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Die
Erfindung betrifft einen elektromotorischen Linearantrieb mit einer
aus einem Antriebsmotor und einem Drehzahlreduziergetriebe gebildeten Antriebseinheit
zum Antrieb einer Spindel, auf die eine in Längsrichtung der Spindel drehrichtungsabhängig verfahrbare
Spindelmutter aufgesetzt ist, die mit einem synchron bewegbaren
Hubrohr in einer Verstellfunktion steht, auf dessen freies, der
Antriebseinheit abgewandten Ende ein Anschlussteil aufgesetzt ist,
und dass mittels einer mit einem Brems- und Übertragungsmittel ausgerüsteten Bremsanordnung
die lineare Geschwindigkeitskomponente des Hubrohres zumindest bei
abgeschaltetem Antriebsmotor regelbar ist.
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Der
in Rede stehende elektromotorische Linearantrieb kann für die verschiedensten
Verstellfunktionen eingesetzt werden, um mit dem Anschlussteil des
Hubrohres gekoppelte Bauteile zu verstellen. Dies kann direkt beispielsweise über einen
Hebel oder einen Beschlag erfolgen. Die Verstellgeschwindigkeit
der angeschlossenen Bauteile ist relativ gering, da die Drehzahl
der Spindel bei eingeschaltetem Antriebsmotor ebenfalls relativ
gering ist. Die gegenläufigen
Verstellbewegungen eines angeschlossenen Bauteiles erfolgen im Normalfall
bei eingeschaltetem Antriebsmotor, das heißt, die Verstellrichtung eines
angeschlossenen Bauteiles richtet sich nach der Drehrichtung der
Spindel bzw. danach, ob die Spindelmutter in Richtung weg von der
Antriebseinheit oder in Richtung zur Antriebseinheit verfahren wird.
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Es
gibt Anwendungsfälle,
bei denen das im Normalfall mittels des Linearantriebes verstellte
Bauteil schlagartig in eine Ausgangslage selbsttätig verfahren werden soll,
das heißt,
durch das Eigengewicht. Für
diese Fälle
sind Linearantriebe bekannt, bei denen beispielsweise durch eine
Kupplung die antriebstechnische Verbindung zwischen der Antriebseinheit
und der Spindel durch eine sogenannte Entkupplung unterbrochen wird.
In der Branche wird dieser Vorgang als das Ausrücken eines Antriebes bezeichnet.
Wird die antriebstechnische Verbindung zwischen der Antriebseinheit
und der Spindel unterbrochen bzw. ausgerückt und die Gewindespindel nicht
selbsthemmend ist, verfährt
das angeschlossene Bauteil durch das Eigengewicht schlagartig in
eine Ausgangslage. Da dieses insbesondere bei der Anwendung im Möbelbereich
vermieden werden soll, ist es bereits bekannt, die Ausrück- oder
Entkuppeleinheit mit einer Bremsanordnung auszustatten, so dass die
Drehzahl der Entkuppeleinheit in Bezug auf das Antriebsgehäuse drehbar
einstellbar ist, so dass die Drehzahl der Spindel gesteuert werden
kann, wenn die antriebstechnische Verbindung zwischen der Antriebseinheit
und der Spindel unterbrochen ist.
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Die
in Rede stehenden Linearantriebe sind als Massenprodukte anzusehen,
die möglichst
einfach und demzufolge auch möglichst
kostengünstig hergestellt
werden sollen. Bei den vorbekannten Linearantrieben mit Bremsanordnungen
zur Regelung der Drehzahl der Spindel bei abgeschaltetem Antriebsmotor
sind nicht nur die Bremsanordnungen notwendig, sondern auch noch
die Entkuppeleinheiten. Demzufolge ist der konstruktive Aufwand
relativ hoch, so dass auch die Kosten zur Herstellung der Linearantriebe
entsprechend hoch sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb der eingangs
näher beschriebenen Art
in konstruktiv einfacher Weise und einer geringstmöglichen
Anzahl von Bauteilen so zu gestalten, dass im Falle einer sinngemäßen Ausrückung die Verstellgeschwindigkeit
eines an den Linearantrieb angeschlossenen Bauteiles bei abgeschaltetem
Antriebsmotor gegenüber
der Normalgeschwindigkeit erhöht
wird und zwar durch die Regelung der linearen Geschwindigkeitskomponente
des Hubrohres.
