DE19721803C2 - Device for generating a slow linear movement - Google Patents

Device for generating a slow linear movement

Info

Publication number
DE19721803C2
DE19721803C2 DE1997121803 DE19721803A DE19721803C2 DE 19721803 C2 DE19721803 C2 DE 19721803C2 DE 1997121803 DE1997121803 DE 1997121803 DE 19721803 A DE19721803 A DE 19721803A DE 19721803 C2 DE19721803 C2 DE 19721803C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
internal thread
threaded spindle
spindle
thread
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.)
Withdrawn - After Issue
Application number
DE1997121803
Other languages
German (de)
Other versions
DE19721803A1 (en
Inventor
Heinz Thum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THUM, INGRID, 39108 MAGDEBURG, DE
Original Assignee
Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg filed Critical Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority to DE1997121803 priority Critical patent/DE19721803C2/en
Publication of DE19721803A1 publication Critical patent/DE19721803A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19721803C2 publication Critical patent/DE19721803C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0095—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing combined linear and rotary motion, e.g. multi-direction positioners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer langsamen Linearbewegung für kleine Lasten mittels stoßartiger Kräfte, die auf die Spindelmutter eines Spindel-Spindelmutter- System einwirken.The invention relates to a device for generating a slow linear movement for small loads by means of shock-like forces acting on the spindle nut of a spindle-spindle nut System act.

Es sind eine Vielzahl von Vorrichtungen nach dem Spindel-Spindelmutter-Prinzip bekannt, mit denen eine rotierende oder hin- und hergehende Bewegung in eine lineare Bewegung einer Gewindespindel oder Mutter umgewandelt wird. Sollen derartige Vorrichtungen zur Erzeugung feinfühliger translatorischer Bewegungen verwendet werden, wie dies z. B. für eine genaue Posi­ tionierung von Objekten erforderlich ist, so stößt jedoch der Einsatz von Elektromotoren her­ kömmlicher Bauart auf fertigungstechnische Grenzen.A large number of devices based on the spindle-spindle nut principle are known which a rotating or reciprocating motion into a linear motion one Threaded spindle or nut is converted. Such devices for production sensitive translatory movements can be used, as z. B. for an accurate posi tion of objects is required, however, the use of electric motors comes from here conventional design to the limits of manufacturing technology.

Man hat versucht, diese Nachteile mittels sogenannter Wälzmotore zu vermeiden (z. B. DD271987A1, DD245090A1). Ein derartiger Wälzmotor besteht prinzipiell aus einem Körper mit Innengewinde, der funktionell mit dem Stator eines Elektromotors vergleichbar ist und mit einem elektromagnetischen Erregersystem mit mehreren Polen versehen ist. Dieser Körper mit Innen­ gewinde umgibt mindestens teilweise eine mit Spiel angeordnete Gewindespindel, die aus magne­ tisch leitendem Material besteht, ein Außengewinde aufweist und als Rotor wirkt.Attempts have been made to avoid these disadvantages by means of so-called roller motors (e.g. DD271987A1, DD245090A1). Such a roller motor basically consists of one body Internal thread that is functionally comparable to the stator of an electric motor and one electromagnetic excitation system is provided with multiple poles. This body with the inside thread at least partially surrounds a threaded spindle arranged with play, made of magne table conductive material, has an external thread and acts as a rotor.

Das elektromagnetische Erregersystem zieht die Gewindespindel an den Körper mit Innengewin­ de. Durch Änderung des Magnetflusses der Pole des Erregersystems wird der Umfang der Gewindespindel auf dem Innengewinde abgewälzt, wobei ein linearer Vorschub der Spindel ent­ steht.The electromagnetic excitation system pulls the threaded spindle to the body with an internal thread de. By changing the magnetic flux of the poles of the excitation system, the scope of the Threaded spindle rolled on the internal thread, whereby a linear feed of the spindle ent stands.

