DE102022201361A1 - Linear actuator with hydrostatic threaded nut and hybrid axial bearing - Google Patents

Linear actuator with hydrostatic threaded nut and hybrid axial bearing Download PDF

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moving body
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Lakshmana Naveen Kumar
Reiner Knoell
Maximilian Brueckner
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator (10) mit einem Gehäuse (20) und einem in Richtung einer Längsachse (11) relativ zum Gehäuse (20) linearbeweglichen Bewegungskörper (50), wobei der Bewegungskörper (50) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (51; 52) hat, welche in Richtung der Längsachse (11) nebeneinander angeordnet sind, wobei sich der erste Abschnitt mit einer konstanten Außenquerschnittsform entlang der Längsachse (11) erstreckt, wobei der zweite Abschnitt mit einem Außengewinde (53) versehen ist, wobei der zweite Abschnitt (52) von einer Mutter (30) umgeben ist, wobei das Gehäuse (20) eine in Richtung der Längsachse (11) weisende Abstützfläche (23) umfasst, wobei die Mutter (30) mit einer Gegenabstützfläche (33) an der Abstützfläche (23) derart anliegt, dass die Mutter (30) bezüglich der Längsachse (11) drehbar relativ zum Gehäuse (20) ist, wobei zwischen der Abstützfläche (23) und der Gegenabstützfläche (33) ein erstes Druckfeld (61) angeordnet ist, welches über das Gehäuse (20) mit einem Hochdruckanschluss (12) fluidisch verbunden ist, wobei zwischen dem Innengewinde (31) und dem Außengewinde (53) ein zweites Druckfeld (62) angeordnet ist, welches über die Mutter (30) mit dem ersten Druckfeld (61) fluidisch verbunden ist.Erfindungsgemäß ist auf der von der Abstützfläche (23) abgewandten Seite der Mutter (30) ein bezüglich der Längsachse (11) drehbares Wälzlager (40) angeordnet, wobei das Wälzlager (40) so zwischen das Gehäuse (20) und die Mutter (30) eingebaut ist, dass es vom ersten Druckfeld (61) verursachte hydrostatische Kräfte in Richtung der Längsachse (11) abstützen kann.The invention relates to an actuator (10) with a housing (20) and a moving body (50) that can be moved linearly in the direction of a longitudinal axis (11) relative to the housing (20), the moving body (50) having a first and a second section (51; 52) which are arranged next to one another in the direction of the longitudinal axis (11), the first section extending with a constant external cross-sectional shape along the longitudinal axis (11), the second section being provided with an external thread (53), the second section (52) is surrounded by a nut (30), the housing (20) comprising a support surface (23) pointing in the direction of the longitudinal axis (11), the nut (30) having a counter-support surface (33) on the support surface (23 ) rests in such a way that the nut (30) can be rotated with respect to the longitudinal axis (11) relative to the housing (20), with a first pressure field (61) being arranged between the supporting surface (23) and the counter-supporting surface (33), which over the Housing (20) is fluidically connected to a high-pressure connection (12), a second pressure field (62) being arranged between the internal thread (31) and the external thread (53), which is connected to the first pressure field (61) via the nut (30). is fluidically connected.According to the invention, on the side of the nut (30) facing away from the support surface (23), a roller bearing (40) that is rotatable with respect to the longitudinal axis (11) is arranged, with the roller bearing (40) being placed between the housing (20) and the Nut (30) is installed so that it can support hydrostatic forces in the direction of the longitudinal axis (11) caused by the first pressure field (61).

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1.

Aus der US 4 276 003 ist ein Aktuator bekannt, der einen bezüglich einer Längsachse linearbeweglichen Bewegungskörper hat. Ein erster Abschnitt des Bewegungskörpers wird als Kolben einer Pumpe verwendet. Ein zweiter Abschnitt des Bewegungskörpers ist mit einem Außengewinde versehen, welches in Schraubeingriff mit einer Mutter steht. Sowohl der entsprechende Schraubeingriff als auch die Drehlagerung der Mutter sind in Form einer hydrostatischen Lagerung ausgeführt, wobei beide gemeinsam von einem Hochdruckanschluss her mit Druckfluid versorgbar sind. Der Bewegungskörper ist im Bereich seines ersten Abschnitts gegen Verdrehung um die Längsachse am Gehäuse abgestützt. Die Mutter steht mit einem Elektromotor in Drehantriebsverbindung.From the U.S. 4,276,003 an actuator is known which has a moving body linearly movable with respect to a longitudinal axis. A first portion of the moving body is used as a piston of a pump. A second portion of the moving body is provided with an external thread which is screw-engaged with a nut. Both the corresponding screw engagement and the rotary bearing of the nut are designed in the form of a hydrostatic bearing, both of which can be supplied with pressurized fluid together from a high-pressure connection. In the region of its first section, the moving body is supported on the housing against rotation about the longitudinal axis. The nut is in rotary drive connection with an electric motor.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Aktuators besteht darin, dass er einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Im Betrieb entstehen insbesondere an der Drehlagerung der Mutter erheblich geringere Leckagen. Die daraus folgenden Betriebskosten sind dementsprechend deutlich geringer. Gleichwohl kann die entsprechende Axiallagerung deutlich höhere Kräfte aufnehmen, als dies bei der US 4 276 003 der Fall ist. Insbesondere kann die Leistungsfähigkeit der hydrostatischen Gewindemutter voll ausgenutzt werden. Der erfindungsgemäße Aktuator ist universell verwendbar und nicht nur als Pumpe.An advantage of the actuator according to the invention is that it is simpler and cheaper to manufacture. During operation, there are significantly fewer leaks, particularly at the pivot bearing of the nut. The resulting operating costs are correspondingly significantly lower. Nevertheless, the corresponding axial bearing can absorb significantly higher forces than with the U.S. 4,276,003 the case is. In particular, the performance of the hydrostatic threaded nut can be fully utilized. The actuator according to the invention can be used universally and not only as a pump.

Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass auf der von der Abstützfläche abgewandten Seite der Mutter ein bezüglich der Längsachse drehbares Wälzlager angeordnet ist, wobei das Wälzlager so zwischen das Gehäuse und die Mutter eingebaut ist, dass es vom ersten Druckfeld verursachte hydrostatische Kräfte in Richtung der Längsachse abstützen kann. Der erfindungsgemäße Aktuator ist für Anwendungsfälle besonders geeignet, bei denen hohe Kräfte auftreten, wobei nur kurze Hubwege ausgeführt werden. Der Aktuator kann mit hohen Hubfrequenzen betrieben werden. Es ist nicht erforderliche gesonderte Hubbewegungen auszuführen, die allein der Schmierung des Aktuators dienen.According to claim 1, it is proposed that on the side of the nut facing away from the support surface, a roller bearing that is rotatable with respect to the longitudinal axis is arranged, with the roller bearing being installed between the housing and the nut in such a way that hydrostatic forces caused by the first pressure field in the direction of the longitudinal axis can support. The actuator according to the invention is particularly suitable for applications in which high forces occur, with only short strokes being performed. The actuator can be operated with high stroke frequencies. It is not necessary to perform separate lifting movements that only serve to lubricate the actuator.