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Die
gestellte Aufgabe wird gelöst,
indem die Spindelmutter mit der Bremsanordnung in Wirkverbindung
steht, dass in der Verstellfunktion des Hubrohres bei eingeschaltetem
Antriebsmotor die Spindelmutter kraftschlüssig mit der Spindel in einer
Antriebsfunktion steht und durch Gehäuseteile des Linearantriebes
unverdrehbar angeordnet ist, und dass zumindest bei ausgeschaltetem
Antriebsmotor die von der Bremseinheit auf die Spindelmutter wirkende Kraft
derart regelnd verringerbar ist, so dass die Spindelmutter drehfähig ist,
dass die lineare Geschwindigkeitskomponente des Hubrohres durch
die von der Bremsanordnung auf die Spindelmutter übertragene
Bremskraft beeinflussbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Wirkverbindung
zwischen der Bremsanordnung der Spindelmutter entfällt die
bislang notwendige Ausrück-
oder Entkupplungseinheit des Rädergetriebes.
Im Normalfall, das heißt,
in beiden Drehrichtungen der Spindel bei eingeschaltetem Antriebsmotor
wird durch die von der Bremsanordnung auf die Spindelmutter wirkende
Kraft die Spindelmutter gegen Verdrehung gesichert, so dass sie
sich je nach Drehrichtung der Spindel in deren Längsrichtung bewegt. Dadurch kann
ein an den Linearantrieb angeschlossenes Bauteil mit der sich aus
der Drehzahl der Spindel ergebenden Geschwindigkeitskomponente verstellt
werden, wobei die Verstellbewegung des Bauteils auch eine Schwenkbewegung
sein kann. Soll jedoch beispielsweise beim Absenken des Bauteiles
die Verstellgeschwindigkeit erhöht
werden, wird die Geschwindigkeit nunmehr nicht durch die Drehzahl
der Spindel bestimmt, sondern durch die auf die Spindelmutter wirkende,
von der Bremsanordnung aufgebrachte Kraft, da sich die Spindelmutter
gegenüber der
Spindel verdrehen kann. Dies ist selbst dann noch möglich, wenn
der Antriebsmotor eingeschaltet ist. Demzufolge wird die Geschwindigkeit
des an den Linearantrieb angeschlossenen Bauteils durch die lineare
Geschwindigkeitskomponente der Spindelmutter bestimmt. Die Spindelmutter
kann auch gegenüber
der Spindel linear bei Drehung der Spindel verfahren werden. Der
besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin,
dass zum Verstellen eines Bauteils mit gegenüber der Normalgeschwindigkeit
erhöhter
Geschwindigkeit keine Entkupplungs- oder Ausrückeinheit notwendig ist. Im
Gegensatz zu den bislang bekannten Ausführungen erfolgt die Verstellung
eines Bauteils unabhängig
von der Spindel nicht mehr durch die antriebstechnische Entkoppelung
im Bereich zwischen der Antriebseinheit und der Spindel, sondern
in dem Bereich zwischen der Spindelmutter und dem Anschlussteil
des Hubrohres. Diese freie Beweglichkeit des Bauteils kann je nach
Auslegung des Linearantriebes in dem Bereich zwischen der Spindelmutter
und dem Gehäuse oder
zwischen der Spindelmutter, einem Gehäuseteil und dem Gehäuse oder
zwischen der Spindelmutter, einem Führungsteil und dem Gehäuse oder
auch im Bereich zwischen der Spindelmutter und dem Hubrohr liegen.
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So
ist in einer ersten Ausführung
vorgesehen, dass das Hubrohr unverdrehbar angeordnet ist, und dass
die Spindelmutter mittels eines fest in das Hubrohr eingesetzten
Lagerelementes drehbar gelagert ist. Dieses Lagerelement wirkt verschleißmindernd
und ist in bevorzugter Ausführung
eine aus einem Gleitlagerwerkstoff gefertigte Lagerbuchse, ein Axialgleitlager
oder ein Wälzlager.
Es ist jedoch auch alternativ möglich,
ein Wälzlager
zu verwenden und dabei in bevorzugter Ausführung ein Nadellager.
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Die
Verbindung des Hubrohres mit der Spindelmutter kann auf verschiedene
Weise erfolgen. So ist vorgesehen, dass das Hubrohr fest mit der
Spindelmutter verbunden ist, und dass das Hubrohr mit seinem freien
Endbereich im Anschlussteil drehbar gelagert ist. Sofern dann die
Verstellgeschwindigkeit des angeschlossenen Bauteils durch Verringerung der
von den Brems- und Übertragungsmitteln
aufgebrachten Kraft vergrößert werden
soll, kann sich das Hubrohr synchron mit der Spindelmutter drehen.
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Die
zuvor beschriebenen Brems- und Übertragungsmittel
leiten die Kräfte
in andere Bauteile reibschlüssig
weiter. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Brems- und Übertragungsmittel durch
mindestens eine Schlingfeder gebildet, dessen näherer Aufbau noch später erläutert wird.
