jede Montageöffnung axial oder radial verläuft. Die Montageöffnungen, die ein Einführen der Rollelemente in die rampenartigen Führungsbahnen beider Ringe ermöglichen, können am Innen- und/oder am Außenring vorgesehen werden. Da es bei der Montage der Linearstelleinrichtung erforderlich ist, den Innenring in den Außenring einzubringen, sind Montageöffnungen, die in Axialrichtung verlaufen, besonders vorteilhaft. Sie verlaufen bereits in Montagerichtung und öffnen alle Führungsbahnen eines oder beider Ringe entlang der Achse, auf der beide Ringe zur Montage zusammengeführt werden. Dies erlaubt mittels simpler Linearbewegung ein Zusammenstecken beider Ringe und ein gleichzeitiges Einbringen der Rollelemente. Ist nur ein Ring mit axial verlaufenden Montageöffnungen versehen, so sind die Führungsbahnen des anderen Rings in Axialrichtung an keiner Stelle geöffnet. Die Montage erfolgt dann durch Einlegen der Rollelemente in die vollständig geschlossenen Führungsbahnen des Rings ohne Montageöffnungen, woraufhin dieser in Axialrichtung so auf oder in den zweiten Ring geschoben wird, dass die in Radialrichtung hervorstehenden Rollelemente in die axial verlaufenden Montageöffnungen des zweiten Rings hineingleiten. Beide Ringe befinden sich dann in der Montageposition.A linear adjusting device according to the invention is preferably characterized in that the or each assembly opening runs axially or radially. The assembly openings, which allow the rolling elements to be inserted into the ramp-like guideways of both rings, can be provided on the inner and/or outer ring. Since it is necessary to insert the inner ring into the outer ring when assembling the linear adjusting device, assembly openings that run in the axial direction are particularly advantageous. They already run in the assembly direction and open all the guideways of one or both rings along the axis on which both rings are brought together for assembly. This allows the two rings to be plugged together and the rolling elements to be inserted at the same time by means of a simple linear movement. If only one ring is provided with assembly openings running axially, the guideways of the other ring are not open at any point in the axial direction. The assembly is then carried out by inserting the rolling elements into the completely closed guideways of the ring without assembly openings, after which this is pushed in the axial direction onto or into the second ring in such a way that the rolling elements protruding in the radial direction slide into the axially running assembly openings of the second ring. Both rings are then in the assembly position.
Es ist allerdings auch möglich, beide Ringe zunächst ineinander zu positionieren und die Rollelemente erst im Anschluss in die Führungsbahnen beider Ringe zu füllen. Dabei verfügen beide Ringe über axial verlaufende Montageöffnungen, wobei die Ringe so zueinander orientiert sind, dass sich jeweils eine Montageöffnung des einen Rings und eine Montageöffnung des anderen Rings zu einer ausreichend großen, beispielsweise kreisförmigen, Montageöffnung ergänzen, die den gesamten Querschnitt eines Rollelements aufnehmen kann. In diesem Zustand befinden sich beide Ringe ebenfalls in der Montageposition.However, it is also possible to first position the two rings one inside the other and only then to fill the rolling elements in the guideways of both rings. Both rings have axially running assembly openings, with the rings being oriented towards one another in such a way that an assembly opening of one ring and an assembly opening of the other ring complement each other to form a sufficiently large, for example circular, assembly opening that can accommodate the entire cross section of a rolling element . In this state, both rings are also in the assembly position.
Verlaufen die Montageöffnungen dagegen radial, so ist es ausreichend, diese in einem der beiden Ringe vorzusehen. Hierbei können erneut beide Ringe im Voraus in einander positioniert werden, woraufhin die Rollelemente über die Montageöffnungen in Radialrichtung in die Führungsbahnen gefüllt werden.On the other hand, if the assembly openings run radially, it is sufficient to provide them in one of the two rings. Here again, both rings can be positioned in one another in advance, after which the rolling elements are filled into the guideways via the assembly openings in the radial direction.
Um sicherzustellen, dass die Rollelemente nach dem Befüllen respektive der Montage nicht mehr aus den Ringen herausfallen können, ist die oder jede Montageöffnung vorzugsweise an einem Ende einer Führungsbahn angeordnet. Dadurch kann mit einer geeigneten Verdrehung der beiden Ringe zueinander sichergestellt werden, dass die Montageposition während des Betriebs der Linearstelleinrichtung nicht mehr eingenommen werden kann. Beispielsweise kann dies durch einen Anschlag eines Rings umgesetzt werden, der eine Verdrehung oder Verschiebung der Ringe zurück in die Montageposition verhindert. Oder es wird durch ein geeignetes Auslegen der Mechanik, in der die Linearstelleinrichtung eingebaut wird, sichergestellt, dass die Montageposition im Betrieb nicht mehr eingenommen werden kann. Beides ist besonders für axial verlaufende Montageöffnungen signifikant, da die Rollelemente hier in der Montageposition in Axialrichtung nicht sicher in den Führungsbahnen gehalten werden. Daneben können die axialen Montageöffnungen mit geeigneten Verschlusselemente, die am jeweiligen Ring, beispielsweise durch Verschrauben, befestigt werden, vollständig verschlossen werden, wodurch ein Herausfallen der Rollelemente in jedem Verdrehzustand verhindert werden kann. Gleichermaßen sind auch radial verlaufenden Montageöffnungen beispielsweise durch eine Schraube, insbesondere eine Madenschraube, vollständig verschließbar.In order to ensure that the rolling elements can no longer fall out of the rings after filling or assembly, the or each assembly opening is preferably arranged at one end of a guide track. With a suitable twisting of the two rings relative to one another, it can thereby be ensured that the assembly position can no longer be assumed during operation of the linear positioning device. For example, this can be implemented by a stop on a ring, which prevents the rings from being twisted or shifted back into the assembly position. Or a suitable design of the mechanics in which the linear positioning device is installed ensures that the assembly position can no longer be assumed during operation. Both are particularly significant for axial mounting openings, since the rolling elements are not held securely in the guideways here in the assembly position in the axial direction. In addition, the axial assembly openings can be completely closed with suitable closure elements, which are fastened to the respective ring, for example by screwing, whereby the rolling elements can be prevented from falling out in any twisting state. Equally, assembly openings running radially can also be completely closed, for example by a screw, in particular a grub screw.