Das erste und/oder das zweite Druckfeld können eine undefinierte Umrandung haben, wobei das erste Druckfeld beispielsweise dadurch gebildet wird, dass die Abstützfläche und die Gegenabstützfläche im Bereich des ersten Druckfeldes vollständig eben und senkrecht zur Längsachse ausgebildet sind. Vorzugsweise haben das erste/und oder das zweite Druckfeld eine definierte Umrandung, welche höchst vorzugsweise jeweils von wenigstens einer Ausnehmung definiert wird. Das erste Druckfeld wird vorzugsweise von wenigstens einer Ausnehmung definiert, die jeweils so innerhalb der Abstützfläche und/oder der Gegenabstützfläche angeordnet ist, dass ein Berührkontakt zwischen Abstützfläche und Gegenabstützfläche das erste Druckfeld begrenzt. Die vorstehende Ausnehmung verläuft vorzugsweise mit einer konstanten, insbesondere rechteckigen Querschnittsform kreisringförmig um die Längsachse. Es versteht sich, dass der Berührkontakt zwischen Abstützfläche und Gegenabstützfläche abseits der genannten Ausnehmung vorzugsweise so ausgelegt, ist, dass sich dort ein dünner hydrostischer Schmierfilm bildet, der höchst vorzugsweise eine möglichst geringe Leckage verursacht. Die Tragkraft des entsprechenden hydrostatischen Lagers wird zum überwiegenden Teil durch die Ausdehnung der Ausnehmung bestimmt und zu einem deutlich geringeren Teil durch den vorstehend erläuterten Berührkontakt.The first and/or the second pressure field can have an undefined border, the first pressure field being formed, for example, in that the support surface and the counter-support surface in the region of the first pressure field are completely flat and perpendicular to the longitudinal axis. The first and/or the second pressure field preferably have a defined border, which is most preferably defined by at least one recess in each case. The first pressure field is preferably defined by at least one recess, which is arranged within the support surface and/or the counter-support surface in such a way that touching contact between the support surface and the counter-support surface delimits the first pressure field. The protruding recess preferably runs with a constant, in particular rectangular, cross-sectional shape in the form of a circular ring around the longitudinal axis. It goes without saying that the physical contact between the support surface and the counter-support surface away from the mentioned recess is preferably designed in such a way that a thin hydrostic lubricating film forms there, which most preferably causes as little leakage as possible. The carrying capacity of the corresponding hydrostatic bearing is determined for the most part by the extent of the recess and to a significantly lesser extent by the physical contact explained above.

Das Wälzlager kann als Rillenkugellager ausgeführt sein, wobei es vorzugsweise ein Schrägkugellager ist. Das Wälzlager kann als Kegelrollenlager ausgeführt sein. Es ist denkbar, dass das Wälzlager als Lagerpaket aus mehreren parallel geschalteten Einzellagern ausgeführt ist.The roller bearing can be designed as a deep groove ball bearing, it being preferably an angular ball bearing. The roller bearing can be designed as a tapered roller bearing. It is conceivable that the roller bearing is designed as a bearing package made up of several individual bearings connected in parallel.

Der Bewegungskörper ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Es ist denkbar, dass der Bewegungskörper mehrere gesonderte Teile umfasst, die fest miteinander verbunden sind.The moving body is preferably formed in one piece. It is conceivable that the moving body comprises a number of separate parts which are firmly connected to one another.

Der Bewegungskörper ist vorzugsweise gegen Verdrehung um die Längsachse am Gehäuse abgestützt. Es ist denkbar, dass die Außenquerschnittsform des ersten Abschnitts und eine Gegenform am Gehäuse entsprechend ausgelegt sind, wobei sie insbesondere von der Kreisform abweichen. Die Außenquerschnittsform des ersten Abschnitts des Bewegungskörpers ist jedoch vorzugsweise kreisrund bezüglich der Längsachse ausgebildet, wobei höchst vorzugsweise die weiter unten erläuterte Verdrehsicherung verwendet wird.The moving body is preferably supported on the housing against rotation about the longitudinal axis. It is conceivable that the outer cross-sectional shape of the first section and a counter-shape on the housing are designed accordingly, in particular deviating from the circular shape. However, the external cross-sectional shape of the first section of the moving body is preferably circular with respect to the longitudinal axis, the anti-twist device explained further below being used most preferably.

Der Aktuator wird vorzugsweise mit einem Druckfluid betriebenen, bei dem es sich höchst vorzugsweise um eine Flüssigkeit, insbesondere um Hydrauliköl, handelt.The actuator is preferably operated with a pressurized fluid, which is most preferably a liquid, in particular hydraulic oil.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.Advantageous developments and improvements of the invention are specified in the dependent claims.

Es kann vorgesehen sein, dass das Wälzlager zumindest in Richtung der Längsachse vorgespannt ist. Die Vorspannung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass die am ersten Druckfeld auftretende Leckage unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts bleibt, gleich welche äußere Last am Aktuator, insbesondere am Bewegungskörper, angreift.Provision can be made for the roller bearing to be prestressed at least in the direction of the longitudinal axis. The prestressing is preferably designed in such a way that the leakage occurring at the first pressure field is below a predetermined limit value remains, no matter what external load on the actuator, in particular on the moving body attacks.

Es kann vorgesehen sein, dass die Mutter radial bezüglich der Längsachse ausschließlich über das Wälzlager am Gehäuse abgestützt ist, wobei ein Berührkontakt zwischen der Abstützfläche und der Gegenabstützfläche eine Ebene definiert, die senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist. Das hydrostatische Axiallager am ersten Druckfeld ist damit besonders einfach herstellbar, da es radial zur Längsachse keine Kräfte abstützt. Das Spaltmaß am ersten Druckfeld wird allein durch die Vorspannung des Wälzlagers bestimmt und nicht durch die Abmessungen der an der hydrostatischen Lagerung beteiligten Bauteile wie bei der US 4 276 003 .Provision can be made for the nut to be supported radially with respect to the longitudinal axis exclusively via the roller bearing on the housing, with physical contact between the supporting surface and the counter-supporting surface defining a plane which is aligned perpendicularly to the longitudinal axis. The hydrostatic axial bearing on the first pressure field can thus be produced particularly easily, since it does not support any forces radially to the longitudinal axis. The gap dimension at the first pressure field is determined solely by the preload of the roller bearing and not by the dimensions of the components involved in the hydrostatic bearing, as is the case with the U.S. 4,276,003 .