Andere Brems- und Übertragungsmittel
können
reibschlüssige
Kupplungen wie Lamellenkupplungen, Konuskupplungen, Bremsen in Form
von Scheiben oder Backenbremsen sein. Auch Kombinationen mehrerer gleichartiger
oder ähnlicher
oder andersartiger Kupplungen und Bremsen sind möglich.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Spindelmutter durch ein Gehäuseteil drehfest
geführt
ist, wobei das Gehäuseteil
innerhalb des Gehäuses relativ
zu dem Gehäuse
des elektromotorischen Linearantriebes drehbar gelagert ist. Sofern
nun die Verstellgeschwindigkeit des angeschlossenen Bauteils verändert werden
soll, kann sich durch Beeinflussung der Bremsanordnung das Gehäuseteil
synchron mit der Spindelmutter relativ zu dem Gehäuse verdrehen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Spindelmutter durch ein Führungsteil
drehfest geführt
ist, wobei das Führungsteil relativ
zu dem Gehäuse
des elektromotorischen Linearantriebes drehbar gelagert ist. Sofern
hierbei die Verstellgeschwindigkeit des angeschlossenen Bauteils
verändert
werden soll, kann sich durch Beeinflussung der Bremsanordnung das
Führungsteil
synchron mit der Spindelmutter relativ zu dem Gehäuse verdrehen.
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In
vorteilhafter Weise kann das Brems- und Übertragungsmittel der Bremsanordnung
aus mindestens einer Schlingfeder, aus einer Lamellenkupplung, einer
Konusbremse, einer Scheibenbremse, einer Backenbremse oder dergleichen
gebildet sein. Dabei handelt es sich in der Branche um bewährte Bauteile,
die einfach aufgebaut und betriebssicher arbeiten.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist vorgesehen, dass die Bremsanordnung aus wenigstens einer drehfest
auf die Spindelmutter aufgesetzten Buchse, mindestens einem die
Buchse umgebenden Brems- und Übertragungsmittel
bzw. einer Schlingfeder und einer von außen betätigbaren Handhabe besteht, wobei
ein Endbereich oder ein mittlerer Bereich des Brems- und Übertragungsmittels
bzw. der Schlingfeder bzw. der Schlingfedern mit der Handhabe in
Wirkverbindung steht bzw. stehen. Dabei kann mindestens eine Schlingfeder
aus einem schraubenförmig gebogenen
Abschnitt mit mehreren Windungen bestehen, die mindestens einen
Abschnitt im End- und/oder im mittleren Bereich aufweist, der von
der Form des schraubenförmigen
Abschnittes abweicht. Mit einem ersten End- oder einem mittleren
Bereich ist die Schlingfeder über
ein Bauteil mit dem Gehäuse
oder mit einem Gehäuseteil
oder mit einem Führungsteil
des elektromotorischen Linearantriebes drehfest verbunden. Das andere
Ende der Schlingfeder ist relativ zu dem ersten oder relativ zu
dem mittleren Bereich der Schlingfeder um die Drehachse der Windungen
schwenkbar beweglich, so dass der Durchmesser der Schlingfeder um
die Drehach se der Windungen schwenkbar beweglich, so dass der Durchmesser
der Schlingfeder veränderbar
ist.
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Dabei
können
alle Abschnitte der Brems- und Übertragungsmittel
bzw. sämtliche
Abschnitte der Schlingfeder gemeinsam oder nacheinander betätigt werden,
um so die Bremswirkung gemeinsam oder in einer bestimmten Reihenfolge
nacheinander zu regeln. Bei dieser Anordnung überträgt das Brems- und Übertragungsmittel
die zur Unverdrehbarkeit der Spindelmutter notwendige Kraft indirekt auf
die Spindelmutter. Das Brems- und Übertragungsmittel ist so vorgespannt,
dass die notwendige Kraft für
die Unverdrehbarkeit der Spindelmutter erzeugt wird. Die Handhabe
ist so ausgelegt, dass möglichst
feinfühlig
diese Kraft verringert wird, da bei Betätigung der Handhabe die Schlingfeder
aufgeweitet wird, so dass die auf die Buchse einwirkende Kraft so
verringert wird, dass die Verstellgeschwindigkeit eines angeschlossenen
Bauteiles geregelt werden kann.