Durch Anordnung der Montageöffnungen an einem Ende einer Führungsbahn kann zudem die größtmögliche Länge der Führungsbahnen ausgenutzt werden, um eine eingeleitete Drehbewegung in eine Linearbewegung umzuwandeln. Die Montageposition nimmt so nämlich nur einen kleinen Bereich an einem Ende der Führungsbahn ein. Neben der Steigung der Führungsbahnen ist auch deren Länge entscheidend für die maximal erwirkbare Linearverschiebung, wobei durch einen Einsatz längerer Führungsbahnen tendenziell eine größere Linearverschiebung erreicht werden kann.By arranging the assembly openings at one end of a guideway, the greatest possible length of the guideways can also be utilized in order to convert an initiated rotational movement into a linear movement. The assembly position only takes up a small area at one end of the guideway. In addition to the incline of the guideways, their length is also decisive for the maximum linear displacement that can be achieved, with a greater linear displacement tending to be able to be achieved by using longer guideways.
Um in einem der Ringe eine Rotationsbewegung einleiten zu können, ist es von Vorteil, wenn der rotierbare Ring eine Koppelstruktur, vorzugsweise eine Verzahnung, aufweist, über die eine Rotationsbewegung in den Ring einleitbar ist. So ist es möglich, auf einfache Weise und mit einer gängigen Antriebsmechanik Rotationsbewegungen in beide Richtungen einzuleiten. Hierbei eignet sich besonders eine Verzahnung, da diese eine robuste Übertragung einer Rotationsbewegung mit geringem Verdrehspiel ermöglicht. Gleichermaßen kann die Koppelstruktur auch einen Zahnriemen oder eine Kette aufnehmen, um eine Rotationsbewegung in den Ring einleiten zu können. Daneben ist auch der Einsatz einer nutförmigen Koppelstruktur möglich, wobei in der Nut des Rings ein gespannter Keilriemen verlaufen kann, mit dem der Ring gedreht wird. Auch der Einsatz eines Drehgelenks ist möglich, mit dem eine Linearbewegung eines Aktors in eine Drehbewegung des rotierbaren Rings umgewandelt wird. In jedem der genannten Beispiele kann der rotierbare Ring der Linearstelleinrichtung in beide Richtungen gedreht werden. Somit kann eine beidseitige Linearverschiebung des rotationsfesten Rings entlang dessen Längsachse erfolgen. Eine zusätzliche Rückstelleinrichtung ist nichtmehr erforderlich.In order to be able to initiate a rotational movement in one of the rings, it is advantageous if the rotatable ring has a coupling structure, preferably teeth, via which a rotational movement can be introduced into the ring. It is thus possible to initiate rotational movements in both directions in a simple manner and with a common drive mechanism. Gearing is particularly suitable here, since it enables a robust transmission of a rotational movement with little torsional backlash. Equally, the coupling structure can also accommodate a toothed belt or a chain in order to be able to introduce a rotational movement into the ring. In addition, the use of a groove-shaped coupling structure is also possible, in which case a tensioned V-belt can run in the groove of the ring, with which the ring is rotated. It is also possible to use a rotary joint, with which a linear movement of an actuator is converted into a rotary movement of the rotatable ring. In each of the examples mentioned, the rotatable ring of the linear actuator can be rotated in both directions. Thus, a two-sided linear displacement of the non-rotatable ring can take place along its longitudinal axis. An additional reset device is no longer required.