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen sich entlang der Längsachse erstreckenden Dorn umfasst, der fest mit dem verbleibenden Gehäuse verbunden ist, wobei sich der Dorn in eine Ausnehmung des Bewegungskörpers hinein erstreckt, wobei der Bewegungskörper im Bereich der Ausnehmung drehfest bezüglich der Längsachse am Dorn abgestützt ist. Damit wird eine Verdrehsicherung des Bewegungskörpers bereitgestellt, ohne dass die Baulänge des Aktuators in Richtung der Längsachse zunimmt. Der Dorn erstreckt sich vorzugsweise mit einer konstanten Außenquerschnittsform entlang der Längsachse, wobei die Außenquerschnittsform höchst vorzugsweise in der Art einer Keilwelle ausgebildet ist. Die Ausnehmung des Bewegungskörpers erstreckt sich vorzugsweise mit einer konstanten Innenquerschnittsform entlang der Längsachse, wobei die Innenquerschnittsform an die Außenquerschnittsform im Sinne der genannten drehfesten Abstützung angepasst ist, wobei höchst vorzugsweise ein geringes Spiel und/oder zumindest abschnittsweise ein schmaler Spalt vorhanden ist.Provision can be made for the housing to include a mandrel which extends along the longitudinal axis and is firmly connected to the remainder of the housing, with the mandrel extending into a recess in the moving body, with the moving body in the region of the recess being non-rotatable with respect to the longitudinal axis Mandrel is supported. This provides an anti-twist device for the moving body without the overall length of the actuator increasing in the direction of the longitudinal axis. The mandrel preferably extends with a constant external cross-sectional shape along the longitudinal axis, most preferably the external cross-sectional shape being in the form of a splined shaft. The recess of the moving body preferably extends with a constant inner cross-sectional shape along the longitudinal axis, with the inner cross-sectional shape being adapted to the outer cross-sectional shape in terms of the non-rotatable support mentioned, with very preferably a small amount of play and/or a narrow gap being present at least in sections.

Es kann vorgesehen sein, dass am Gehäuse ein Niederdruckanschluss angeordnet ist, wobei außen an dem Dorn wenigstens eine Mündungsöffnung angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Mündungsöffnung über den Dorn mit dem Niederdruckanschluss fluidisch verbunden ist. Vorzugsweise werden alle innerhalb des Gehäuses anfallenden Leckagen über die wenigstens eine Mündungsöffnung geleitet. In der Folge ist die dortige Verdrehsicherung zuverlässig geschmiert. Vorzugsweise ist eine einzige Mündungsöffnung vorgesehen. Die wenigstens eine Mündungsöffnung ist vorzugsweise permanent mit dem Niederdruckanschluss fluidisch verbunden.Provision can be made for a low-pressure connection to be arranged on the housing, with at least one orifice opening being arranged on the outside of the mandrel, with the at least one orifice opening being fluidically connected to the low-pressure connection via the mandrel. All leaks occurring within the housing are preferably routed via the at least one orifice. As a result, the anti-rotation device there is reliably lubricated. Preferably a single orifice is provided. The at least one orifice is preferably permanently fluidically connected to the low-pressure port.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Mündungsöffnung so am Dorn angeordnet ist, dass die Ausnehmung des Bewegungskörpers zumindest eine Mündungsöffnung über wenigstens 70% eines maximal möglichen Hubwegs des Bewegungskörpers überdeckt, wobei die genannte Überdeckung einen Spalt zwischen dem Dorn und dem Bewegungskörper definiert, durch den permanent Druckfluid zur wenigstens einen Mündungsöffnung gelangen kann. Hierdurch wird eine zuverlässige Schmierung der Verdrehsicherung zwischen Dorn und Bewegungskörper sichergestellt.Provision can be made for the at least one orifice opening to be arranged on the mandrel in such a way that the recess in the moving body covers at least one orifice opening over at least 70% of a maximum possible stroke path of the moving body, with said covering defining a gap between the mandrel and the moving body, can get through the permanently pressurized fluid to at least one orifice. This ensures reliable lubrication of the anti-twist device between the mandrel and the moving body.

Es kann vorgesehen sein, dass die Mutter benachbart zum Wälzlager mit einer Außenverzahnung versehen ist, wobei ein Elektromotor vorgesehen ist, welcher über die Außenverzahnung mit der Mutter in Drehantriebsverbindung steht. Hierdurch kann ein marktüblicher Elektromotor als kostengünstiger Antrieb verwendet werden. Die Drehachse des Elektromotors ist vorzugsweise parallel zur Längssachse angeordnet. An einer Welle des Elektromotors ist vorzugsweise ein Zahnrad befestigt, welches mit der Außenverzahnung kämmt. Die Außenverzahnung ist vorzugsweise als Schrägverzahnung ausgebildet.Provision can be made for the nut to be provided with external teeth adjacent to the roller bearing, with an electric motor being provided which is in rotary drive connection with the nut via the external teeth. As a result, a commercially available electric motor can be used as a cost-effective drive. The axis of rotation of the electric motor is preferably arranged parallel to the longitudinal axis. A gear wheel which meshes with the external toothing is preferably attached to a shaft of the electric motor. The external toothing is preferably designed as a helical toothing.

Es kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt des Bewegungskörpers an einem Linearlager aus dem Gehäuse heraustritt, wobei das Gehäuse mit Ausnahme des Hochdruckanschlusses und gewünschtenfalls des Niederdruckanschlusses fluiddicht verschlossen ist. Die im Inneren des Gehäuses unvermeidlich anfallenden Leckagen verschmutzen somit nicht das Umfeld des Aktuators. Das Linearlager ist vorzugsweise als Gleitlager ausgeführt, wobei es höchst vorzugsweise eine Abdichtung gegen Austritt von Druckfluid aus dem Gehäuse bewirkt.Provision can be made for the first section of the moving body to emerge from the housing on a linear bearing, with the housing being sealed in a fluid-tight manner with the exception of the high-pressure connection and, if desired, the low-pressure connection. The leaks that inevitably occur inside the housing therefore do not contaminate the area around the actuator. The linear bearing is preferably embodied as a slide bearing, it most preferably providing a seal against the escape of pressurized fluid from the housing.

Es kann vorgesehen sein, dass das Wälzlager ohne Dichtungen ausgebildet ist, so dass Druckfluid im Inneren des Gehäuses durch das Wälzlager hindurchtreten kann. Das genannte Druckfluid wird insbesondere durch Leckagen am ersten und am zweiten Druckfeld verursacht, wobei es vorzugsweise über den Niederdruckanschluss aus dem Gehäuse abgeführt wird. Es ist im Wesentlichen drucklos. Die vorgeschlagene Durchlässigkeit des Wälzlagers ermöglicht einen weitgehend freien Fluss der Leckagen innerhalb des gesamten Gehäuses. Gleichzeitig wird das Wälzlager zuverlässig geschmiert.Provision can be made for the roller bearing to be designed without seals, so that pressurized fluid can pass through the roller bearing inside the housing. Said pressure fluid is caused in particular by leaks in the first and in the second pressure field, and it is preferably discharged from the housing via the low-pressure connection. It is essentially pressureless. The proposed permeability of the roller bearing allows the leakages to flow largely freely within the entire housing. At the same time, the roller bearing is reliably lubricated.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine bezüglich der Längsachse kreiszylindrische Hülse umfasst, die fest mit dem verbleibenden Gehäuse verbunden ist, wobei die Abstützfläche stirnseitig an der Hülse angeordnet ist, wobei der Hochdruckanschluss über die Hülse mit dem ersten Druckfeld fluidisch verbunden ist. Ein Innendurchmesser der Hülse ist vorzugsweise mit geringem Spiel an einen Kopfkreisdurchmesser des Außengewindes des Bewegungskörpers angepasst.It can be provided that the housing comprises a sleeve that is circular-cylindrical with respect to the longitudinal axis and is firmly connected to the rest of the housing, with the support surface being arranged on the end face of the sleeve, with the high-pressure connection being fluidically connected to the first pressure field via the sleeve. An inner diameter of the sleeve is preferably adapted to a tip circle diameter of the external thread of the moving body with little play.