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Das
Brems- und Übertragungsmittel
bzw. die Schlingfeder kann mit dieser Handhabe fest verbunden sein,
es ist jedoch in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass die
Handhabe eine Schaltstange aufweist, deren Mittellängsachse
parallel und im Abstand zur Mittellängsachse der Spindel verläuft und
deren Drehachse gegenüber
der eigenen Mittellängsachse
versetzt ist. Im übertragenen
Sinne wird dadurch eine Exzenteranordnung geschaffen, so dass bei
Betätigung
der Handhabe das Brems- und Übertragungsmittel
bzw. die Schlingfeder schon betätigt
wird, wenn sie mit einem Ende an einer Nase anliegt und die Schaltstange
gegen dieses Ende wirkt.
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Da
die in Rede stehenden Linearantriebe nicht nur kostengünstig hergestellt
werden sollen, sondern dass sie auch äußerst kompakt sind, ist vorgesehen,
dass die Handhabe noch einen Schaltring aufweist, der auf der auf
die Spindelmutter aufgesetzten, mit der Schlingfeder in Wirkverbindung
stehenden Buchse drehbar gelagert ist und der durch die Schaltstange
betätigbar
ist, wobei ein Endbereich der Schlingfeder in dem Schaltring festgelegt
ist.
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Es
ist ferner vorteilhaft, wenn die Schaltstange als Profilstange ausgebildet
ist, die an wenigstens einem Längskantenbereich
eine kreisbogenförmige Außenkontur und
an wenigstens einer Seite eine mittige Einschnürung aufweist. Durch diese
Gestaltung ist eine äußerst einfache
Lagerung der Schaltstange möglich,
da sie mit ihrer kreisbogenförmigen
Außenkontur
in einem aus Führungsstegen
des Gehäuses oder
eines an das Gehäuse
angesetzten Flanschrohres gebildeten Führungskanal drehbar gelagert
ist. Die Führungsstege
sind der kreisbogenförmigen Kontur
der Schaltstange angepasst und umgreifen den Bereich um mehr als
180°. Die
Einschnürung
zumindest an einer Seite ermöglicht
dann die Drehbewegung der Schaltstange. In bevorzugter Ausführung ist
jedoch die Schaltstange an jeder Seite im mittleren Bereich mit
einer Einziehung versehen. Dadurch wird ein symmetrischer Querschnitt
erreicht, bezogen auf die rechtwinklig zueinander stehenden Mittelachsen.
Die halbkreisförmige
Außenkontur
der Schaltstange liegt bei dieser Ausführung dem Brems- und Übertragungsmittel
bzw. der Schlingfeder abgewandt. Die Schaltstange erstreckt sich
im wesentlichen über
den Bereich der Spindel, damit in jeder Stellung der Spindelmutter
die auf diese durch das Brems- und Übertragungsmittel bzw. durch
die Schlingfeder einwirkende Kraft verringert werden kann.
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In
einer anderen Ausführung
weist die Schaltstange einen kreisringförmigen Querschnitt oder einen
kreisringförmigen
Querschnittsabschnitt auf, dessen Kreismittelpunkt entlang oder
parallel zur Mittellängsachse
der Spindel verläuft.
Zur Verringerung der auf die Spindelmutter einwirkenden Kraft kann
die Schaltstange um eine Drehachse verdreht oder entlang einer Achse
verschoben werden. Auch eine Kombination einer Dreh- und einer Verschiebebewegung
des Schaltstange kann möglich
sein.
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Eine
weitere Ausführung
sieht ein Schaltgestänge
mit mehr als einer Schaltstange vor. Hierbei können die Schaltstangen sich
zueinander sowohl um eine Achse als auch in einer Achse relativ
zueinander bewegen, so dass darüber
hinaus auch gleichzeitig eine Bewegung relativ zu dem Gehäuse des elektromotorischen
Linearantriebes erfolgen kann. Dabei kann eine Schaltstange oder
ein Schaltgestänge
sowohl durch ein steifes, wie zum Beispiel ein biegesteifes und/oder
torsionssteifes Element als auch durch einen flexiblen Strang gebildet
sein, der zumindest in einem Freiheitsgrad flexibel ausgebildet
ist.
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Damit
die Spindelmutter beim Verfahren längs der Spindel sicher geführt ist,
ist vorgesehen, dass sie im mittleren Bereich einen Führungsring
aufweist, dass beidseitig dieses Führungsringes im Durchmesser
kleiner gehaltene Ansätze
der Spindelmutter vorgesehen sind, dass auf mindestens einen Ansatz
eine Buchse drehfest aufgesetzt ist, dass zumindest eine Buchse
von dem Brems- und Übertragungsmittel
bzw. der Schlingfeder umgeben ist, und dass die andere Buchse in
dem Lagerelement gelagert ist oder dass auf den anderen Ansatz das
Hubrohr aufgesetzt ist. Da die Schaltstange in dem Zwischenraum
zwischen dem verfahrbaren Hubrohr und dem feststehenden Flanschrohr
bzw. dem Gehäuse angeordnet
ist, ist vorgesehen, dass das Flanschrohr bzw. das Gehäuse mit
entsprechenden Führungsstegen
für die
Spindelmutter ausgestattet ist. Bei dieser Ausführung ist noch vorgesehen,
dass die von der Schlingfeder umgebende Buchse der Antriebseinheit zugewandt
und die in dem Lagerelement gelagerte Buchse der Antriebseinheit
abgewandt liegt. Die Buchsen können
in bevorzugter Weise aus einem metallischen Werkstoff, wie zum Beispiel
Stahl gefertigt. Die Spindel ist ebenfalls aus Stahl gefertigt,
während
die Spindelmutter aus einem Kunststoff gefertigt ist.