Mit diesem Bauprinzip wird quasi ein Schraubentrieb in einen konventionellen Elektromotor inte­ griert. Prinzipbedingt kann jedoch dadurch der Gesamtaufwand für das elektromagnetische Erre­ gersystem und die Ansteuerung des elektromagnetischen Erregersystems im Vergleich zu einem konventionellen Motor nur unwesentlich reduziert werden.With this construction principle, a screw drive is integrated into a conventional electric motor freezes. In principle, however, this can mean the total expenditure for electromagnetic excitation gersystem and the control of the electromagnetic excitation system compared to one conventional motor can be reduced only insignificantly.

Eine andere Konzeption zur Erzeugung feinfühliger translatorischer Bewegungen geht von der Umwandlung piezoelektrisch erzeugter Längs- oder Biegeschwingungen in Drehbewegungen aus (z. B. US 5068565). Um die gewünschte Drehbewegung zu erzeugen, ist eine größere Anzahl von Schwingern erforderlich. Die so erzeugte Drehbewegung könnte mittels Schraubgetriebe in eine lineare Vorschubbewegung im Millimeterbereich umgewandelt werden. Entsprechende Mecha­ nismen sind jedoch nur sehr aufwendig zu fertigen und erfordern zudem ein kompliziertes Ansteu­ ersystem. Von daher besteht ein Bedarf an einer einfachen Vorrichtung, mit der mechanische Schwingungen relativ kleiner Amplitude unter Verwendung einer Gewindespindel in eine lineare Bewegung umgewandelt werden, ohne daß aufwendige Getriebekonstruktionen erforderlich sind.Another concept for the production of sensitive translatory movements starts from the Conversion of piezoelectrically generated longitudinal or bending vibrations into rotary movements (e.g. US 5068565). To produce the desired rotary motion, a larger number of Vibrations required. The rotary movement generated in this way could be screwed into a linear feed motion in the millimeter range can be converted. Corresponding mecha However, nisms are only very complex to manufacture and also require complicated control system. There is therefore a need for a simple device with which mechanical  Vibrations of relatively small amplitude using a lead screw in a linear Movement can be converted without the need for complex gear designs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für kleine Lasten eine Vorrichtung zur Erzeu­ gung einer Linearbewegung zu schaffen, mit der eine schwingende Bewegung eines Körpers ohne Zwischenschaltung weiterer Getriebeelemente in eine langsame Linearbewegung der Gewinde­ spindel umgewandelt wird.The invention is therefore based on the object of producing a device for small loads to create a linear movement with which an oscillating movement of a body without Interposition of further gear elements in a slow linear movement of the thread spindle is converted.

Die zu schaffende Vorrichtung soll insbesonders für Positionierungen im Millimeterbereich mit einer hohen Auflösung geeignet sein und sich durch einen einfachen Aufbau, ein einfaches Ansteuersystem sowie geringe Fertigungskosten auszeichnen.The device to be created should in particular for positioning in the millimeter range be suitable for a high resolution and characterized by a simple structure, a simple Control system and low manufacturing costs.

Entsprechend einer engeren Fassung der Aufgabenstellung soll einer Spindelmutter in einem Spin­ del-Spindelmutter-System unter dem Einfluß wiederholt stoßweise auf sie einwirkender Kräfte, wie sie z. B. beim wiederholten Kontakt eines schwingenden Körpers mit der Spindelmutter auf­ treten, eine Bewegung aufgezwungen werden. Unter die Bezeichnung "Spindelmutter" in dieser Aufgabenstellung fallen nicht nur Spindelmuttern im engeren Sinn, sondern auch entsprechende funktionelle Äquivalente, d. h. entsprechend angepaßte Bauelemente mit Innengewinde.According to a narrower version of the task, a spindle nut should spin del spindle nut system under the influence of repeated intermittent forces, as they e.g. B. on repeated contact of a vibrating body with the spindle nut kick, be forced to move. Under the designation "spindle nut" in this The task does not only fall on spindle nuts in the narrower sense, but also corresponding ones functional equivalents, d. H. appropriately adapted components with internal thread.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by a device according to the characteristic of Main claim solved.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht demnach in folgendem.The basic principle of the invention is therefore as follows.