Es kann vorgesehen sein, dass die Hülse innerhalb des verbleibenden Gehäuses angeordnet ist, wobei sie wenigstens einen radialen Durchbruch aufweist. Über den radialen Durchbruch kann druckloses Druckfluid von radial außerhalb der Hülse nach radial innerhalb der Hülse gelangen. Neben dem radialen Durchbruch und dem offenen Wälzlager sind beim erfindungsgemäßen Aktuator keine weiteren Kanäle erforderlich, um den Austausch der Leckagen innerhalb des gesamten Gehäuseinnenraums zu ermöglichen. Es ist sichergestellt, dass alle anfallenden Leckagen zum Niederdruckanschluss gelangen können.Provision can be made for the sleeve to be arranged inside the remaining housing, with at least one radial opening. Unpressurized pressure fluid can reach radially inside the sleeve from radially outside the sleeve via the radial opening. In addition to the radial opening and the open roller bearing, no further channels are required in the actuator according to the invention in order to enable the exchange of leaks within the entire interior of the housing. It is ensured that all leaks that occur can reach the low-pressure connection.

Es ist denkbar, dass der Bewegungskörper einen Kanal mit einer zum radialen Durchbruch vergleichbarer Funktion umfasst. Dieser wäre aber schwieriger herzustellen.It is conceivable that the moving body includes a channel with a function comparable to that of a radial opening. But this would be more difficult to produce.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aktuators;
  • 2 einen Längsschnitt des Aktuators nach 1;
  • 3 eine Seitenansicht des Aktuators nach 1, wobei das zweite und das dritte Gehäuseteil entfernt sind.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a perspective view of an actuator according to the invention;
  • 2 a longitudinal section of the actuator 1 ;
  • 3 a side view of the actuator 1 , with the second and third housing parts removed.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aktuators 10. Der Aktuator 10 umfasst ein Gehäuse 20, aus welchem ein Bewegungskörper 50 in Richtung einer Längsachse 11 herausragt. An dem Gehäuse 20 ist ein Elektromotor 70 befestigt, mittels dessen der Bewegungskörper 50 in Richtung der Längsachse 11 hin- und her bewegbar ist. Der erste Abschnitt 51 des Bewegungskörpers 50, der aus dem Gehäuse 20 herausragen kann, ist vorzugsweise kreiszylindrisch bezüglich der Längsachsachse 11 ausgebildet. An seinem freien Ende kann ein (nicht dargestelltes) Befestigungsmittel für eine weitere Baugruppe angeordnet sein, wobei beispielsweise ein Kugelgelenkkopf vorgesehen sein kann. 1 shows a perspective view of an actuator 10 according to the invention. The actuator 10 comprises a housing 20, from which a moving body 50 protrudes in the direction of a longitudinal axis 11. An electric motor 70 is fastened to the housing 20, by means of which the moving body 50 can be moved back and forth in the direction of the longitudinal axis 11. The first section 51 of the moving body 50, which can protrude from the housing 20, is preferably circular-cylindrical with respect to the longitudinal axis 11. A fastening means (not shown) for a further subassembly can be arranged at its free end, a ball joint head being able to be provided, for example.

Das Gehäuse 20 ist so ausgelegt, dass es die Teile in seinem Inneren im Wesentlichen fluiddicht umschließt, wobei allein über den Hoch- und den Niederdruckanschluss 12; 13 Druckfluid in das Gehäuse 20 bzw. aus dem Gehäuse 20 heraus gelangen kann. Bei dem Druckfluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl. Das Gehäuse 20 umfasst ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Gehäuseteil 81; 82; 83; 84, welche in der angegebenen Reihenfolge entlang der Längsachse 11 nebeneinander angeordnet sind, wobei sie fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschraubt, sind. Das zweite Gehäuseteil 82 ist vorzugsweise in Form eines Gussteils 82 ausgebildet. Es hat einen topfartigen Abschnitt 85, welcher insbesondere die Mutter (Nr. 30 in 2) und die Hülse (Nr. 22 in 2) umgibt. Das offene Ende des topfartigen Abschnitts 85 ist mit dem ersten Gehäuseteil 81 verschlossen, welches in Form einer ebenen Platte mit konstanter Dicke ausgebildet ist, wobei es eine bezüglich der Längsachse 11 kreisrunde Umrandung hat. An dem ersten Gehäuseteil 81 ist der Hochdruckanschluss 12 unmittelbar angeordnet, wobei er mit Abstand zur Längsachse 11 platziert ist. Der Dorn 21 ist konzentrisch zur Längsachse 11 am ersten Gehäuseteil 81 befestigt, wobei er ins Innere des Gehäuses 20 hineinragt. Der Niederdruckanschluss 13 ist am Dorn 21 angeordnet, und zwar konzentrisch zur Längsachse 11.The housing 20 is designed in such a way that it essentially encloses the parts in its interior in a fluid-tight manner, with only the high and the low-pressure connection 12; 13 pressure fluid can get into the housing 20 or out of the housing 20 . The pressurized fluid is preferably a liquid and most preferably hydraulic oil. The housing 20 comprises a first, a second, a third and a fourth housing part 81; 82; 83; 84, which are arranged next to one another in the specified order along the longitudinal axis 11, whereby they are firmly connected to one another, in particular screwed together. The second housing part 82 is preferably designed in the form of a cast part 82 . It has a cup-like section 85, which in particular contains the nut (No. 30 in 2 ) and the sleeve (No. 22 in 2 ) surrounds. The open end of the pot-like section 85 is closed with the first housing part 81, which is in the form of a flat plate with a constant thickness, wherein it has a border that is circular with respect to the longitudinal axis 11. FIG. The high-pressure connection 12 is arranged directly on the first housing part 81 , being placed at a distance from the longitudinal axis 11 . The mandrel 21 is attached to the first housing part 81 concentrically to the longitudinal axis 11 , protruding into the interior of the housing 20 . The low-pressure connection 13 is arranged on the mandrel 21, specifically concentrically to the longitudinal axis 11.

Das zweite Gehäuseteil 82 hat eine seitliche Ausbuchtung 86, deren Form an das Zahnrad (Nr. 71 in 2) im Inneren angepasst ist. Der Elektromotor 70 ist außen an der seitlichen Ausbuchtung 86 befestigt, insbesondere verschraubt.The second housing part 82 has a lateral bulge 86, the shape of which corresponds to the toothed wheel (No. 71 in 2 ) is adjusted inside. The electric motor 70 is fastened, in particular screwed, to the outside of the lateral bulge 86 .

