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Die
Erfindung betrifft ein Spindelmotor.
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Aus
der
DE 102 35 078
A1 ist ein Spindelmotor mit integriertem Fettspeicher bekannt,
der allerdings nur ein begrenztes Fettvolumen aufweist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen
einfachen und kompakten Spindelmotor weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei dem Spindelmotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst.
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Wesentliche
Merkmale der Erfindung bei dem Spindelmotor sind, dass der Spindelmotor
einen Elektromotor mit einem Rotor umfasst, der mit einer Gewindespindel
verbunden ist, deren Gewinde mit einem Gewinde einer mit einer Kolbenstange
verbundenen Spindelmutter in Eingriff steht,
wobei die Spindelmutter
mit Kolbenstange axial geführt
ist in einem Gehäuseteil.
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Von
Vorteil ist dabei, dass ein sehr einfacher und kompakter Motor ausgeführt ist.
Er ist leicht montierbar und auch für große Hublängen ausführbar, insbesondere kostengünstig.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Gewindespindel mit dem
Rotor gelagert in einem Gehäuseteil
des Elektromotors. Von Vorteil ist dabei, dass Lager einsparbar
sind Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur axialen Führung ein
Führungsteil
mit der Spindelmutter und der Kolbenstange verbunden. Von Vorteil
ist dabei, dass das Führungsteil die
Funktion der Verbindung von Spindelmutter und Kolbenstange übernimmt
sowie die Funktion der Führung
in axialer Richtung.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Führungsteil im Gehäuseteil
axial geführt über Nutensteine,
insbesondere Nutensteine, welche in einer Nut des Gehäuseteils
axial bewegbar angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass kostengünstige einfache
Elemente verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rotor mit der Gewindespindel
spielfrei verbunden, insbesondere mittels einer Schraubverbindung
zusammen mit einer Klemmverbindung. Von Vorteil ist dabei, dass
die axialen Positionen mit hoher Genauigkeit anfahrbar sind und
dabei eine hohe Wiederholgenauigkeit erreichbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kolbenstange mittels einer
Dichtung, insbesondere Stangendichtung, insbesondere Abstreifer,
gegen ein Gehäuseteil
abgedichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Innere des Spindelmotors
schützbar
ist, insbesondere also auch die Gewindebereiche der Gewindespindel
und der Spindelmutter.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Bereich der axialen Endpositionen,
also Anschläge, des
Führungsteils
jeweils ein elastisches Element, insbesondere O-Ring, angeordnet
zur Aufnahme kinetischer Energie beim Auftreffen auf die Endposition.
Von Vorteil ist dabei, dass auch im Sicherheitsfall Zerstörungen vermieden
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Führungsteil mit der Kolbenstange
mittels Klemmverbindung verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine spielfreie
Verbindung ausgeführt
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Klemmverbindung Spannmittel,
mit welchen das Führungsteil
derart verformbar ist, dass die Kolbenstange einklemmbar ist. Insbesondere
sind die Spannmittel tangential ausgerichtet vorgesehen, insbesondere
zum Verdrehsichern der Kolbenstange gegen das Führungsteil. Von Vorteil ist
dabei, dass einfache und kostengünstige
Elemente verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind drei Nutensteine am Umfang
angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass nur eine geringe Anzahl
von Nutensteinen notwendig ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist nach Anfahren einer axialen
Position die Schmierung der Gewinde ausführbar, wobei am Gehäuseteil
eine Schmierstoffzuführung
vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass je nach Bedarf Schmierstoff
nachführbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Stellring vorgesehen,
wobei mittels Schraubelementen ein Verspannen des Innenrings eines
Lagers des Motors ausführbar
ist. Darüber
hinaus ist mittels weiterer Schraubelemente ein Erzeugen von Andruckkraft
für die
Klemmverbindung zwischen Gewindespindel und Rotor ausführbar. Von
Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise eine spielfreie Verbindung erzeugbar
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Rotor in einem axialen
Endbereich einen oder mehrere Axialschlitze auf. Von Vorteil ist
dabei, dass nur geringe Andruckkräfte zum Verspannen notwendig
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine formschlüssige Verbindung
zwischen Führungsteil
und Kolbenstange mittels Spannmitteln vorgesehen. Als Spannmittel
sind Spannstifte, also Spannhülsen,
verwendbar, die in zylindrische Bohrungen eingesteckt sind. Für diese
formschlüssige
Verbindung ist an der Kolbenstange eine derartige Abflachung vorgesehen,
dass die Spannstifte berührend umgeben
sind und sich an diese Abflachungsoberfläche anschmiegen infolge ihrer
durch elastische Verformung bedingten Anpresskraft. Dazu ist die
Abflachung als Teil einer Oberfläche
eines gedachten Zylinders ausgeführt.