In eine Spindelmutter, die z. B. mittels eines selbsteinstellenden Pendellagers um eine zur Spindel­ mutter-Achse senkrechte Achse pendelbar angeordnet ist, ist mit gleicher Gewindesteigung eine Gewindespindel eingeschraubt, wobei letztere zusätzlich in einem Führungselement geführt ist, das axial fluchtend zur Spindelmutter angeordnet ist. Erfindungswesentlich weisen die Gewinde- Nenndurchmesser von Gewindespindel und Spindelmutter eine auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Differenz auf. Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß als funktionelles Äquivalent einer Spindelmutter in engerem Sinn auch ein entsprechend angepaßtes Bauelement mit Innen­ gewinde verwendbar ist. Weiterhin ist anstelle eines Pendellagers auch jedes funktionell gleich­ wertige Lager verwendbar, das eine Pendelung der Spindelmutter um eine zur Spindelmutter- Achse senkrechte Achse ermöglicht.In a spindle nut, the z. B. by means of a self-aligning self-aligning bearing around a spindle mother axis is arranged vertically pendulum axis, is with the same thread pitch Screwed screw, the latter being additionally guided in a guide element, which is axially aligned with the spindle nut. Essential to the invention, the thread Nominal diameter of threaded spindle and spindle nut one for the respective application matched difference. It is also essential to the invention that as a functional equivalent a spindle nut in the narrower sense also a correspondingly adapted component with the inside thread can be used. Furthermore, each is functionally the same instead of a self-aligning bearing high-quality bearings can be used, which allows the spindle nut to oscillate around the Axis vertical axis allows.

Werden nun mittels eines Stoßkörpers auf die Spindelmutter zeitlich aufeinanderfolgende Stöße ausgeübt, wobei die Stoßrichtung parallel zur Achse der Gewindspindel liegt und der Stoß bei horizontal gestellter Gewindespindelachse bevorzugt in Höhe der Gewindespindelachse erfolgt, so führt dieses Anstoßen der Spindelmutter zu einer Drehung der Gewindespindel um die Spinde­ lachse, verbunden mit einer Linearbewegung in Richtung der Spindelachse. Dabei darf die Stoß­ richtung nicht auf einer Geraden in Schwerkraftrichtung liegen, die die Spindelmutter-Achse schneidet.Are now successive impacts on the spindle nut by means of a shock body exercised, the direction of impact is parallel to the axis of the threaded spindle and the impact at horizontally placed threaded spindle axis preferably at the level of the threaded spindle axis, see above this abutment of the spindle nut leads to a rotation of the threaded spindle around the spindle salmon, combined with a linear movement in the direction of the spindle axis. The shock is allowed  not lie on a straight line in the direction of gravity, which is the spindle nut axis cuts.

Der Vorschubweg der Spindel pro Impuls hängt von der Gewindesteigung und der Durchmes­ serdifferenz ab. Die Durchmesserdifferenz wird nach unten begrenzt durch einen Wert < 0 und nach oben durch die Gewindegeometrie (Gewindetragtiefe). Die Differenz wird anwen­ dungsbedingt nach dem pro Impuls zu vollziehenden Vorschubweg der Spindel festgelegt. Es versteht sich von selbst, daß die Stoßfrequenz des Stoßkörpers und damit die Zeitdauer zwischen zwei Stößen auf die Zeitdauer abgestimmt ist, die die Spindelmutter für eine Pendelbewegung benötigt.The feed path of the spindle per pulse depends on the thread pitch and the diameter difference from. The diameter difference is limited by a value <0 and up through the thread geometry (thread wearing depth). The difference will apply determined depending on the feed path of the spindle to be carried out per pulse. It goes without saying that the impact frequency of the impact body and thus the time between two impacts is matched to the amount of time the spindle nut takes for a pendulum motion needed.