Das dritte Gehäuseteil 83 ist als bezüglich der Längsachse 11 kreiszylindrisches Rohr mit konstanter Wanddicke ausgeführt, wobei es fest mit dem zweiten Gehäuseteil 82 verbunden ist. Es ist denkbar, das zweite und das dritte Gehäuseteil 82; 83 einstückig auszuführen. Das vierte Gehäuseteil 84 bildet einen Befestigungsflansch, welcher vorzugsweise an dem Ende des dritten Gehäuseteils 83 angeordnet ist, an dem der Bewegungskörper 50 aus dem Gehäuse 20 herausragt. Das dritte und das vierte Gehäuseteil 83; 84 können einstückig ausgebildet sein.The third housing part 83 is designed as a circular-cylindrical tube with a constant wall thickness with respect to the longitudinal axis 11 , it being firmly connected to the second housing part 82 . It is conceivable that the second and the third housing part 82; 83 to run in one piece. The fourth housing part 84 forms a fastening flange, which is preferably arranged at the end of the third housing part 83 at which the moving body 50 protrudes from the housing 20 . The third and fourth housing part 83; 84 can be formed in one piece.

2 zeigt einen Längsschnitt des Aktuators 10 nach 1. Der Bewegungskörper 50 ist vorliegend einstückig ausgebildet. Er hat einen ersten und einen zweiten Abschnitt 51; 52, welche entlang der Längsachse 11 unmittelbar aneinander angrenzen. Der erste Abschnitt 51 ist kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse 11 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 52 ist mit einem zur Längsachse 11 konzentrischen Außengewinde 53 versehen, welches vorliegend ein Trapezprofil hat. Innerhalb des zweiten Abschnitts 52 ist eine Ausnehmung 54 angeordnet, welche sich mit einer konstanten Innenquerschnittsform entlang der Längsachse 11 erstreckt, wobei sie zum ersten Gehäuseteil 81 hin offen ist. Der gesonderte Dorn 21 ragt in die Ausnehmung 54 hinein, wobei er sich mit einer konstanten Außenquerschnittsform entlang der Längsachse 11 erstreckt. Die Außenquerschnittsform ist vorliegend in der Art einer Vielkeilwelle ausgeführt, wobei die genannte Innenquerschnittsform mit geringem Spiel an die Außenquerschnittsform angepasst ist. Dementsprechend ist der Bewegungskörper 50 drehfest bezüglich der Längsachse 11 am Dorn 21 abgestützt, wobei der Dorn 21 wiederum am ersten Gehäuseteil 81 befestigt ist. Die genannte Vielkeilverbindung lässt eine Bewegung des Bewegungskörpers 50 entlang der Längsachse 11 zu. 2 shows a longitudinal section of the actuator 10 after 1 . In the present case, the moving body 50 is designed in one piece. It has a first and a second section 51; 52, which are directly adjacent to one another along the longitudinal axis 11. The first section 51 is circular-cylindrical with respect to the longitudinal axis 11 . The second section 52 is provided with an external thread 53 which is concentric to the longitudinal axis 11 and has a trapezoidal profile in the present case. A recess 54 is arranged within the second section 52 and extends along the longitudinal axis 11 with a constant internal cross-sectional shape, being open towards the first housing part 81 . The separate mandrel 21 protrudes into the recess 54, extending along the longitudinal axis 11 with a constant outer cross-sectional shape. The outside cross section In the present case, the shape is in the form of a splined shaft, with the inner cross-sectional shape mentioned being adapted to the outer cross-sectional shape with little play. Accordingly, the moving body 50 is supported on the mandrel 21 in a rotationally fixed manner with respect to the longitudinal axis 11 , the mandrel 21 in turn being fastened to the first housing part 81 . Said multi-wedge connection allows movement of the moving body 50 along the longitudinal axis 11 .

Im Inneren des Dorns 21 befindet sich ein Kanal 87, der abschnittsweise konzentrisch bezüglich der Längsachse 11 verläuft. An einem Ende mündet der Kanal 87 am Niederdruckanschluss 13 außen am Gehäuse 20 aus. Am gegenüberliegenden Ende hat der Kanal 87 eine Mündungsöffnung 25, die an der Außenumfangsfläche des Dorns 21 angeordnet ist. Die Mündungsöffnung 25 wird in jeder möglichen Stellung des Bewegungskörpers 50 von der Ausnehmung 54 mit einem schmalen Spalt überdeckt. Über den Kanal 87 werden die innerhalb des Gehäuses 20 anfallenden Leckagen zum Niederdruckanschuss 13 hin abgeführt. Die vorstehend erläuterte Anordnung der Mündungsöffnung 25 führt dazu, dass der Keilwelleneingriff zwischen Dorn 21 und Ausnehmung 54 von dem Druckfluid der Leckagen zuverlässig geschmiert wird. Die Lage der Mündungsöffnung 25 definiert außerdem das Ölstandsniveau innerhalb des Gehäuses 20, wobei diese Abhängig von der Einbaulage des Aktuators 10 ist.Inside the mandrel 21 there is a channel 87 which in sections runs concentrically with respect to the longitudinal axis 11 . At one end, the channel 87 opens out at the low-pressure connection 13 on the outside of the housing 20 . At the opposite end, the channel 87 has an orifice 25 which is arranged on the outer peripheral surface of the mandrel 21. The mouth opening 25 is covered in every possible position of the moving body 50 by the recess 54 with a narrow gap. The leaks occurring within the housing 20 are discharged to the low-pressure connection 13 via the channel 87 . The arrangement of the orifice 25 explained above means that the spline shaft engagement between the mandrel 21 and the recess 54 is reliably lubricated by the pressure fluid from the leaks. The position of the orifice 25 also defines the oil level within the housing 20, this being dependent on the installation position of the actuator 10.

Um den zweiten Abschnitt 52 herum ist eine Mutter 30 angeordnet, welche ein Innengewinde 31 hat, welches wiederum mit dem Außengewinde 53 des Bewegungskörpers 50 in Schraubeingriff steht. Zwischen dem Innengewinde 31 und dem Außengewinde 53 ist ein zweites Druckfeld 62 angeordnet, welches vom Hochdruckanschluss 12 mit Druckfluid versorgt wird. Entsprechende hydrostatische Gewindetriebe sind beispielsweise aus der AT 282291 B bekannt. Der gesamte Inhalt der AT 282291 B wird in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht, wobei insbesondere auf die Gestaltung der Ausnehmungen an der Mutter 30 verwiesen wird, welche das zweite Druckfeld 62 definieren.A nut 30 is arranged around the second section 52 and has an internal thread 31 which in turn is screw-engaged with the external thread 53 of the moving body 50 . A second pressure field 62 is arranged between the internal thread 31 and the external thread 53 and is supplied with pressure fluid from the high-pressure connection 12 . Corresponding hydrostatic screw drives are, for example, from AT 282291B known. The entire content of AT 282291B is referred to and made part of the present application, particular reference being made to the design of the recesses on the nut 30 which define the second pressure field 62 .

Im Gegensatz zum Bewegungskörper 50 ist die Mutter 30 bezüglich der Längsachse 11 drehbar relativ zum Gehäuse 20. Die entsprechende Drehlagerung umfasst ein Wälzlager 40 und ein hydrostatisches erstes Druckfeld 61.In contrast to the moving body 50, the nut 30 can be rotated relative to the housing 20 with respect to the longitudinal axis 11. The corresponding rotary bearing comprises a roller bearing 40 and a hydrostatic first pressure field 61.