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Darüber hinaus
ist vorgesehen, dass eine der Buchsen, vorzugsweise die von dem
Brems- und Übertragungsmittel
bzw. der Schlingfeder umgebene Buchse mit einem Schaltnocken zur
Betätigung
von die Endstellungen der Spindelmutter bestimmenden Endschaltern
ausgestattet ist.
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Diese
Buchse mit dem Schaltnocken weist neben der Schaltnocke noch weitere
Stege auf, die sich wie die Schaltnocke in Längsrichtung der Spindel erstrecken
und in Längsnuten
des Gehäuses,
eines Gehäuseabschnittes,
eines Führungsteiles
oder eines Flanschrohres erstrecken. Somit ist eine drehfeste und
der Länge
nach verschiebbare Verbindung zwischen dem ersten Endbereich oder
mittleren Bereich des Brems- und Übertragungsmittels bzw. der Schlingfeder
und dem Gehäuse
geschaffen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Buchse mit dem Schaltnocken und den Stegen fest mit der
Spindelmutter verbunden. Hierbei steht nun das Brems- und Übertragungsmittel
bzw. die Schlingfeder mit einem Gehäuseabschnitt, einem Führungsteil
oder einem Flanschrohr derart in Verbindung, dass bei einer Verringerung der
von dem Brems- und Übertragungsmittel
bzw. der Schlingfeder aufgebrachten Kraft die Verstellgeschwindigkeit
des angeschlossenen Bauteils verändert
ist. Dazu ist der besagte Gehäuseabschnitt,
das Führungsteil
oder das Flanschrohr relativ zum Gehäuse des Linearantriebes drehbar
gelagert.
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Das äußere, den
Bereich der Spindel umgebende Flanschrohr oder der Bereich des Gehäuses ist
in seiner Grundkontur ovalförmig
gestaltet, wobei an der Innenfläche
Stege zur Lagerung der Schaltstange sowie zur Führung der Spindelmutter angeformt
sind.
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In
einer ferner bevorzugten Ausführung
ist vorgesehen, dass der elektromotorische Linearantrieb als Möbelantrieb,
vorzugsweise als Einzelantrieb, ausgelegt ist, um verstellbare Bauteile
von Möbeln,
wie zum Beispiel Lattenroste, Kranken- und Pflegebetten und Sessel
zu verstellen.
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Ferner
sind mindestens an den Stoßkanten der
Gehäuseteile
Dichtelement vorgesehen, die das Eindringen von Flüssigkeiten
oder Festkörpern
in das Gehäuse
verhindern. Darüber
hinaus können
Teile der Außenhaut
des Linearantriebes korrosionsfest ausgeführt sein. Somit ergeben sich
weitere Einsatzgebiete, wie zum Beispiel Verstellung von Lüftungsklappen,
Hubgeräten,
Schwenk- und Schiebeelementen, Türen
und Tore sowohl in einer gebäudeinneren
als auch in einer freien Umgebung, so dass der Linearantrieb vor
Witterungs-, Schmutz- und Feuchtigkeitseinflüssen geschützt ist.
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Der
elektromotorische Linearantrieb verfügt über einen Gehäuseabschnitt
zur Aufnahme der Spindelmutter und im wesentlichen auch der Spindel. Dieser
als Flanschrohr ausgebildete Gehäuseabschnitt
kann fest mit dem Gehäuse
des Linearantriebes verbunden sein. In einer Ausführung ist
zwischen dem Flanschrohr und dem Gehäuse ein Element in Form eines
Flansches oder eines Adapters angeordnet. Das Flanschrohr kann fest
mit dem Flansch verbunden sein, während diese Flansch-Flanschrohr-Baueinheit
derart lösbar
mit dem Gehäuse
verbunden ist, dass in unterschiedlichen Drehwinkelstellungen diese
Baueinheit an dem Gehäuse
festgelegt werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführung des
elektromotorischen Linearantriebes, bei dem ein Ende des Brems-
und Übertragungsmittels
bzw. der Schlingfeder mit einem weiteren Ring fest verbunden ist,
der einen Schaltnocken und in Längsrichtung
der Spindel sich erstreckende Stege aufweist, die in Längsnuten
des Flanschrohres geführt
sind, und dass in dem Flanschrohr Endschalter zur Endabschaltung
des Elektromotors in der jeweiligen Endstellung installiert sind,
und dass die Endschalter durch Schaltnocken betätigbar sind.