Die erfindungsgemäße Lösung weist folgende Vorteile auf
The solution according to the invention has the following advantages

  • - effektive Umsetzung einer schwingenden Bewegung, z. B. der schwingenden Bewegung eines Piezoaktors, in eine Drehbewegung und in eine langsame lineare Bewegung einer Spindel.- effective implementation of a swinging movement, e.g. B. the swinging movement of a Piezo actuator, in a rotary movement and in a slow linear movement of a spindle.
  • - einfacher und robuster Aufbau der Vorrichtung bei einem geringen Aufwand für das Ansteuer­ system des Stoßkörper-Antriebs und für die Abstimmung des Ansteuersystems,- Simple and robust construction of the device with little effort for the control system of the impact body drive and for the coordination of the control system,
  • - kostengünstige Realisierbarkeit einer Positionierung im Millimeterbereich mit hohen Auflösun­ gen.- Cost-effective feasibility of positioning in the millimeter range with high resolution gene.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere zur Verschiebung feingerätetechnischer Baugruppen zur feinen Positionierung mit Selbsthemmung bei Stillstand eingesetzt werden. Ein spezielles Einsatzgebiet sind auch Stellantriebe für Drosseln und Ventile.The device according to the invention can be used, in particular, for moving fine-technical devices Assemblies for fine positioning with self-locking when stationary are used. On Actuators for throttles and valves are also a special area of application.

Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Entsprechend einer speziellen Ausführungsform kann der Antrieb des Stoßkörper oder seine Aufladung mit einem Bewegungsimpuls mittels eines an ihn mittelbar oder unmittelbar angekoppelbaren, mit kleiner Amplitude schwingenden Systems erfolgen. Diese Variante ist besonders vorteilhaft, um z. B. mittels Piezoeaktoren oder magnetostriktiven Schwin­ gern mit Amplituden eine langsame Verstellbewegung im Millimeterbereich zu realisieren.Various advantageous embodiments of the device according to the invention are in the Subclaims specified. According to a special embodiment, the drive the impact body or its charging with a movement impulse by means of an indirect action on it or directly connectable, vibrating system with a small amplitude. This Variant is particularly advantageous to z. B. by means of piezo actuators or magnetostrictive Schwin like to implement a slow adjustment movement in the millimeter range with amplitudes.

Die Erfindung soll einschließlich ihrer Funktionsweise nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention, including its mode of operation, is described below using an exemplary embodiment are explained in more detail. Show in the accompanying drawings

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention in plan view,

Fig. 2: eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Spindelmutter-Lagerung. Fig. 2 is a sectional view of an embodiment of the spindle nut bearing.

Die Ansteuerung der Stoßkörper und die elektrische Verdrahtung sind in der Fig. 1 nicht im Detail dargestellt. The control of the shock bodies and the electrical wiring are not shown in detail in FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 ist erfindungsgemäß die Spindelmutter 1 - axial und radial gesichert - in einer selbsteinstellenden, vorzugsweise wartungsfreien Lagereinheit 2 eingebaut. In Fig. 2 wurde als Bauform für die Lagereinheit 2 ein Pendelgleitlager gewählt. In die Spindelmutter 1 ist die Ge­ windespindel 3 eingeschraubt, die in einem Führungselement 4 axial fluchtend geführt wird. Das Führungselement 4 und die Lagereinheit 2 sind auf der Grundplatte 5 befestigt. Spindel- und Spindelmuttergewinde besitzen die gleiche Gewindesteigung und eine abgestimmte Differenz zwi­ schen den Nenndurchmessern der Gewinde von Spindelmutter 1 und Gewindespindel 3. Auf Grund der Durchmesserdifferenz und einer stoßartigen Anregung der Spindelmutter 1 erfolgt er­ findungsgemäß eine Drehbewegung der Spindel 3 um die Spindelachse, verbunden mit einer Line­ arbewegung der Spindel in Achsrichtung. Zur stoßartigen Anregung der Spindelmutter 1 dienen erfindungsgemäß zwei getrennt wirkende Stoßkörper 6a und 6b. Diese Stoßkörper sind unab­ hängig voneinander ansteuerbar und horizontal auf entgegengesetzten Seiten der Spindelmutter­ achse in Höhe dieser Achse angeordnet. Die Stoßkörper 6a und 6b greifen direkt ohne weitere kraft- und bewegungsübertragende Zwischenbauteile an der Spindelmutter 1 an.Referring to FIG. 1 according to the invention the spindle nut 1 - secured axially and radially - installed in a self-adjusting, preferably maintenance-free bearing unit 2. In Fig. 2, a spherical plain bearing was chosen as the design for the bearing unit 2 . In the spindle nut 1 , the Ge threaded spindle 3 is screwed, which is guided axially in alignment in a guide element 4 . The guide element 4 and the bearing unit 2 are fastened on the base plate 5 . Spindle and spindle nut threads have the same thread pitch and a coordinated difference between the nominal diameters of the threads of spindle nut 1 and threaded spindle 3 . Due to the difference in diameter and an abrupt excitation of the spindle nut 1 , according to the invention, there is a rotational movement of the spindle 3 about the spindle axis, combined with a linear movement of the spindle in the axial direction. According to the invention, two separately acting impact bodies 6 a and 6 b serve for the abrupt excitation of the spindle nut 1 . These shock bodies can be controlled independently of one another and are arranged horizontally on opposite sides of the spindle nut axis at the level of this axis. The impact bodies 6 a and 6 b act directly on the spindle nut 1 without further force and motion-transmitting intermediate components.