Das Gehäuse 20 umfasst eine gesonderte Hülse 22, welche in Form eines bezüglich der Längsachse 11 kreiszylindrischen Rohres mit konstanter Wanddicke ausgebildet ist. Der Innendurchmesser der Hülse 22 ist mit geringem Spiel an den Kopfkreisdurchmesser des Außengewindes 53 angepasst. Die Hülse 22 ist mit ihrem in 2 rechten Ende innen am ersten Gehäuseteil 81 befestigt, insbesondere verschraubt. Am gegenüberliegenden Ende hat die Hülse 22 eine Abstützflüche 23, welche eben ausgebildet und senkrecht zur Längsachse 11 ausgerichtet ist. An der Abstützfläche 23 liegt eine ebenfalls ebene Gegenabstützfläche 33 der Mutter 30 an. Innerhalb der Abstützfläche 23 und/oder innerhalb der Gegenabstützfläche 33 ist eine Ausnehmung 60 angeordnet, welche die Ausdehnung des ersten Druckfeldes 61 definiert. Die Ausnehmung 60 verläuft mit einer konstanten Querschnittsform kreisringförmig um die Längsachse 11, wobei die genannte Querschnittsform beispielsweise rechteckig ausgebildet ist. Die Ausnehmung 60 ist über den Kanal 88 in der Hülse 22 permanent fluidisch mit dem Hochdruckanschluss 12 verbunden. Wenigstens ein weiterer Kanal 89 in der Mutter 30 verbindet das erste Druckfeld 61 fluidisch mit dem zweiten Druckfeld 62, so dass im Zentrum beider Druckfelder 61; 62 der gleiche Druck anliegt. Die an den Druckfeldern 61; 62 bewusst auftretenden Leckagen werden über die Mündungsöffnung 25 zum Niederdruckanschluss 13 geleitet.The housing 20 comprises a separate sleeve 22 which is designed in the form of a tube which is circular-cylindrical with respect to the longitudinal axis 11 and has a constant wall thickness. The inner diameter of the sleeve 22 is adapted to the tip circle diameter of the external thread 53 with little play. The sleeve 22 is with its in 2 right end attached to the inside of the first housing part 81, in particular screwed. At the opposite end, the sleeve 22 has a support surface 23 which is flat and aligned perpendicular to the longitudinal axis 11 . A counter-support surface 33 , which is also flat, of the nut 30 rests on the support surface 23 . A recess 60 , which defines the extent of the first pressure field 61 , is arranged within the supporting surface 23 and/or within the counter-supporting surface 33 . The recess 60 runs with a constant cross-sectional shape in the form of a circular ring around the longitudinal axis 11, the cross-sectional shape mentioned being, for example, rectangular. The recess 60 is permanently fluidically connected to the high-pressure port 12 via the channel 88 in the sleeve 22 . At least one further channel 89 in the nut 30 fluidly connects the first pressure field 61 to the second pressure field 62, so that in the center of both pressure fields 61; 62 the same pressure is applied. The at the pressure fields 61; Leaks that occur deliberately are routed via the orifice 25 to the low-pressure connection 13 .

Eine hydraulisch wirksame Fläche des ersten Druckfeldes 61 ist vorzugsweise gleich einer hydraulisch wirksamen Fläche des zweiten Druckfeldes. Hierdurch stellt sich zwischen beiden Druckfeldern 61; 62 ein Kräftegleichgewicht ein.A hydraulically effective area of the first pressure field 61 is preferably equal to a hydraulically effective area of the second pressure field. As a result, between the two pressure fields 61; 62 a balance of power.

Auf der von der Abstützfläche 23 abgewandten Seite der Mutter 30 ist das Wälzlager 40 angeordnet, welches vorliegend als einreihiges Schrägkugellager ausgeführt ist, wobei es bezüglich der Längsachse 11 drehbar ist. Der entsprechende Außenring ist in einem gesonderten Lagerhalter 90 aufgenommen, wobei der Lagerhalter 90 innen am zweiten Gehäuseteil 82 befestigt, insbesondere verschraubt oder verpresst, ist. Der entsprechende Innenring ist unmittelbar auf der Mutter 30 aufgenommen. Das Wälzlager 40 ist vorzugsweise vorgespannt, wobei die Höhe dieser Vorspannung ausschlaggebend für die Leckage am ersten Druckfeld 61 ist, wenn keine äußere Last am Bewegungskörper 50 angreift. An dieser Stelle ist auf die versteifende Wirkung des massiven Lagerhalters 90 hinzuweisen. Die genannte Vorspannung verursacht daher nur eine geringe elastische Verformung des zweiten Gehäuseteils 82. Der Lagerhalter 90 ist vorzugsweise in Form eines geschlossenen Rings ausgebildet, welcher mit einer konstanten Querschnittsform um die Längsachse 11 umläuft, wobei er höchst vorzugsweise einstückig ausgebildet ist.Arranged on the side of nut 30 facing away from support surface 23 is roller bearing 40 , which in the present case is designed as a single-row angular contact ball bearing, being rotatable with respect to longitudinal axis 11 . The corresponding outer ring is accommodated in a separate bearing holder 90, the bearing holder 90 being fastened on the inside of the second housing part 82, in particular screwed or pressed. The corresponding inner ring is accommodated directly on the nut 30. The roller bearing 40 is preferably prestressed, with the level of this prestress being decisive for the leakage at the first pressure field 61 when no external load acts on the moving body 50 . At this point, the stiffening effect of the massive bearing holder 90 should be pointed out. Said pretension therefore causes only a slight elastic deformation of the second housing part 82. The bearing holder 90 is preferably designed in the form of a closed ring which runs around the longitudinal axis 11 with a constant cross-sectional shape, it most preferably being designed in one piece.

Das Wälzlager 40 ist vorzugsweise ohne Dichtungen ausgeführt, so dass das Druckfluid, welches aufgrund der Leckagen im Innenraum des Gehäuses 20 vorhanden ist, durch das Wälzlager 40 hindurch treten kann. Hierdurch wird das Wälzlager 40 einerseits geschmiert. Andererseits wird sichergestellt, dass die Leckagen, gleich wo sie anfallen, zum Niederdruckanschluss 13 hin abfließen können. In diesem Zusammenhang wird auch auf den radialen Durchbruch (Nr. 24 in 3) verwiesen. The roller bearing 40 is preferably designed without seals, so that the pressure fluid that is present in the interior of the housing 20 due to the leaks can pass through the roller bearing 40 . As a result, the roller bearing 40 is lubricated on the one hand. On the other hand, it will be safe ensures that the leaks, no matter where they occur, can flow out to the low-pressure connection 13. In this context, reference is also made to the radial breakthrough (No. 24 in 3 ) referenced.

Außen an der Mutter 30 ist eine Außenverzahnung 34 vorgesehen, welche vorzugsweise in der Art eines schräg verzahnten Zahnrades ausgebildet ist. Die Außenverzahnung 34 kämmt mit einem angepassten Zahnrad 71, welches fest auf der Welle des Elektromotors 70 aufgenommen ist. Damit kann die Mutter 30 durch den Elektromotor 70 in Drehbewegung versetzt werden. In der Folge führt der Bewegungskörper 50 eine Linearbewegung entlang der Längsachse 11 aus. Wegen der erläuterten hydrostatischen Lagerung können dabei hohe Kräfte ausgeübt werden. Eine Kraft, die am freien Ende des Bewegungskörpers angreift, ist vorzugsweise auf die Abstützfläche 23 zu gerichtet.On the outside of the nut 30 there is external toothing 34 which is preferably designed in the manner of a helical gear wheel. The external toothing 34 meshes with an adapted gear wheel 71 which is firmly accommodated on the shaft of the electric motor 70 . The nut 30 can thus be rotated by the electric motor 70 . As a result, the moving body 50 executes a linear movement along the longitudinal axis 11 . Because of the hydrostatic bearing explained, high forces can be exerted. A force acting on the free end of the moving body is preferably directed towards the support surface 23 .