Damit ein Mitdrehen des axial verschiebbaren Rings unterbunden wird, ist vorzusehen, dass der rotationsfeste Ring eine Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden mit einem ebenfalls rotationsfesten Bauteil aufweist. Mit dieser Verbindungseinrichtung kann im Zuge eines Einbaus der Linearstelleinrichtung in eine Mechanik sichergestellt werden, dass der rotationsfeste Ring nur einen Freiheitsgrad besitzt, der dessen Bewegung entlang seiner Längsachse erlaubt. Die Drehung des Rings ist damit nach dem Einbau blockiert, wodurch eine Drehung des zweiten, rotierbaren Rings durch die rampenförmig verlaufenden Führungsbahnen in eine Axialbewegung des rotationsfesten Rings umgewandelt wird. Die Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden kann eine innenliegende oder außenliegende Verzahnung sein. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten sind beispielsweise ein Anschlag, eine Nut-Feder-Verbindung, insbesondere eine Passfeder, oder eine Keilwellenverbindung.In order to prevent the axially displaceable ring from rotating as well, it is to be provided that the non-rotatable ring has a connecting device for non-rotatably connecting to a likewise non-rotatable component. With this connection device, it can be ensured in the course of installing the linear setting device in a mechanism that the rotationally fixed ring has only one degree of freedom, which allows it to move along its longitudinal axis. The rotation of the ring is thus blocked after installation, as a result of which a rotation of the second, rotatable ring is converted into an axial movement of the non-rotatable ring by the ramp-shaped guideways. The connection device for the non-rotatable connection can be internal or external toothing. Further configuration options are, for example, a stop, a tongue and groove connection, in particular a feather key, or a splined connection.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linearstelleinrichtung sieht vor, dass die Rollelemente Kugeln sind. Der Einsatz kugelförmiger Rollelemente ermöglicht eine einfache Gestaltung des Querschnitts der rampenartigen Führungsbahnen. Dieser nimmt die Form eines Bogens an, wobei aufwändig herzustellende Formen vermieden werden können. Zudem hat die Kugelform zur Folge, dass die Rollelemente einen geringen Drehwiderstand aufweisen, was den Betrieb vereinfacht und den Verschleiß reduziert.A preferred embodiment of a linear adjusting device according to the invention provides that the rolling elements are balls. The use of spherical rolling elements enables a simple design of the cross section of the ramp-like guideways. This takes the form of an arc, with shapes that are difficult to produce being able to be avoided. In addition, the spherical shape means that the rolling elements have little resistance to rotation, which simplifies operation and reduces wear.
Ein verschleißarmer Betrieb einer erfindungsgemäßen Linearstelleinrichtung kann dadurch begünstigt werden, dass die Rollelemente und/oder die beiden Ringe aus verschleißfestem Material wie Metall, insbesondere Stahl, und hierunter insbesondere Chromstahl oder hochlegiertem Stahl, bestehen. Es empfiehlt sich hier der Einsatz von Materialien, die üblicherweise in Wälzlagern oder Kugellagern zum Einsatz kommen. Diese zeichnen sich besonders durch ihre hohe mechanische Härte aus.Low-wear operation of a linear positioning device according to the invention can be promoted if the rolling elements and/or the two rings are made of wear-resistant material such as metal, in particular steel, including in particular chromium steel or high-alloy steel. The use of materials that are usually used in roller bearings or ball bearings is recommended here. These are characterized in particular by their high mechanical hardness.
Neben der eingangs beschriebenen Linearstelleinrichtung betrifft die Erfindung auch eine Stelleinheit, umfassend einen Aktor und eine vorstehend beschriebene Linearstelleinrichtung, wobei der rotierbare Ring der Linearstelleinrichtung mechanisch mit dem Aktor gekoppelt ist. In der Stelleinheit kann der rotierbare Ring der Linearstelleinrichtung, aufgrund der mechanischen Kopplung mit dem Aktor, durch dessen Betätigung gedreht werden. Bevorzugterweise ist hierbei eine gezielte Drehung des rotierbaren Rings in beide Richtungen möglich. Gleichzeitig ist es von Vorteil, wenn der Aktor beispielsweise durch eine räumlich entfernte Steuereinheit steuerbar ist. Somit ist die Möglichkeit einer Betätigung des Mechanismus aus der Distanz gegeben.In addition to the linear setting device described at the outset, the invention also relates to a setting unit, comprising an actuator and a linear setting device as described above, the rotatable ring of the linear setting device being mechanically coupled to the actuator. In the setting unit, the rotatable ring of the linear setting device can be rotated by actuating it due to the mechanical coupling with the actuator. A targeted rotation of the rotatable ring in both directions is preferably possible here. At the same time, it is advantageous if the actuator can be controlled, for example, by a remote control unit. Thus, the possibility of operating the mechanism from a distance is given.
Sämtliche Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Linearstelleinrichtung lassen sich analog auf die Linearstelleinrichtung der erfindungsgemäße Stelleinheit übertragen, so dass sich die entsprechenden Vorteile auch für die Stelleinheit ergeben.All statements relating to the linear positioning device according to the invention can be applied analogously to the linear positioning device according to the invention Transfer actuator, so that the corresponding advantages arise for the actuator.