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Ferner
ist der elektromotorische Linearantrieb als Einzelantrieb ausgebildet,
das heißt,
er ist mit einer Spindel und einer darauf aufgesetzten Spindelmutter
ausgestattet. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Linearantrieb
als sogenannter Doppelantrieb ausgebildet ist, der mit zwei Spindeln
und zwei Spindelmuttern ausgestattet ist, die von zwei Antriebsmotoren
oder von einem Antriebsmotor angetrieben werden. Sofern ein Antriebsmotor
verwendet wird, kann das jeweils die Spindel antreibende Drehzahlreduziergetriebe über Kupplungselemente schaltbar
sein.
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Anhand
der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen elektromotorischen
Linearantrieb in einer Teilansicht, den der Spindel zugeordneten
Bereich;
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2 den
in der 1 dargestellten Bereich in einer Schnittdarstellung;
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3 den
in der 2 gekennzeichneten, die Spindelmutter enthaltenden
Bereich in vergrößerter Darstellung;
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4 den
Bereich gemäß der 1 in
perspektivischer Darstellung;
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5 den
Bereich gemäß der 2 in
perspektivischer und in Schnittdarstellung;
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6 den
Bereich gemäß der 3 in
perspektivischer Darstellung;
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7 eine
Stirnansicht in Richtung des Pfeiles VII in der 6,
und
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8 eine
mögliche
Ausführung
einer Schlingfeder.
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Aus
Gründen
der vereinfachten Darstellung ist in den 1 bis 6 nur
der von der Erfindung betroffene Teil des Linearantriebes 10 dargestellt. Wie
die Figuren zeigen, enthält
dieser Bereich eine Spindel 11, die von einer nicht dargestellten
Antriebseinheit rotierend antreibbar ist. Die Antriebseinheit besteht
aus einem Antriebsmotor in Form eines Gleichstrommotors und einem
Drehzahlreduziergetriebe, welches in bevorzugter Ausführung aus
einem Schneckentrieb besteht, da derartige Triebe ein hohes Drehzahlverhältnis bieten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Spindel 11 innerhalb eines äußeren, fest
mit einem nicht dargestellten Gehäuse verbundenem Flanschrohr 12,
welches auch einstückig
mit dem Gehäuse
ausgebildet sein kann. Das freie, der Antriebseinheit abgewandte Ende
des Flanschrohres 12 ist durch eine Endkappe 33 verschlossen.
Auf die Spindel 11 ist eine anhand der 3 noch
näher erläuterte Spindelmutter 13 aufgesetzt,
die mit einer noch näher
erläuterten Bremsanordnung 14 in
einer Wirkverbindung steht. Die Spindelmutter 13 ist mit
einem Hubrohr 15 derart verbunden, dass das Hubrohr 15 gegenüber dem Flanschrohr 12 je
nach Drehrichtung der Spindel 11 ein- und ausfahrbar ist.
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Die
Bremseinrichtung 14 besteht im wesentlichen aus einer unverdrehbar
auf die Spindelmutter 13 aufgesetzten Buchse 16,
einer die Buchse 16 umgebenden Schlingfeder 17 und
einem gegenüber
der Buchse 16 verdrehbaren Schaltring 18, der
in den 6 und 7 erkennbar ist. Da der Innendurchmesser
der Schlingfeder 17 nach der Fertigung kleiner ist als
der Außendurchmesser
der Buchse 16, wird aufgrund der Elastizität eine Vorspannung
aufgebaut, so dass sie kraftschlüssig
an der äußeren Mantelfläche der
Buchse 16 anliegt. Das zugeordnete Ende der Schlingfeder 17 ist
mit dem Schaltring 18 fest verbunden. Das gegenüberliegende
Ende der Schlingfeder 17 ist mit einem zweiten Ring fest
verbunden, der einen Schaltnocken 19 und nicht näher dargestellte
Stege aufweist, welche in Längsnuten des
Flanschrohres 12 geführt
sind. In dem Flanschrohr 12 sind weiterhin noch Endschalter 20 zur
Endabschaltung des Elektromotors in der jeweiligen Endstellung untergebracht.