Die Stoßkörper 6a und 6b sind an piezoelektrischen Schwingern 6c und 6d (in Fig. 1 als Biegeak­ toren dargestellt) angeordnet und werden getrennt angeregt. Mittels einer Spannungsversorgungs- und Ansteuereinheit 8 wird der jeweils erforderliche Schwinger zu Schwingungen mit einer vor­ bestimmten Frequenz und Amplitude angeregt. Auf Grund der Kräfteverhältnisse in der Spindel- Spindelmutter - Paarung bewirkt der Stoßkörper 6a bei einer rechtsgängigen Gewindespindel, nach Fig. 1 vom Führungselement 4 aus betrachtet, eine Spindeldrehung im Uhrzeigersinn; die Spindel bewegt sich nach rechts. Bei Anregung der Spindel durch den Stoßkörper 6b erfolgt eine Spindeldrehung entgegen dem Uhrzeigersinn, die Spindel bewegt sich nach links, Fig. 1.The shock bodies 6 a and 6 b are arranged on piezoelectric vibrators 6 c and 6 d (shown in Fig. 1 as Biegeak gates) and are excited separately. By means of a voltage supply and control unit 8 , the oscillator required in each case is excited to oscillate at a predetermined frequency and amplitude. Due to the force relationships in the spindle-spindle nut - pairing causes the impact body 6 a in a right-handed threaded spindle, viewed from Fig. 1 from the guide element 4 , a spindle rotation clockwise; the spindle moves to the right. When the spindle is excited by the impact body 6 b, the spindle is rotated counterclockwise, the spindle moves to the left, FIG. 1.

Die piezoelektrischen Schwinger 6c und 6d sind an Winkelträgern 7a und 7b mit elektrisch nicht­ leitenden Halterungen 7c und 7d befestigt. Die Winkelträger 7a und 7b sind auf entgegengesetz­ ten Seiten der Achse der Spindelmutter 2 auf der Grundplatte 4 angeordnet und sowohl radial als auch axial zur Spindelmutter 1 einstellbar, um ein genaues Positionieren der Stoßkörper 6a und 6b an die Spindelmutter und eine verlustfreie Impulsübertragung zu gewährleisten. The piezoelectric vibrator 6 c and 6 d are in angle brackets 7 a and 7 b with electrically non-conductive holders 7 c and d attached. 7 The angle brackets 7 a and 7 b are arranged on opposite sides of the axis of the spindle nut 2 on the base plate 4 and adjustable both radially and axially to the spindle nut 1 in order to position the shock bodies 6 a and 6 b precisely on the spindle nut and to ensure loss-free To ensure impulse transmission.