Eine besonders günstige Einleitung einer Drehbewegung in den rotierbaren Ring der Linearstelleinrichtung einer erfindungsgemäßen Stelleinheit ist dann möglich, wenn der Aktor ein Elektromotor oder ein hydraulischer Aktor ist. In beiden Fällen ist es von Vorteil, wenn der Aktor beidseitig wirken kann, sodass eine gezielte Hin- und Rückbewegung möglich ist. Wie bereits für die Linearstelleinrichtung beschrieben, kann mit einem Elektromotor durch Rotation des Rotors eine Drehung auf den rotierbaren Ring der Linearstelleinrichtung übertragen werden. Dagegen ermöglicht ein hydraulischer oder auch pneumatischer Aktor lediglich eine Linearbewegung, die am rotierbaren Ring der Linearstelleinrichtung, beispielsweise mit Hilfe eines Drehgelenks, eine Rotation hervorrufen kann. Mit einem Elektromotor als Aktor sind tendenziell größere Drehwinkel erzielbar als mit einem linear wirkenden, hydraulischen oder pneumatischen Aktor. Dafür kann mit Letzterem tendenziell mehr Kraft in den rotierbaren Ring eingeleitet werden. Je nach Anwendungsfall ist demnach ein geeigneter Aktor zu wählen.A particularly favorable introduction of a rotary movement into the rotatable ring of the linear setting device of a setting unit according to the invention is possible when the actuator is an electric motor or a hydraulic actuator. In both cases, it is advantageous if the actuator can act on both sides, so that a targeted back and forth movement is possible. As already described for the linear setting device, a rotation can be transmitted to the rotatable ring of the linear setting device with an electric motor by rotating the rotor. In contrast, a hydraulic or also pneumatic actuator allows only a linear movement, which can cause a rotation on the rotatable ring of the linear adjusting device, for example with the aid of a rotary joint. With an electric motor as an actuator, larger angles of rotation tend to be achievable than with a linear, hydraulic or pneumatic actuator. On the other hand, with the latter, more force can tend to be introduced into the rotatable ring. A suitable actuator must therefore be selected depending on the application.
Zur Ermöglichung der Anwendung einer erfindungsgemäßen Stelleinheit in verschieden großen Bauräumen sind unterschiedliche Kopplungsmöglichkeiten des Aktors mit dem rotierbaren Ring denkbar. So kann der Aktor direkt oder über ein zwischengeschaltetes Koppelmittel mit der Koppelstruktur des rotierbaren Rings gekoppelt oder koppelbar sein. Steht demnach nur ein sehr kleiner Bauraum für die Stelleinheit zur Verfügung, so kann der Aktor, beispielsweise ein Elektromotor mit einer Verzahnung am Rotor, direkt mit der Koppelstruktur des rotierbaren Rings gekoppelt oder koppelbar sein. Reicht der verfügbare Bauraum dagegen nicht aus, um den Aktor unmittelbar neben der Linearstelleinrichtung zu positionieren, so kann dieser mit einem zwischengeschalteten Koppelmittel mit der Koppelstruktur des rotierbaren Rings gekoppelt oder koppelbar sein. Durch das Koppelmittel können räumliche Distanzen überbrückt werden. Hierfür kann beispielsweise ein Zahnrad oder ein Getriebe vorgesehen werden. Als Alternative dazu ist auch der Einsatz eines Zahnriemens, eines Keilriemens oder einer Kette denkbar. Auch ein linear wirkender hydraulischer oder pneumatischer Aktor kann durch einen Stab oder ein zusätzliches Gelenk mit der Koppelstruktur des rotierbaren Rings gekoppelt oder koppelbar sein. Die optimierte Bauraumnutzung, die dadurch ermöglicht wird, erhöht die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Stelleinheit.To enable the use of an actuating unit according to the invention in installation spaces of different sizes, different coupling possibilities of the actuator with the rotatable ring are conceivable. Thus, the actuator can be coupled or can be coupled to the coupling structure of the rotatable ring directly or via an interposed coupling means. Accordingly, if only a very small installation space is available for the actuating unit, the actuator, for example an electric motor with teeth on the rotor, can be coupled or can be coupled directly to the coupling structure of the rotatable ring. If, on the other hand, the available installation space is not sufficient to position the actuator directly next to the linear adjusting device, it can be coupled or can be coupled to the coupling structure of the rotatable ring with an interposed coupling means. Spatial distances can be bridged by the coupling agent. A toothed wheel or a gear can be provided for this purpose, for example. As an alternative to this, the use of a toothed belt, a V-belt or a chain is also conceivable. A linearly acting hydraulic or pneumatic actuator can also be coupled or can be coupled to the coupling structure of the rotatable ring by a rod or an additional joint. The optimized use of space made possible by this increases the possible uses of the actuating unit according to the invention.