Diese Endschalter 20 werden durch den Schaltnocken 19 betätigt. Entgegen
der Darstellung könnte
die Buchse 16 auch von mehr als einer Schlingfeder 17 oder
von Schlingfederabschnitten 17a, 17b umgeben sein.
Die Schlingfedern 17 könnten
ein Federpaket bilden, wobei die einzelnen Schlingfedern 17 mit
ihren einander zugewandten Stirnendbereichen miteinander gekoppelt sein
könnten.
Sie können
aber auch in einem Biegeverfahren einen windungsfreien Abschnitt
aufweisen und durchgehend mit einem Zuschnitt miteinander verbunden
sein.
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Die
Spindelmutter 13 ist im mittleren Bereich mit einem Führungsflansch 21 ausgestattet,
der innenseitig an dem Flanschrohr 12 geführt ist.
Beidseitig dieses Führungsflansches 21 ist
die Spindelmutter 13 mit im Durchmesser geringeren Ansätzen 22, 23 versehen.
Auf den Ansatz 22 ist die von der Schlingfeder 17 umgebende
Buchse 16 fest aufgesetzt. Die Verbindung dieses Ansatzes 22 erfolgt formschlüssig durch
Längsstege,
die in entsprechenden Nuten des Gegenstückes eingreifen. Auf den Ansatz 23 ist
eine Buchse 24 fest aufgesetzt, die in einer Gleitlagerbuchse 25 gelagert
ist, die fest im Hubrohr 15 eingesetzt ist. Wie die 3 zeigt,
sind die Buchsen 16 und 24 im Querschnitt winkelförmig gestaltet. Die
Bremsanordnung 14 liegt der nicht dargestellten Antriebseinheit
zugewandt.
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Die 4 und 5 zeigen
den Teil des Linearantriebes 10 in perspektivischer Darstellung. Diese
Figuren zeigen, dass auf das freie, der Antriebseinheit abgewandte
Ende des Hubrohres 15 ein Anschlusselement in Form eines
Gabelkopfes 26 fest aufgesetzt ist. Die 4 und 5 zeigen
besonders deutlich, dass die Grundkontur des Flanschrohres 12 ovalförmig ist,
und dass die Spindel 11 in einem Versatz zur Mittellängsachse
steht. Insbesondere die 4 zeigt, dass innenseitig an
das Flanschrohr 12 Stege angeformt sind, um eine Handhabe 27 zur
Betätigung
des Schaltringes 18 zu lagern und um die Spindelmutter 13 zu
führen.
Wie insbesondere die 6 und 7 zeigen,
besteht die Handhabe 27 aus einer Schaltstange 28 in
Form einer Profilstange. Die Schaltstange 28 kontaktiert
eine Nase des Schaltringes 18, so dass dieser gegenüber der Spindelmutter 13 verdrehbar
ist, um die Schlingfeder 17 aufzuweiten. Die Schaltstange 28 erstreckt
sich im wesentli chen über
den Bereich der Spindel 11, damit der Schaltring 18 in
jeder Stellung der Spindelmutter 13 verdreht werden kann.
Darüber
hinaus liegt die Schaltstange 28 in einem Freiraum zwischen
dem Hubrohr 15 und dem Flanschrohr 12. Die Schaltstange 28 verläuft parallel
und im Abstand zur Spindel 11. Außerdem liegt die Drehachse
der Schaltstange 28 im Versatz zur Mittellängsachse,
so dass sinngemäß die Wirkung
eines Exzenters erreicht wird, wodurch die Verdrehung des Schaltringes 18 bewirkt
wird.
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Die 7 zeigt,
dass die Schaltstange 28 aus zwei über einen Steg miteinander
verbundenen Rundstangen besteht bzw. der der Spindel 11 abgewandt
liegende Bereich ist kreisbogenförmig,
zumindest halbkreisförmig
gestaltet und liegt innerhalb eines Kanals, der aus zwei entsprechend
gestalteten Stegen 29, 30 gebildet ist. Insgesamt
umgreifen die Stege 29, 30 die Schaltstange 28 um
einen Winkel der größer ist
als 180°,
so dass die Schaltstange 28 drehbar in den aus den Stegen 29, 30 gebildeten
Kanal verdrehbar ist. Damit diese Drehung möglich ist, ist die Schaltstange 28 im
mittleren Bereich beidseitig mit Einziehungen versehen. Der der
Spindel 11 zugewandt liegende Bereich kontaktiert einen
Steg 18a des Schaltringes 18, da der Steg 18a nach
außen
gerichtet ist. In nicht dargestellter Weise lässt sich die Schaltstange 28 durch
einen außen
am Gehäuse
angesetzten Hebel oder einen Schieber verdrehen. Dazu ist das Gehäuse des
Linearantriebes 10 oder das Flanschrohr 12 mit
einer entsprechenden Öffnung
versehen. In dem der Schaltstange 28 gegenüberliegenden
Bereich ist in das Flanschrohr 12 eine Halteschiene eingesetzt,
die jedoch auch aus angeformten Stegen gebildet sein kann. Diese
Halteschiene beinhaltet ein Linearpotentiometer 31 mit
einem Schleifer 32, der mit der Spindelmutter 13 gekoppelt ist
und sich synchron mit ihr in Längsrichtung
des Flanschrohres 12 bewegt, um die jeweilige Stellung der
Spindelmutter 13 bei abgeschaltetem Antriebsmotor feststellen
zu können.