Von Vorteil ist dabei, dass nur geringe Andruckkräfte zum
Verspannen notwendig sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Gewindespindel an ihrem
einen Endbereich einen Zapfen zum Zentrieren auf. Von Vorteil ist
dabei, dass einfache und kostengünstige
Zentriermittel vorgesehen sind und kein zusätzlicher Bauraum hierfür notwendig
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zentrierteil zum Zentrieren
des Gehäuseteils
am Motorflansch vorgesehen. Insbesondere ist das Zentrierteil zur
Aufnahme eines elastischen Elements vorgesehen. Von Vorteil ist
dabei, dass ein elastischer Anschlag für das Führungselement vorsehbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kolbenstange an ihrer
zur Umgebung hin vorgesehenen Oberfläche glatt ausgeführt. Von
Vorteil ist dabei, dass keine Verschmutzungen ins Innere des Spindelmotors
vordringen können,
weil eine Abdichtung zum Gehäuseteil
in einfacher und wirkungsvoller Weise ausführbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Rotor Permanentmagnete,
insbesondere der Spindelmotor nach dem Synchronmotor-Prinzip angetrieben
ist. Von Vorteil ist dabei, dass hohe Kräfte erzeugbar sind. Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In
der 1 ist ein erfindungsgemäßer Spindelmotor in Schnittansicht
gezeichnet. Dabei ist in 1a ein
erster Ausschnitt vergrößert dargestellt. In 1b ist
ein Schnitt B-B und in 1c ist ein Schnitt C-C und in 1d ein
Schnitt D-D dargestellt.
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Der
Rotor 1 des Elektromotors ist über das Lager 5 in
einem Motor-Flanschteil 7, also einem Gehäuseteil
des Elektromotors gelagert.
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Das
Stator-Blechpaket 2 ist am Motor-Flanschteil 7 angeordnet
und nimmt die Stator-Wicklungen
auf.
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Am
axialen Endbereichs des Rotors 1 ist eine Gewindespindel 14 vorgesehen,
die mittels eines Zapfens 142 in einer entsprechenden Ausnehmung
des Rotors zentriert ist und mittels eines Außen-Gewindebereichs 15 in
einen Innen-Gewindebereich eines Stellrings 9 eingeschraubt
ist. Dieser weist in seinem Innen-Gewindebereich einen Axialschlitz
auf, wodurch eine Klemmverbindung zusätzlich zu der Gewindeverbindung
realisierbar ist. Somit ist die Verbindung zwischen Gewindespindel 14 und Rotor 1 spielfrei
realisierbar.
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Wie
in 1c gezeigt, sind zum Klemmen erste Gewindestifte 30 vorgesehen,
die in radialer Richtung im Stellring einschraubbar sind und somit den
geringfügig
elastischen Endbereich des Rotors 1, welcher das Innengewinde
umfasst, verformbar machen und somit das Klemmen erreichbar machen.
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Im
Stellring sind zusätzlich
zweite Gewindestifte 8 vorgesehen, die in axialer Richtung
einschraubbar sind und somit den Innenring des Lagers 5 in
axialer Richtung festlegen. Der Außenring des Lagers 5 ist
durch das Zentrierteil 4 fest gelegt.
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Das
Zentrierteil 4 dient außerdem zum Zentrieren des Gehäuseteils 3,
das auch als Führungsteil bezeichnet
wird, am Motor-Flanschteil 7.
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Die
Gewindespindel 14 ist an ihrem axialen Hauptbereich mit
einem Außengewinde
versehen, dessen Verzahnung mit dem Innengewinde einer Spindelmutter 15 in
Eingriff steht. Diese Spindelmutter 15 ist mit einem Führungsteil 11 verbunden,
welches mit einer Kolbenstange 13 verbunden ist. Diese Kolbenstange 13 ist über eine
Dichtung 12 gegen das Gehäuseteil 3 abgedichtet
und bewegt sich axial heraus oder hinein. Nach außen erscheint
dabei nur das glatte Kolbenstangenäußere, also ein Stahlzylinder. Die
Gewindebereiche und Verzahnungen sind im geschützten Inneren des Spindelmotors
vorgesehen.