Für einen gängigen Anwendungsfall, nämlich der reversiblen mechanischen Kopplung zweier Wellenenden, ist eine erfindungsgemäße Stelleinheit vorteilhafterweise dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem rotationsfesten Ring über ein Axiallager gekoppelte Schiebemuffe vorgesehen ist, die durch eine axiale Verschiebung des rotationsfesten Rings der Linearstelleinrichtung axial verschiebbar ist und über die zwei Wellenenden reversibel mechanisch koppelbar sind. Wird der rotationsfeste Ring durch eine Drehung des zweiten Rings axial verschoben, wird simultan eine an den rotationsfesten Ring gekoppelte Schiebemuffe über ein Axiallager entlang dieser Achse mitbewegt. Die Schiebemuffe ist damit axial in beide Richtungen verschiebbar. Durch das Ineinandergreifen einer innenliegenden Längsverzahnung der Schiebemuffe in außen liegende Längsverzahnungen an den zu koppelnden Wellenenden ist eine formschlüssige, mechanische Kopplung beider Wellenenden durch die Schiebemuffe möglich, wobei mit der erzeugten mechanischen Kopplung Drehmomente übertragbar sind. Wird im gekoppelten Zustand beider Wellenenden der rotierbare Ring der Linearstelleinrichtung in die entgegengesetzte Richtung gedreht, so wird der rotationsfeste Ring der Linearstelleinrichtung zurückverschoben. Durch diesen wird auch die Schiebemuffe, beispielsweise durch einen innenliegenden Sprengring, der für diese einen Anschlag darstellt, zurückverschoben und beide Wellenenden werden wieder mechanisch entkoppelt. Die Verschiebung der Schiebemuffe durch den rotationsfesten Ring der Linearstelleinrichtung kann in beide Richtungen mit Hilfe eines mechanischen Anschlags erfolgen, wobei dieser beispielsweise durch einen externen Absatz oder einen Absatz im Inneren des rotationsfesten Rings, einen Sprengring oder eine Verschraubung gebildet werden kann. Mit einer derartigen Ausgestaltungsform der Stelleinheit sind insbesondere eine rotierende Antriebswelle und eine Abtriebswelle koppelbar, sodass die Stelleinheit als Koppeleinheit verwendbar ist.For a common application, namely the reversible mechanical coupling of two shaft ends, an actuating unit according to the invention is advantageously characterized in that a sliding sleeve coupled to the non-rotating ring via an axial bearing is provided, which is axially displaceable by an axial displacement of the non-rotating ring of the linear actuating device and via the two shaft ends can be mechanically coupled in a reversible manner. If the rotation-resistant ring is axially displaced by a rotation of the second ring, a sliding sleeve coupled to the rotation-resistant ring is simultaneously moved along this axis via an axial bearing. The sliding sleeve can thus be displaced axially in both directions. By intermeshing an internal longitudinal toothing of the sliding sleeve in external longitudinal toothing on the shaft ends to be coupled, a form-fitting, mechanical coupling of both shaft ends through the sliding sleeve is possible, with the generated mechanical coupling torques being transferrable. If the rotatable ring of the linear setting device is rotated in the opposite direction when both shaft ends are in the coupled state, the non-rotating ring of the linear setting device is pushed back. This also pushes back the sliding sleeve, for example by means of an internal snap ring, which represents a stop for this, and both shaft ends are mechanically decoupled again. The sliding sleeve can be displaced in both directions by the non-rotating ring of the linear actuator by means of a mechanical stop, which can be formed, for example, by an external shoulder or a shoulder inside the non-rotating ring, a snap ring or a screw connection. In particular, a rotating drive shaft and an output shaft can be coupled with such an embodiment of the actuating unit, so that the actuating unit can be used as a coupling unit.
Um bei diesem oder einem ähnlichen Einsatz einer erfindungsgemäßen Stelleinheit eine höhere Lebensdauer zu ermöglichen und Axialkräfte abzufangen, ist die Stelleinheit bevorzugterweise dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem rotationsfesten Ring und der Schiebemuffe eine Dämpfungseinrichtung, insbesondere ein Federdämpfer, zur Dämpfung axialer Kräfte vorgesehen ist. Bei der Kopplung zweier Wellenenden, insbesondere rotierender Wellenenden, können in Axialrichtung anliegende Kräfte auf die Schiebemuffe und die Stelleinheit wirken. Auch wenn die Schiebemuffe und/oder die Stelleinheit nicht koaxial, sondern in Radialrichtung geringfügig versetzt zu den zu koppelnden Wellenenden positioniert sind, kann deren Kopplung zu einer Schrägstellung führen. Dadurch entstehen Axialkräfte, die auf die Schiebemuffe und/oder die Stelleinheit wirken. Diese Axialkräfte können durch eine zwischengeschaltete Dämpfungseinrichtung zwischen dem rotationsfesten Ring der Linearstelleinrichtung und der Schiebemuffe aufgenommen werden. Hierzu ist vorzugsweise ein Federdämpfer vorzusehen, beispielsweise in Form einer oder mehrerer hintereinander geschalteter Wellenfedern oder einer oder mehrerer hintereinander geschalteter Tellerfedern.In order to enable a longer service life for this or a similar use of an actuating unit according to the invention and to absorb axial forces, the actuating unit is preferably characterized in that a damping device, in particular a spring damper, is provided between the rotationally fixed ring and the sliding sleeve for damping axial forces. When two shaft ends are coupled, in particular rotating shaft ends, forces applied in the axial direction can act on the sliding sleeve and the actuating unit. Even if the sliding sleeve and/or the actuating unit are not positioned coaxially but slightly offset in the radial direction in relation to the shaft ends to be coupled, their coupling can lead to an inclined position. This creates axial forces that act on the sliding sleeve and/or the control unit. These axial forces can be absorbed by an interposed damping device between the non-rotating ring of the linear adjusting device and the sliding sleeve the. A spring damper is preferably provided for this purpose, for example in the form of one or more wave springs connected in series or one or more disc springs connected in series.
Da sich die Schiebemuffe mit einer oder mehreren mechanisch gekoppelten Wellen mit dreht, kann zwischen der Dämpfungseinrichtung, respektive der Feder, und der Schiebemuffe ein permanenter Reibkontakt entstehen. Dieser würde unvermeidlich zu einer Beschädigung der Stelleinheit führen. Durch zusätzliches Vorsehen eines Axiallagers zwischen der Dämpfungseinrichtung und dem rotationsfesten Ring der Linearstelleinrichtung können die Reibung und der Verschleiß reduziert werden.Since the sliding sleeve rotates with one or more mechanically coupled shafts, permanent frictional contact can arise between the damping device or the spring and the sliding sleeve. This would inevitably lead to damage to the actuator. By additionally providing an axial bearing between the damping device and the non-rotating ring of the linear adjusting device, friction and wear can be reduced.