Hinzuweisen ist noch auf das Linearlager 26 im Bereich des ersten Abschnitts 51 des Bewegungskörpers 50, welches vorzugsweise aus Gleitlager ausgebildet ist. Das Linearlager 26 führt einerseits den ersten Abschnitt 51 des Bewegungskörpers 50 entlang der Längsachse 11. Weiter bildet das Linearlager 26 eine Abdichtung gegen Austritt von Druckfluid aus dem inneren des Gehäuses 20. Es ist vorzugsweise analog zu einem entsprechenden Linearlager an einem Hydraulikzylinder ausgebildet.The linear bearing 26 in the area of the first section 51 of the moving body 50 should also be pointed out, which is preferably formed from plain bearings. On the one hand, the linear bearing 26 guides the first section 51 of the moving body 50 along the longitudinal axis 11. The linear bearing 26 also forms a seal against the escape of pressurized fluid from the interior of the housing 20. It is preferably designed analogously to a corresponding linear bearing on a hydraulic cylinder.

3 zeigt eine Seitenansicht des Aktuators 10 nach 1, wobei das zweite und das dritte Gehäuseteil entfernt sind. Zu erkennen ist, dass die Hülse 22 zusammen mit dem ersten Gehäuseteil 81 das in 3 rechte Ende des Bewegungskörpers 50 nahezu vollständig umschließt. Um dennoch die außerhalb der in 3 gezeigten Unterbaugruppe anfallenden Leckagen zum Niederdruckanschluss (Nr. 13 in 2) hin abführen zu können, ist wenigstens ein radialer Durchbruch 24 in der Hülse 22 vorgesehen. Der radiale Durchbruch 24 ist vorzugsweise in Form einer kreisrunden Bohrung ausgeführt, die senkrecht zur Längsachse 11 ausgerichtet ist. 3 10 shows a side view of the actuator 10. FIG 1 , with the second and third housing parts removed. It can be seen that the sleeve 22, together with the first housing part 81, 3 right end of the moving body 50 almost completely encloses. To nonetheless the outside of the in 3 Subassembly shown leaks to the low pressure port (#13 in 2 ) To be able to dissipate out, at least one radial opening 24 is provided in the sleeve 22. The radial opening 24 is preferably designed in the form of a circular bore, which is aligned perpendicularly to the longitudinal axis 11 .

BezugszeichenlisteReference List

1010
Aktuatoractuator
1111
Längsachselongitudinal axis
1212
Hochdruckanschlusshigh pressure connection
1313
Niederdruckanschluss low pressure connection
2020
GehäuseHousing
2121
Dornmandrel
2222
Hülsesleeve
2323
Abstützflächesupport surface
2424
radialer Durchbruch der Hülseradial breakthrough of the sleeve
2525
Mündungsöffnung am Dornorifice on the mandrel
2626
Linearlagerlinear bearing
3030
MutterMother
3131
Innengewindeinner thread
3333
Gegenabstützflächecounter support surface
3434
Außenverzahnung external teeth
4040
Wälzlager roller bearing
5050
Bewegungskörpermoving body
5151
erster Abschnittfirst section
5252
zweiter Abschnittsecond part
5353
Außengewindeexternal thread
5454
Ausnehmung recess
6060
Ausnehmung, welche das erste Druckfeld definiertRecess defining the first pressure field
6161
erstes Druckfeldfirst pressure field
6262
zweites Druckfeldsecond pressure field
7070
Elektromotorelectric motor
7171
Zahnrad gear
8181
erstes Gehäuseteilfirst housing part
8282
zweites Gehäuseteilsecond housing part
8383
drittes Gehäuseteilthird case part
8484
viertes Gehäuseteilfourth part of the housing
8585
topfartiger Abschnitt des zweiten Gehäuseteilspot-like section of the second housing part
8686
seitliche Ausbuchtung des zweiten Gehäuseteilslateral bulge of the second housing part
8787
Kanal im Dornchannel in the thorn
8888
Kanal in der Hülsechannel in the sleeve
8989
Kanal in der Muttercanal in the mother
9090
Lagerhalterstorekeeper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 4276003 [0002, 0003, 0012]US4276003 [0002, 0003, 0012]
  • AT 282291 B [0030]AT 282291B [0030]

Claims (11)