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Es
sei noch erwähnt,
dass die Spindel 11, die Buchse 16 und das Hubrohr 15 aus
Stahl gefertigt sind, während
die Spindelmutter 13 und das Gehäuse im wesentlichen aus einem
Kunststoff bestehen. Das Flanschrohr 12 kann aus einem
Kunststoff oder aus Aluminium gefertigt sein.
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Im
Normalbetrieb, das heißt,
wenn das an den Linearantrieb 10 angekoppelte Bauteil bei
eingeschaltetem Antriebsmotor je nach Drehrichtung der Spindel 11 verstellt
wird, wird von der vorgespannten Schlingfeder 17 eine solche
Kraft auf die Buchse 16 übertragen, dass die damit formschlüssig verbundene
Spindelmutter 13 sich nicht dreht, demzufolge in Längsrichtung
der Spindel 11 verfahren wird. Soll jedoch das angeschlossene
Bauteil mit einer höheren Geschwindigkeit
abgesenkt werden, wird die Schaltstange 28 von außen her
gemäß der 7 entgegen dem
Uhrzeigersinn ein klein wenig verdreht, so dass die Schlingfeder 17 sich
weitet, wodurch die auf die Buchse 16 ausgeübte Kraft
und das resultierende Reibmoment verringert wird. Die Schlingfeder 17 kann
jedoch auch so weit aufgeweitet werden, dass keine Kraft mehr auf
die Buchse 16 übertragen
wird, so dass das angeschlossene Bauteil mit erhöhter Geschwindigkeit abgesenkt
wird. Sobald das Betätigungsglied
für die
Schaltstange 28 losgelassen wird, zieht sich die Schlingfeder 17 wieder
vollständig
zusammen, so dass die Spindelmutter 13 vollständig gebremst
und sich nicht mehr drehen kann. Die Spindelmutter 13 wird
im Gegensatz zu den bislang bekannten Ausführungen nicht formschlüssig gegen Verdrehung
gesichert, sondern kraftschlüssig
durch die Wirkung der Schlingfeder 17. Das Drehzahlreduziergetriebe
kann so ausgelegt sein, dass es selbsthemmend ist, so dass die durch
das angeschlossene Bauteil erzeugte Kraft bei abgeschaltetem Antriebsmotor
durch das Drehzahlreduziergetriebe gehalten wird.
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Die 8 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
der verwendeten Schlingfeder 17. Danach besteht diese Schlingfeder 17 aus
zwei beabstandeten Abschnitten 17a, 17b, die im
dargestellten Ausführungsbeispiel
die gleiche Anzahl von Windungen aufweisen und beabstandet sind.
Die Verbindung erfolgt durch einen Mittelsteg 36, der parallel
und im Abstand zur Mittellängsachse
der Schlingfeder 17 verläuft, das heißt, er liegt
im Bereich der Windungen der Abschnitte 17a und 17b.
Ferner zeigt die 8, dass die freien Endbereiche 34, 35 der
Schlingfeder 17 bzw. der Abschnitte 17a, 17b nach
außen
abgewinkelt sind. Sie greifen in die angrenzenden Bauteile ein,
wie bereits beschrieben.
-
- 10
- Linearantrieb
- 11
- Spindel
- 12
- Flanschrohr
- 13
- Spindelmutter
- 14
- Bremsanordnung
- 15
- Hubrohr
- 16
- Buchse
- 17
- Schlingfeder
- 17a,17b
- Abschnitte
- 18
- Schaltring
- 18a
- Steg
- 19
- Schaltnocken
- 20
- Endschalter
- 21
- Führungsflansch
- 22,23
- Ansätze
- 24
- Buchse
- 25
- Gleitlagerbuchse
- 26
- Gabelkopf
- 27
- Handhabe
- 28
- Schaltstange
- 29,30
- Stege
- 31
- Linearpotentiometer
- 32
- Schleifer
- 33
- Endkappe
- 34,35
- Endbereiche
- 36
- Mittelsteg