Alternativ zu einem Axialwälzlager kann auch eine Scheibe eingesetzt werden, die als Axialgleitlager wirkt. Die Scheibe kann beispielsweise aus Kunststoff oder Metall hergestellt werden.As an alternative to an axial roller bearing, a disk can also be used, which acts as an axial plain bearing. The disc can be made of plastic or metal, for example.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 eine Linearstelleinrichtung mit einem Innen- und einem Außenring sowie drei kugelförmigen Rollelementen, -
2 den Außenring der in1 dargestellten Linearstelleinrichtung mit drei rampenartigen Führungsbahnen, -
3 den Innenring der in1 dargestellten Linearstelleinrichtung mit drei Führungsbahnen, -
4 eine Linearstelleinrichtung in Montageposition, -
5 eine Schnittansicht durch dieLinearstelleinrichtung der 4 in Montageposition, -
6 eine Linearstelleinrichtung in Betriebsposition und bei minimaler linearer Verschiebung, -
7 eine Schnittansicht durch dieLinearstelleinrichtung der 6 , -
8 eine Linearstelleinrichtung in Betriebsposition und bei maximaler linearer Verschiebung, -
9 eine Schnittansicht durch dieLinearstelleinrichtung der 8 , -
10 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Stelleinheit mit einem Elektromotor und einer Schiebemuffe, und -
11 eine Detailansicht der 10 .
-
1 a linear actuator with an inner and an outer ring and three spherical rolling elements, -
2 the outer ring of the in1 illustrated linear positioning device with three ramp-like guideways, -
3 the inner ring of the in1 illustrated linear positioning device with three guideways, -
4 a linear actuator in the assembly position, -
5 a sectional view through the linear actuator of4 in assembly position, -
6 a linear actuator in operating position and at minimum linear displacement, -
7 a sectional view through the linear actuator of6 , -
8th a linear actuator in the operating position and at maximum linear displacement, -
9 a sectional view through the linear actuator of8th , -
10 a sectional view of a control unit according to the invention with an electric motor and a sliding sleeve, and -
11 a detailed view of10 .
In der
Der Außenring 2 und der Innenring 3 sind in
Die Umleitung einer Drehbewegung des Außenrings 2 in eine Linearbewegung des Innenrings 3 erfolgt durch die drei Führungsbahnen 6 des Außenrings 2 und die drei Führungsbahnen 7 des Innenrings 3, sowie den darin vorgesehenen Rollelementen 4. Die Führungsbahnen 6 des Außenrings 2 sind in der
An beiden Enden besitzen die Führungsbahnen 6 des Außenrings 2 zudem eben Absätze 14 und 15, an denen die Bahnen nicht schräg verlaufen. Am Innenring 3 sind entsprechende Absätze 16 und 17 nicht eben, sondern weniger schräg, als die restlichen Führungsbahnen 7. Diese Absätze 16 und 17 ermöglichen ein Festsetzen der Linearstelleinrichtung 1 und setzen eine Mindestverdrehung des Außenrings 2 voraus, um eine Linearverschiebung des Innenrings 3 zu erwirken. Umgekehrt kann eine Axialkraft auf den Innenring 3 in diesen Positionen am Außenring 2 keine Rotationskraft hervorrufen. Befinden sich die Rollelemente 4 der dargestellten Linearstelleinrichtung 1 am oberen ebenen Absatz 14 des Außenrings 2 und dem Absatz 16 des Innenrings 3, so ist die Linearstelleinrichtung 1 in Einbaulage, wenn die Rollelemente 4 nicht direkt unter den Montageöffnungen 8 des Außenrings 2 liegen. Der Außenring 2 und der Innenring 3 sind im Gegensatz zur Montagelage, in der sich die Rollelemente 4 direkt an den Montageöffnungen 8 befinden, leicht zueinander verdreht. Dadurch kann ein sicherer Zusammenhalt der Linearstelleinrichtung 1 gewährleistet werden. Alle Führungsbahnen 6 und 7 sind nämlich, außer an den Montageöffnungen 8 des Außenrings 2, vollständig umschlossen. Ein Abziehen oder Herunterdrücken eines der beiden Ringe ist nicht möglich, da der Außenring 2 und der Innenring 3 an deren Führungsbahnen 6 und 7 durch die Rollelementen 4 in Axialrichtung formschlüssig gehaltert werden. Die Flanken 10 und 13 verhindern ein Herausfallen oder Herausdrücken der Rollelemente 4 in Axialrichtung. Auch an den Enden sind die Führungsbahnen 6 und 7 begrenzt, sodass die Rollelemente 4 diese durch Drehung nicht herausfallen können. Die Linearstelleinrichtung 1 kann so in eine Mechanik eingebaut werden, dass die Montageposition nach dem Einbau nichtmehr einnehmbar ist. Dabei werden die Ringe der Linearstelleinrichtung 1 vor dem Einbau in die Mechanik so verdreht, dass die Rollelemente 4 nichtmehr unter den Montageöffnungen 8 liegen. Durch einen Anschlag oder eine geeignete Kopplung eines oder beider Ringe wird im eingebauten Zustand ein Rückverdrehen in die Montageposition verhindert, wodurch die Rollelemente 4 nichtmehr in die Montageöffnungen 8 des Außenrings 2 gelangen können.At both ends, the guide tracks 6 of the