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Vorteiligerweise
ist die Gewindespindel derart mit dem Rotor verbunden, dass sie
mit dem Rotor 1 über
dessen Lager 5 gelagert ist im Gehäuse.
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Das
elastomere Teil 6, von denen eine erste im Zentrierteil 4 und
eine zweite im gehäusebildenden
Flanschteil 16 vorgesehen ist, dienen zur Bildung eines
Anschlags für
die Spindelmutter bei Erreichen ihrer axialen Endpositionen. Somit
ist eine Abfederung der Wucht des Aufpralles vorgesehen. Im Normalbetrieb,
also nicht im Sicherheitsfall, ist jedoch der Elektromotor von einem
Umrichter derart versorgt, dass das Anfahren der Endpositionen vermieden
wird. Dazu ist vorzugsweise auch ein Winkelsensor mit dem Rotor
innerhalb des Elektromotors vorgesehen, dessen Signale über den
Signalstecker 20 aus dem Motor herausgeführt sind.
Auf diese Weise ist ein Umrichter zur Versorgung der Statorwicklungen
derart elektrisch verbindbar, dass eine präzise Lagesteuerung und -regelung
ermöglicht
ist.
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Als
elastomeres Teil 6 ist eine Dichtung, wie beispielsweise
ein O-Ring, verwendbar.
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Das
Führungsteil 11 ist
bei ihrer axialen Bewegung über
die Nutensteine 10 geführt,
welche in jeweiligen Nuten des Gehäuseteils 3 bewegbar
sind. Somit treten keine Drehmomente nach außen und die Kolbenstange 13 erzeugt
nur axiale Kräfte.
Eine Verdrehsicherung für
die Kolbenstange ist somit auch nicht notwendig.
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Zwischen
Kolbenstange 13 und Führungsteil ist
ebenfalls eine Klemmverbindung vorgesehen. Dabei sind Tangential
angebrachte Spannhülsen
vorgesehen, die das Führungsteil
beim Einschrauben in das geschlitzt ausgeführte Führungsteil derart verformen,
dass die Kolbenstange im Inneren des Führungsteils geklemmt verbindbar
ist. Die Kolbenstange weist an der Berühroberfläche zu den Spannhülsen 17 eine
Abflachung auf, wodurch eine Verdrehsicherheit gegenüber der
Kolbenstange 13 gewährleistet
ist.
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Am
Gehäuseteil 3 ist
eine Schmierstoffzuführung 21 vorgesehen.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
weist in seinem Innen-Gewindebereich
mehrere Axialschlitze auf.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
wird der Innenraum der Kolbenstange mit Schmierstoff befüllt.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
wird auch am äußeren Umfang
der Kolbenstange Schmierstoff vorgesehen. Somit ist das Gleitlager 18 schmierbar
durch diesen Schmierstoffanteil.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind Ausnehmungen in der Wandung der Kolbenstange vorgesehen, wodurch Schmierstoff
zwischen Innerem und Äußerem der Kolbenstange
austauschbar ist.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist die Spindelmutter und das Führungsteil 11 einstückig ausgeführt.
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- 1
- Rotor
- 2
- Statorgehäuse
- 3
- Gehäuseteil
- 4
- Zentrierteil
- 5
- Lager
- 6
- O-Ring
als elastomeres Teil
- 7
- Motor-Flanschteil,
Gehäuseteil
des Elektromotors
- 8
- zweiter
Gewindestift
- 9
- Stellring
- 10
- Nutenstein
- 11
- Führungsteil
- 12
- Dichtung,
Abstreifer
- 13
- Kolbenstange
- 14
- Gewindespindel
- 15
- Spindelmutter
- 16
- Flanschteil
- 17
- Spannhülse
- 18
- Gleitlager
- 20
- Signalstecker
- 21
- Schmierstoffzuführung
- 30
- erste
Gewindestifte
- 141
- Gewindebereich
der Gewindespindel 14
- 142
- Zapfen
der Gewindespindel 14