BezugszeichenReference numerals

11

Bauteil mit Innengewinde
Component with internal thread

22nd

Lager
camp

33rd

Gewindespindel
Threaded spindle

44th

Führungselement
Guide element

55

Grundplatte
Base plate

66

a; a;

66

b Stoßkörper
b impact body

66

c; c;

66

d piezoelektrische Schwinger
d piezoelectric transducer

77

a; a;

77

b Winkelträger
b angle bracket

77

c; c;

77

d Halterungen
d brackets

88th

Spannungsversorgungs- und Ansteuereinheit
Power supply and control unit

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer langsamen Linearbewegung einer Gewindespindel für kleine Lasten mittels stoßartiger Kräfte, die auf die Spindelmutter eines Spindel- Spindelmutter-System einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - ein die Gewindespindel (3) aufnehmendes Bauteil (1) mit Innengewinde radial und ge­ gen axiale Verschiebung sowie gegen Drehung um die Gewindespindel (3) gesichert in einem Lager (2) angeordnet ist, das eine Pendelung des Bauteils (1) mit Innengewinde in der Größenordnung einiger Winkelgrade um eine zur Nullage der Innengewinde- Achse senkrechte Achse ermöglicht,
  • - die Gewindespindel (3) in das Bauteil (1) mit Innengewinde mit gleicher Gewindestei­ gung eingeschraubt und in einem Führungselement (4) geführt ist, wobei die Gewinde- Nenndurchmesser von Gewindespindel und Innengewinde des Bauteils (1) eine Diffe­ renz aufweisen und das Führungselement (4) von dem Bauteil (1) beabstandet sowie zu diesem axial fluchtend angeordnet ist,
  • - zur Impuls-Übertragung auf das Bauteil (1) mit Innengewinde unabhängig voneinander angesteuerte Stoßkörper (6a; 6b) auf radial entgegengesetzten Seiten des Bauteils (1) so positioniert sind, daß unterschiedliche Stoßkörper (6a; 6b) entgegengesetzte Rotations- und Linearbewegungen der Gewindespindel (3) erzeugen, wobei die Auftreffpunkte der Stoßkörper (6a; 6b) nicht auf einer zur Schwerkraftrichtung parallelen Geraden liegen dürfen, welche die Achse des Bauteils (1) mit Innengewinde schneidet,
  • - entsprechend der gewünschten Vorschubrichtungen der Gewindespindel (3) einer der Stoßkörper (6a; 6b) mit vorbestimmter Frequenz antreibbar oder in vorgegebenen Zei­ tintervallen mit einem Bewegungsimpuls vorbestimmter Größe aufladbar ist.
1. Device for generating a slow linear movement of a threaded spindle for small loads by means of impact-like forces acting on the spindle nut of a spindle-spindle nut system, characterized in that
  • - A threaded spindle ( 3 ) receiving component ( 1 ) with an internal thread radially and ge gene axial displacement and against rotation around the threaded spindle ( 3 ) is arranged in a bearing ( 2 ), which a pendulum of the component ( 1 ) with internal thread in the order of magnitude of a few angular degrees around an axis perpendicular to the zero position of the internal thread axis,
  • - The threaded spindle ( 3 ) is screwed into the component ( 1 ) with an internal thread with the same thread pitch and is guided in a guide element ( 4 ), the nominal thread diameter of the threaded spindle and internal thread of the component ( 1 ) having a difference and the guide element ( 4 ) is spaced from the component ( 1 ) and axially aligned with it,
  • - For transmission of impulses to the component ( 1 ) with an internal thread, independently actuated shock bodies ( 6 a; 6 b) are positioned on radially opposite sides of the component ( 1 ) in such a way that different shock bodies ( 6 a; 6 b) have opposite rotational and generate linear movements of the threaded spindle ( 3 ), the points of impact of the impact bodies ( 6 a; 6 b) not lying on a straight line parallel to the direction of gravity, which intersects the axis of the component ( 1 ) with an internal thread,
  • - According to the desired feed directions of the threaded spindle ( 3 ) one of the shock bodies ( 6 a; 6 b) can be driven at a predetermined frequency or can be charged at predetermined intervals with a movement pulse of a predetermined size.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) mit Innenge­ winde als Spindelmutter ausgebildet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the component ( 1 ) is designed with internal thread as a spindle nut. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Pendelung des Bauteils (1) mit Innengewinde ermöglichende Lager (2) als selbsteinstellendes Pendel- Gleitlager oder Pendel-Kugellager ausgebildet ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillation of the component ( 1 ) with an internal thread bearing ( 2 ) is designed as a self-adjusting spherical plain bearing or spherical ball bearing. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Gewinde-Nenndurchmesser von Gewindespindel (3) und dem Bauteil (1) mit Innengewinde kleiner als die Gewindetragtiefe ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the difference in the nominal thread diameter of the threaded spindle ( 3 ) and the component ( 1 ) with an internal thread is smaller than the thread carrying depth. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsrichtung des angetriebenen Stoßkörpers (6a; 6b) zur Achse des Bauteils (1) annähernd parallel ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of vibration of the driven impact body ( 6 a; 6 b) to the axis of the component ( 1 ) is approximately parallel. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit vorbestimmter Frequenz angetriebene Stoßkörper (6a; 6b) periodisch schwingt und während eines Teils seiner Schwingung an das Bauteil (1) mit Innengewinde anschlägt.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impact body driven at a predetermined frequency ( 6 a; 6 b) oscillates periodically and strikes the component ( 1 ) with an internal thread during part of its oscillation. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des angetriebenen Stoßkörpers (6a; 6b) und/oder der auf ihn übertragene Impuls zwecks Änderung des Vorschubweges der Gewindespindel (3) änderbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency of the driven impact body ( 6 a; 6 b) and / or the pulse transmitted to it for the purpose of changing the feed path of the threaded spindle ( 3 ) can be changed. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßkörper (6a; 6b) zum Zwecke seines Antriebs oder seiner Aufladung mit einem Bewe­ gungsimpuls vorbestimmter Größe zeitweilig an eine oszillierende oder rotierende Impuls­ speicher-Baugruppe ankoppelbar ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shock body ( 6 a; 6 b) for the purpose of its drive or its charging with a movement impulse predetermined size temporarily coupled to an oscillating or rotating pulse memory assembly. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der anzutreibende Stoßkörper (6a; 6b) oder die Impulsspeicher-Baugruppe mindestens zeitwei­ lig an ein mit kleiner Amplitude schwingendes System ankoppelbar ist, das mit der Reso­ nanzfrequenz der Stoßkörperaufhängung oder der Impulsspeicher-Baugruppe schwingt.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shock body to be driven ( 6 a; 6 b) or the pulse memory module at least temporarily lig can be coupled to a system oscillating with a small amplitude, which with the resonance frequency of the shock absorber suspension or Pulse memory module vibrates. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit kleiner Amplitude schwingende System als Piezoaktor oder magnetostriktiver Schwinger ausgebildet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the small amplitude vibrating system is designed as a piezo actuator or magnetostrictive vibrator. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkörper (6a; 6b) mittels Piezoaktoren oder magnetostriktiver Schwinger antreibbar oder an solchen Schwingern angeordnet sind. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shock bodies ( 6 a; 6 b) can be driven by means of piezo actuators or magnetostrictive oscillators or are arranged on such oscillators. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserdifferenz zwischen der Gewindespindel (3) und dem Bauteil (1) mit Innenge­ winde mittels auswechselbarer Gewindespindel (3) und/oder Bauteil (1) veränderbar ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter difference between the threaded spindle ( 3 ) and the component ( 1 ) with Innenge thread by means of interchangeable threaded spindle ( 3 ) and / or component ( 1 ) is variable. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des angetriebenen Stoßkörpers (6a; 6b) von der Horizontalebene zwecks Änderung des Vorschubweges der Gewindespindel (3) pro Impuls zwischen 0 und < ±90° änderbar ist.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of the driven impact body ( 6 a; 6 b) from the horizontal plane in order to change the feed path of the threaded spindle ( 3 ) per pulse between 0 and <± 90 ° can be changed. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Bauteils (1) mit Innengewinde annähernd horizontal ausgerichtet ist.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of the component ( 1 ) with internal thread is aligned approximately horizontally. 15. Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung < ±90° von der Horizontalen geneigt ist.15. Device for converting motion according to one of the preceding claims, since characterized in that the device is inclined <± 90 ° from the horizontal.
DE1997121803 1997-05-24 1997-05-24 Device for generating a slow linear movement Withdrawn - After Issue DE19721803C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997121803 DE19721803C2 (en) 1997-05-24 1997-05-24 Device for generating a slow linear movement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997121803 DE19721803C2 (en) 1997-05-24 1997-05-24 Device for generating a slow linear movement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19721803A1 DE19721803A1 (en) 1998-11-26
DE19721803C2 true DE19721803C2 (en) 2000-09-28