Ausgehend von der Einbaulage hat ein weiteres Verdrehen des Außenrings 2 durch den schrägen Verlauf der Führungsbahnen 6 und 7 eine Krafteinleitung über die Rollelemente 4 in den Innenring 3 zur Folge. Durch eine drehfeste Lagerung des Innenrings 3 an drei Nuten 18 kann dieser nicht mit dem Außenring 2 rotieren und wird axial entlang der Längsachse 5 verschoben. Die Kraftübertragung erfolgt zwischen den Rollelementen 4 und den Flanken 10 und 13, die die Führungsbahnen 6 und 7 in Axialrichtung beidseitig begrenzen. Dadurch ist eine Kraftübertragung und eine Linearverschiebung des Innenrings 3 in beide Richtungen möglich.Starting from the installation position, further turning of the
Ist der Außenring 2 maximal zum Innenring 3 verdreht, befinden sich die Rollelemente 4 in der Endposition und an den Absätzen 15 und 17 der Führungsbahnen 6 und 7. Diese erlaubt ein Festsetzen der Linearstelleinrichtung 1. Durch den ebenen Verlauf des Absatzes 15 muss erst eine Rückdrehung des Außenrings 2 erfolgen, um eine Rückverschiebung des Innenrings 3 in entgegengesetzte Richtung zu ermöglichen.If the
Um eine Drehbewegung im Betrieb der Linearstelleinrichtung 1 einfach in den Außenring 2 einleiten zu können, ist dieser, wie in
Des Weiteren können die Anzahl, die Form und die Lage der Führungsbahnen 6 und 7 sowie der Montageöffnungen 8 und der Rollelemente 4, je nach Ausführung der Linearstelleinrichtung 1 variieren. Es sollten jedoch wenigstens drei Führungsbahnen 6 und 7 vorgesehen werden, die gleichmäßig um den Umfang beider Ringe verteilt sind, sodass eine Kraft entlang der Längsachse 5, die bei einer Verdrehung des Außenrings 2 zwischen den Ringen und den Rollelementen 4 erwirkt wird, gleichmäßig verteilt werden kann. Zudem können die axialen Montageöffnungen 8 auch in dem Innenring 3 und dem Außenring 2 vorgesehen werden. In diesem Fall können Außenring 2 und Innenring 3 bei der Montage zuerst ineinander positioniert und anschließend durch sich zu kreisförmigen Querschnitten ergänzende Montageöffnungen 8 mit kugelförmigen Rollelementen 4 befüllt werden. Weiter können die Montageöffnungen 8 auch in Radialrichtung in einem der beiden Ringe vorgesehen werden, wobei die Ringe auch hier erst ineinander positioniert und anschließend mit Rollelementen 4 befüllt werden können.Furthermore, the number, the shape and the position of the
Die
Der Querschnitt durch die Linearstelleinrichtung 1 der
Die
Eine Schnittansicht durch die in
Eine Schnittansicht durch die Linearstelleinrichtung 1 der
Die
In der
Im Falle einer axialen Verschiebung, angedeutet durch den Pfeil 27, des Innenrings 3 wird eine Schiebemuffe 28 von diesem mitverschoben. Wird der Innenring 3 im dargestellten Zustand nach rechts verschoben, übt dieser über eine Dämpfungseinrichtung 29 und ein Axiallager 30 eine nach rechts gerichtete Kraft auf die Schiebemuffe 28 aus. Soll die Schiebemuffe 28 dagegen wieder nach links zurückverschoben werden, so wird durch eine Rückverschiebung des Innenrings 3 eine nach links wirkende Axialkraft erzeugt, die mit einem Sprengring 31 auf die Schiebemuffe 28 übertragen wird. Auf diese Weise ist eine beidseitige axiale Verschiebung der Schiebemuffe 28 möglich, wodurch diese als Koppelelement genutzt werden kann. Wird die Schiebemuffe 28 durch Axialverschiebung über deren Innenverzahnung 32 mit einer oder mehreren rotierenden Wellen mechanisch gekoppelt, so dreht sich die Schiebemuffe 28 simultan mit der oder allen gekoppelten Wellen. Diese Drehung wird durch den Pfeil 33 angedeutet. Um den Verschleiß zwischen dem rotationsfesten Innenring 3 und einer rotierenden Schiebemuffe 28 zu verringern, wird das Axiallager 30, z.B. ein Wälzlager wie ein Nadellager, zwischen dem Innenring 3 und der Schiebemuffe 28 angeordnet. Dieses kann beispielsweise ein Axialnadellager, aber auch ein Axialwälzlager oder Axialkugellager sein.In the event of an axial displacement, indicated by the
Daneben ist es auch möglich, dass bei einer mechanischen Kopplung zweier Wellenenden mit der Schiebemuffe 28 Axialkräfte entstehen, die entgegen der Bewegungsrichtung der Schiebemuffe 28 auf diese wirken. Auch wenn die Schiebemuffe 28 nicht koaxial, sondern geringfügig radial versetzt zu den zu koppelnden Wellenenden positioniert ist, können bei der Kopplung Axialkräfte entstehen. Um diese ungewollten Kräfte abzufangen und eine mögliche Beschädigung der Stelleinheit 34 zu vermeiden, wird die Dämpfungseinrichtung 29 zwischen dem Axiallager 30 und dem Innenring 3 vorgesehen. Als Dämpfungseinrichtung 29 können beispielsweise eine oder mehrere hintereinandergeschaltete Wellen- oder Tellerfedern Verwendung finden. Als Alternative dazu kann auch ein Ring aus einem Material, etwa Gummi, mit ausreichenden Dämpfungseigenschaften eingesetzt werden. Auch der Anschlag für die Schiebemuffe 28 muss nicht durch in Form des Sprengrings 31 entstehen, sondern kann beispielsweise auch durch einen verschraubten Innenring erzeugt werden.In addition, it is also possible that when two shaft ends are mechanically coupled to the sliding