Aktuator (10) mit einem Gehäuse (20) und einem in Richtung einer Längsachse (11) relativ zum Gehäuse (20) linearbeweglichen Bewegungskörper (50), wobei der Bewegungskörper (50) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (51; 52) hat, welche in Richtung der Längsachse (11) nebeneinander angeordnet sind, wobei sich der erste Abschnitt mit einer konstanten Außenquerschnittsform entlang der Längsachse (11) erstreckt, wobei der zweite Abschnitt (52) mit einem Außengewinde (53) versehen ist, wobei der zweite Abschnitt (52) von einer Mutter (30) mit einem Innengewinde (31) umgeben ist, wobei das Innengewinde (31) mit dem Außengewinde (53) in Schraubeingriff steht, wobei am Gehäuse (20) ein Hochdruckanschluss (12) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (20) eine in Richtung der Längsachse (11) weisende Abstützfläche (23) umfasst, wobei die Mutter (30) mit einer Gegenabstützfläche (33) an der Abstützfläche (23) derart anliegt, dass die Mutter (30) bezüglich der Längsachse (11) drehbar relativ zum Gehäuse (20) ist, wobei zwischen der Abstützfläche (23) und der Gegenabstützfläche (33) ein erstes Druckfeld (61) angeordnet ist, welches über das Gehäuse (20) mit dem Hochdruckanschluss (12) fluidisch verbunden ist, wobei zwischen dem Innengewinde (31) und dem Außengewinde (53) ein zweites Druckfeld (62) angeordnet ist, welches über die Mutter (30) mit dem ersten Druckfeld (61) fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der Abstützfläche (23) abgewandten Seite der Mutter (30) ein bezüglich der Längsachse (11) drehbares Wälzlager (40) angeordnet ist, wobei das Wälzlager (40) so zwischen das Gehäuse (20) und die Mutter (30) eingebaut ist, dass es vom ersten Druckfeld (61) verursachte hydrostatische Kräfte in Richtung der Längsachse (11) abstützen kann.Actuator (10) with a housing (20) and a moving body (50) that can be moved linearly in the direction of a longitudinal axis (11) relative to the housing (20), the moving body (50) having a first and a second section (51; 52), which are arranged next to one another in the direction of the longitudinal axis (11), the first section extending with a constant external cross-sectional shape along the longitudinal axis (11), the second section (52) being provided with an external thread (53), the second section ( 52) is surrounded by a nut (30) with an internal thread (31), the internal thread (31) being in screwed engagement with the external thread (53), a high-pressure connection (12) being arranged on the housing (20), the housing (20) comprises a support surface (23) pointing in the direction of the longitudinal axis (11), wherein the nut (30) bears against the support surface (23) with a counter-support surface (33) in such a way that the nut (30) relative to the longitudinal axis (11 ) is rotatable relative to the housing (20), a first pressure field (61) being arranged between the supporting surface (23) and the counter-supporting surface (33), which is fluidically connected to the high-pressure connection (12) via the housing (20), wherein A second pressure field (62) is arranged between the internal thread (31) and the external thread (53), which is fluidically connected to the first pressure field (61) via the nut (30), characterized in that on the bearing surface (23 ) facing away from the nut (30), a roller bearing (40) that is rotatable with respect to the longitudinal axis (11) is arranged, the roller bearing (40) being installed between the housing (20) and the nut (30) in such a way that it is exposed to the first pressure field (61) can support caused hydrostatic forces in the direction of the longitudinal axis (11). Aktuator (10) nach Anspruch 1, wobei das Wälzlager (40) zumindest in Richtung der Längsachse (11) vorgespannt ist.Actuator (10) after claim 1 , wherein the roller bearing (40) is preloaded at least in the direction of the longitudinal axis (11). Aktuator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Mutter (30) radial bezüglich der Längsachse (11) ausschließlich über das Wälzlager (40) am Gehäuse (20) abgestützt ist, wobei ein Berührkontakt zwischen der Abstützfläche (23) und der Gegenabstützfläche (33) eine Ebene definiert, die senkrecht zur Längsachse (11) ausgerichtet ist.Actuator (10) according to one of the preceding claims, wherein the nut (30) is supported radially with respect to the longitudinal axis (11) exclusively via the roller bearing (40) on the housing (20), with a physical contact between the support surface (23) and the counter-support surface (33) defines a plane perpendicular to the longitudinal axis (11). Aktuator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (20) einen sich entlang der Längsachse (11) erstreckenden Dorn (21) umfasst, der fest mit dem verbleibenden Gehäuse (20) verbunden ist, wobei sich der Dorn (21) in eine Ausnehmung (54) des Bewegungskörpers (50) hinein erstreckt, wobei der Bewegungskörper (50) im Bereich der Ausnehmung (54) drehfest bezüglich der Längsachse (11) am Dorn (21) abgestützt ist.Actuator (10) according to any one of the preceding claims, wherein the housing (20) comprises a mandrel (21) extending along the longitudinal axis (11) and fixedly connected to the remainder of the housing (20), the mandrel (21) extends into a recess (54) of the movement body (50), the movement body (50) being supported on the mandrel (21) in a rotationally fixed manner with respect to the longitudinal axis (11) in the region of the recess (54). Aktuator (10) nach Anspruch 4, wobei am Gehäuse (20) ein Niederdruckanschluss (13) angeordnet ist, wobei außen an dem Dorn (21) wenigstens eine Mündungsöffnung (25) angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Mündungsöffnung (25) über den Dorn (21) mit dem Niederdruckanschluss (13) fluidisch verbunden ist.Actuator (10) after claim 4 , a low-pressure connection (13) being arranged on the housing (20), at least one orifice opening (25) being arranged on the outside of the mandrel (21), the at least one orifice opening (25) being connected via the mandrel (21) to the low-pressure connection ( 13) is fluidically connected. Aktuator (10) nach Anspruch 5, wobei die wenigstens eine Mündungsöffnung (25) so am Dorn (21) angeordnet ist, dass die Ausnehmung (54) des Bewegungskörpers (50) zumindest eine Mündungsöffnung (25) über wenigstens 70% eines maximal möglichen Hubwegs des Bewegungskörpers (50) überdeckt, wobei die genannte Überdeckung einen Spalt zwischen dem Dorn (21) und dem Bewegungskörper (50) definiert, durch den permanent Druckfluid zur wenigstens einen Mündungsöffnung (25) gelangen kann.Actuator (10) after claim 5 , wherein the at least one orifice opening (25) is arranged on the mandrel (21) in such a way that the recess (54) of the moving body (50) covers at least one orifice opening (25) over at least 70% of a maximum possible stroke of the moving body (50), said covering defining a gap between the mandrel (21) and the moving body (50) through which permanently pressurized fluid can reach the at least one orifice (25). Aktuator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Mutter (30) benachbart zum Wälzlager (40) mit einer Außenverzahnung (34) versehen ist, wobei ein Elektromotor (70) vorgesehen ist, welcher über die Außenverzahnung (34) mit der Mutter (30) in Drehantriebsverbindung steht.Actuator (10) according to one of the preceding claims, wherein the nut (30) is provided with external teeth (34) adjacent to the roller bearing (40), an electric motor (70) being provided which is connected to the nut via the external teeth (34). (30) is in rotary drive connection. Aktuator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Abschnitt (51) des Bewegungskörpers (50) an einem Linearlager (26) aus dem Gehäuse (20) heraustritt, wobei das Gehäuse (20) mit Ausnahme des Hochdruckanschlusses (12) und gewünschtenfalls des Niederdruckanschlusses (13) fluiddicht verschlossen ist.Actuator (10) according to one of the preceding claims, wherein the first section (51) of the moving body (50) emerges from the housing (20) on a linear bearing (26), the housing (20) with the exception of the high-pressure connection (12) and if desired, the low-pressure connection (13) is sealed in a fluid-tight manner. Aktuator (10) nach Anspruch 8, wobei das Wälzlager (40) ohne Dichtungen ausgebildet ist, so dass Druckfluid im Inneren des Gehäuses (20) durch das Wälzlager (40) hindurchtreten kann.Actuator (10) after claim 8 , wherein the roller bearing (40) is formed without seals, so that pressurized fluid inside the housing (20) can pass through the roller bearing (40). Aktuator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (20) eine bezüglich der Längsachse (11) kreiszylindrische Hülse (22) umfasst, die fest mit dem verbleibenden Gehäuse (20) verbunden ist, wobei die Abstützfläche (23) stirnseitig an der Hülse (22) angeordnet ist, wobei der Hochdruckanschluss (12) über die Hülse (22) mit dem ersten Druckfeld (61) fluidisch verbunden ist.Actuator (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing (20) comprises a circular-cylindrical sleeve (22) with respect to the longitudinal axis (11) which is fixedly connected to the remaining housing (20), the support surface (23) being on the front side of the sleeve (22), the high-pressure connection (12) being fluidically connected to the first pressure field (61) via the sleeve (22). Aktuator (10) nach Anspruch 10, rückbezogen auf Anspruch 8 oder 9, wobei die Hülse (22) innerhalb des verbleibenden Gehäuses (20) angeordnet ist, wobei sie wenigstens einen radialen Durchbruch (24) aufweist.Actuator (10) after claim 10 , referring back to claim 8 or 9 , wherein the sleeve (22) is arranged within the remaining housing (20), wherein it has at least one radial opening (24).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT282291B (en) 1968-11-15 1970-06-25 Peter U Reusser Spindle drive
US4276003A (en) 1977-03-04 1981-06-30 California Institute Of Technology Reciprocating piston pump system with screw drive

Patent Citations (2)

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