Family

ID=7830414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997121803 Withdrawn - After Issue DE19721803C2 (en) 1997-05-24 1997-05-24 Device for generating a slow linear movement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19721803C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD245090A1 (en) * 1985-12-23 1987-04-22 Zeiss Jena Veb Carl TRANSLATOR RIBBED MOTOR
DD271987A1 (en) * 1988-05-09 1989-09-20 Zeiss Jena Veb Carl RIBBED MOTOR FOR FINEST TRANSLATOR MOTION
US5068565A (en) * 1989-01-30 1991-11-26 Huang Daxu Motor conversion mechanism utilizing elastic action

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD245090A1 (en) * 1985-12-23 1987-04-22 Zeiss Jena Veb Carl TRANSLATOR RIBBED MOTOR
DD271987A1 (en) * 1988-05-09 1989-09-20 Zeiss Jena Veb Carl RIBBED MOTOR FOR FINEST TRANSLATOR MOTION
US5068565A (en) * 1989-01-30 1991-11-26 Huang Daxu Motor conversion mechanism utilizing elastic action

Also Published As

Publication number Publication date
DE19721803A1 (en) 1998-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0313130B1 (en) Rotary or linear electric motor in which the rotor in driven by ultrasonic vibrations
DE2724808C3 (en) Drive device for the cross-feed movement of the tool on devices for material-removing machining of turned parts
EP0907036B1 (en) Mechanical resonator with variable resonance frequency
EP1050393B1 (en) Apparatus for generating vibrations for a mould
EP2910312A1 (en) Pivoting assembly for a vibrating table or a screening device
EP0306530A1 (en) Piezoelectric motor
EP0347666A2 (en) Bearing arrangement for absorbing and compensating vibrations
DE102007039548B3 (en) System and method for vibration control
DE3500607A1 (en) Torsional vibration ultrasonic vibrator and a torsional vibration piezo motor
WO1996014959A1 (en) Electromechanical positioning unit
DE102005060779A1 (en) Force generator for inducing controllable oscillation forces into e.g. helicopter, has controller arranged to bend bending arm by controlling transducers and to move inertial mass, such that oscillation forces are induced into structure
DE102013107154B4 (en) Drive device
DE1537581B2 (en) Electroacoustic transducer arrangement
EP3844866B1 (en) Ultrasonic actuator
EP1080858B1 (en) Apparatus for generating vibrations
DE19721803C2 (en) Device for generating a slow linear movement
DE2627848A1 (en) VIBRATING CONVEYOR
DE19721804C2 (en) Movement conversion device
EP2247490B1 (en) Steering arrangement for a vehicle having a rotatable steering handle
DE3808481A1 (en) Device for the determination of a specific level in a container
DE10114672A1 (en) Ultrasonic vibrator e.g. for machine tool, has vibration element in form of plate to which ultrasonic vibration generator is attached on one side of plate
DE19710601C2 (en) Motion generator
EP4038736B1 (en) Rotary actuator and method of operating such rotary actuator
DE10304970B4 (en) Positioning unit with a force sensor
DE102004013549A1 (en) Device for eroding conical borings e.g. for combustion engines fuel injectors, has electrode guide receptacle mounted on holder with hinged bearing

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: THUM, INGRID, 39108 MAGDEBURG, DE

8330 Complete disclaimer