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Linearstelleinrichtunglinear actuator
- 22
- Außenringouter ring
- 33
- Innenringinner ring
- 44
- Rollelementrolling element
- 55
- Längsachselongitudinal axis
- 66
- Führungsbahnenguideways
- 77
- Führungsbahnenguideways
- 88th
- Montageöffnungenmounting holes
- 99
- Stirnseitenend faces
- 1010
- Flankenflanks
- 1111
- Mantelflächelateral surface
- 1212
- Mantelflächelateral surface
- 1313
- Flankenflanks
- 1414
- AbsatzParagraph
- 1515
- AbsatzParagraph
- 1616
- AbsatzParagraph
- 1717
- AbsatzParagraph
- 1818
- Nutengrooves
- 1919
- Mantelflächelateral surface
- 2020
- Mantelflächelateral surface
- 2121
- Ritzelpinion
- 2222
- Aktoractuator
- 2323
- Koppelmittelcouplant
- 2424
- Koppelstrukturcoupling structure
- 2525
- Drehbewegung des Ritzelsrotation of the pinion
- 2626
- Drehbewegung des Außenringsrotation of the outer ring
- 2727
- Axialverschiebung des Innenringsaxial displacement of the inner ring
- 2828
- Schiebemuffesliding sleeve
- 2929
- Dämpfungseinrichtungdamping device
- 3030
- Axiallagerthrust bearing
- 3131
- Sprengringsnap ring
- 3232
- Innenverzahnunginternal teeth
- 3333
- Drehbewegung der SchiebemuffeRotational movement of the sliding sleeve
- 3434
- Stelleinheitactuator
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/DE2023/100071 WO2023155949A1 (en) | 2022-02-15 | 2023-01-31 | Linear adjustment device and adjustment unit |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022103453 | 2022-02-15 | ||
DE102022103452.6 | 2022-02-15 | ||
DE102022103452 | 2022-02-15 | ||
DE102022103453.4 | 2022-02-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022118278A1 true DE102022118278A1 (en) | 2023-08-17 |
Family
ID=87430551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022118278.9A Pending DE102022118278A1 (en) | 2022-02-15 | 2022-07-21 | Linear positioning device and positioning unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022118278A1 (en) |
-
2022
- 2022-07-21 DE DE102022118278.9A patent/DE102022118278A1/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2132458B1 (en) | Coaxial transmission, especially hollow shaft transmission for industrial drive engineering | |
EP3240960B1 (en) | Transmission component set having an output bearing and a harmonic drive transmission which can be mounted thereon | |
EP1020008B1 (en) | Electric motor | |
DE10247204B4 (en) | adjustment | |
EP1236929B1 (en) | Planetary gearing | |
DE202005017525U1 (en) | Friction clutch comprises a first fixed actuator ring and a second rotating actuator ring which is coupled with a drive motor via a toothed arrangement | |
EP3608557B1 (en) | Ball screw | |
EP3939751A1 (en) | Manipulator and arm joint for a manipulator | |
DE102008005229A1 (en) | Driving device, particularly for flap of vehicle, has fastening unit connectable with fixed component or movable component, and noise production element is provided for producing noises | |
DE102008046821B4 (en) | Crankshaft for a variable compression internal combustion engine and variable compression internal combustion engine | |
DE102005005250A1 (en) | Adjusting device for pneumatic disc brakes for compensation of brake lining wear has output toothing arrangement with elastically compressible teeth on driving sleeve | |
DE102022118278A1 (en) | Linear positioning device and positioning unit | |
WO2023155949A1 (en) | Linear adjustment device and adjustment unit | |
DE10353983B4 (en) | Device for transferring a rotary movement into a linear movement | |
DE19947851A1 (en) | Infinitely variable toroidal drive for motor vehicles etc. has support units for pivot shafts fastened directly to inner surface of drive housing | |
DE1576142C3 (en) | Hydraulically or pneumatically operated rotary actuator | |
EP1227209B1 (en) | Drive mechanism for gates | |
AT518265B1 (en) | Connecting rod with hydraulic clamping wedge | |
EP3453921A1 (en) | Differential with adjustable barrier effect | |
DE2051086A1 (en) | Device for locking and unlocking a rotatable part in a direction of rotation | |
EP0307732A2 (en) | Transmission | |
DE19729160C2 (en) | Locking device | |
DE19537718A1 (en) | Axially operable coupling | |
DE3322880C2 (en) | Gear shifting device | |
DE2924536A1 (en) | Hinging spindle drive system - has balls in cage engaging between helical spindle teeth and in bearings in piston |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |