DE202022100838U1

DE202022100838U1 - Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator

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Publication number: DE202022100838U1
Application number: DE202022100838.8U
Authority: DE
Original assignee: Timotion Technology Co Ltd
Current assignee: Timotion Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-03-16
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: US20240223058A1; US20230179073A1; TWM624576U; US11967876B2

Abstract

Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator, der umfasst:
ein Getriebe (10);
einen Elektromotor (20), der mit dem Getriebe (10) verbunden ist,
eine Leitspindel (30), wovon ein Abschnitt im Inneren des Getriebes (10) aufgenommen ist und durch den Elektromotor angetrieben wird und sich ein weiterer Abschnitt zur Außenseite des Getriebes (10) erstreckt;
ein Verlängerungsrohr (40), das beweglich an der Leitspindel (30) befestigt ist; und
eine lasttragende Struktur (50), die eine Muffe (51), ein Lager (52), ein Befestigungselement (53), einen Befestigungssitz und einen hinteren Tragesitz (55) umfasst,
wobei die Muffe (51) auf der Leitspindel (30) angebracht ist und das Lager (52) gemeinsam mit dem Befestigungselement (53) hält und der Befestigungssitz (54) und der hintere Tragesitz (55) das Lager (52) halten und an den äußeren Umfängen der Muffe (51) und des Befestigungselements (53) angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Technisches Gebiet
Das technische Gebiet der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf einen elektrischen linearen Aktuator und insbesondere auf einen industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuator.
Beschreibung des Standes der Technik
Elektrische lineare Aktuatoren sind in der Industrie in verschiedenen Typen von Maschinen und Geräten weithin eingesetzt worden, um die Bedienungspersonen zu unterstützen, schwere Objekte zu transportieren oder zu bewegen. Weil die Gewichte derartiger schwerer Objekte von mehreren hundert Kilogramm bis zu mehreren tausend Kilogramm reichen können, gibt es einen Bedarf an einer Verbesserung der elektrischen linearen Aktuatoren, die in derartigen Maschinen und Geräten verwendet werden.
Bei einem elektrischen linearen Aktuator des Standes der Technik wird hauptsächlich der Elektromotor in Verbindung mit einem Untersetzungsmechanismus verwendet, um die Leitspindel anzutreiben, so dass sie sich dreht. Zusätzlich kann durch das Antreiben der Leitspindel das daran befestigte Verlängerungsrohr lineare Ausfahr- oder Einfahrprozesse ausführen.
Ungeachtet der Tatsache, dass der elektrische lineare Aktuator des Standes der Technik mit der Betätigungswirkung ausgestattet ist, muss seine tatsächliche Verwendung in der Praxis dennoch verbessert werden. Wenn sich das Verlängerungsrohr unter einer Last befindet, überträgt die Leitspindel, die die Kraft aufnimmt, diese ferner auf die Getriebeabdeckung. Weil die meisten der Getriebeabdeckungen aus einem Kunststoffmaterial oder einem zum Druckgießen geeigneten Material hergestellt sind, ist festgestellt worden, dass die Festigkeit der aus derartigem Material hergestellten Komponenten relativ schwach und unzureichend ist. Folglich ist die maximale annehmbare Last für den elektrischen linearen Aktuator im hohen Maße eingeschränkt und begrenzt. Es hat Hersteller gegeben, die beabsichtigen, die Dicke der Getriebeabdeckung zu erhöhen, um ihre Festigkeit zu erhöhen, jedoch ist das Niveau des Lastgewichts, das über ein derartiges Verfahren erhöht wird, dennoch begrenzt, wobei der wirkungslose Abstand, der einem derartigen Verfahren zugeordnet ist, außerdem vergrößert ist.
In Anbetracht des Obigen strebt der Erfinder an, die oben erwähnten Nachteile zu überwinden, wobei er anstrebt, eine effektive Lösung durch umfangreiche Forschungen zusammen mit der Nutzung akademischer Prinzipien und Kenntnisse zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuator zu schaffen, der eine lasttragende Struktur verwenden kann, um zu ermöglichen, dass der elektrische lineare Aktuator eine maximale Last trägt.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Offenbarung einen industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuator, der ein Getriebe, einen Elektromotor, eine Leitspindel, ein Verlängerungsrohr und eine lasttragende Struktur enthält. Der Elektromotor ist mit dem Getriebe verbunden. Ein Abschnitt der Leitspindel ist im Inneren des Getriebes aufgenommen und ist durch den Elektromotor angetrieben, wobei ein weiterer Abschnitt der Leitspindel zu einem Äußeren des Getriebes verlängert ist. Das Verlängerungsrohr ist an der Leitspindel befestigt und durch die Leitspindel angetrieben. Die lasttragende Struktur enthält eine Muffe, ein Lager, ein Befestigungselement, einen Befestigungssitz und einen hinteren Tragesitz. Die Muffe ist an der Leitspindel angebracht und hält gemeinsam mit dem Befestigungselement das Lager. Der Befestigungssitz und der hintere Tragesitz halten das Lager und bilden die äußeren Umfänge der Muffe und des Befestigungselements.
Die vorliegende Offenbarung kann die folgenden technischen Wirkungen erreichen. Bei der lasttragenden Struktur, die konfiguriert ist, das gesamte Gewicht der Last zu tragen, kann die Abdeckung des Getriebes so hergestellt sein, dass sie eine geringe Dicke aufweist, so dass die Materialkosten gesenkt sind und außerdem der wirkungslose Abstand verringert werden kann. Mit der Anordnung des Bremsmechanismus kann die Situation des Ausfalls der Verriegelung verhindert werden, wenn die vorliegende Offenbarung auf ein Schwerlastfeld angewendet wird. Da der Bremsmechanismus an einer lateralen Seite des Elektromotors angeordnet ist, kann die gesamte Länge so gesteuert werden, dass sie sich innerhalb eines geeigneten Bereichs befindet.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung des industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuators der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist eine Explosionsansicht der von der Leitspindel getrennten lasttragenden Struktur der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine Explosionsansicht, die die an der Leitspindel befestigte lasttragende Struktur der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung des industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuators der vorliegenden Offenbarung zeigt;
5 ist eine Explosionsansicht des vom Getriebe getrennten Bremsmechanismus der vorliegenden Offenbarung; und
6 ist eine Querschnittsansicht, die den am Getriebe befestigten Bremsmechanismus der vorliegenden Offenbarung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die technischen Inhalte der vorliegenden Offenbarung werden durch die ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen, die von der Veranschaulichung der zugehörigen Zeichnungen begleitet wird, wie folgt offensichtlich. Es ist vorgesehen, dass die hier offenbarten Ausführungsformen und Zeichnungen als veranschaulichend anstatt als einschränkend betrachtet werden sollen.
Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, schafft die vorliegende Offenbarung einen industriellen elektrischen linearen Schwerlastaktuator, der hauptsächlich ein Getriebe 10, einen Elektromotor 20, eine Leitspindel 30, ein Verlängerungsrohr 40 und eine lasttragende Struktur 50 enthält.
Das Getriebe 10 enthält hauptsächlich eine Basis 11 und eine Abdeckung 12, die entsprechend die Basis 11 bedeckt, wodurch unter Verwendung von Befestigungselementen, wie z. B. Schrauben usw., ein hohler rechteckiger Kasten ausgebildet ist. An einer der Abdeckung 12 gegenüberliegenden Seite der Basis 11 ist ein Aufnahmeabschnitt 13 ausgebildet.
Der Elektromotor 20 ist entsprechend dem Aufnahmeabschnitt 13 installiert, wobei der Elektromotor 20 hauptsächlich einen Elektromotor-Hauptkörper 21, eine Drehachse 22, die sich von einer Mitte des Elektromotor-Hauptkörpers 21 erstreckt, und ein Antriebszahnrad 23, das mit der Drehachse 22 verbunden ist und angetrieben ist, so dass es sich dreht, enthält. Der Elektromotor-Hauptkörper 21 ist an einem Äußeren des Getriebes 10 ausgebildet, wobei die Drehachse 22 und das Antriebszahnrad 23 im Inneren des Getriebes 10 angeordnet sind.
Die Leitspindel 30 ist außerdem entsprechend dem Aufnahmeabschnitt 13 installiert und an einer lateralen Seite des Elektromotors 20 ausgebildet. Ein Abschnitt der Leitspindel 30 ist im Inneren des Getriebes 10 aufgenommen und ist durch den Elektromotor 20 angetrieben, wobei ein weiterer Abschnitt der Leitspindel 30 in Richtung einer Richtung weg von der Basis 11 bis zu einem Äußeren des Getriebes 10 verlängert ist. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Leitspindel 30 im Allgemeinen parallel zu dem Elektromotor-Hauptkörper 21 angeordnet. Die Leitspindel 30 enthält hauptsächlich einen ersten Gewindeabschnitt 31, einen ersten Wellenabschnitt 32, der sich von dem ersten Gewindeabschnitt 31 erstreckt, einen zweiten Wellenabschnitt 33, der sich von dem ersten Wellenabschnitt 32 erstreckt, und einen zweiten Gewindeabschnitt 34, der sich von dem zweiten Wellenabschnitt 33 erstreckt. Ein Durchmesser des zweiten Wellenabschnitts 33 ist kleiner als ein Durchmesser des ersten Wellenabschnitts 32, wodurch eine Anschlagfläche 321 zwischen dem ersten Wellenabschnitt 32 und dem zweiten Wellenabschnitt 33 ausgebildet ist.
Das Verlängerungsrohr 40 enthält hauptsächlich ein inneres Rohrelement 41 und eine Mutter 42, die an einem Endabschnitt des inneren Rohrelements 41 befestigt ist. Das innere Rohrelement 41 ist an einem äußeren Umfang der Leitspindel 30 angebracht, während die Mutter 42 an dem ersten Gewindeabschnitt 31 befestigt und durch den ersten Gewindeabschnitt 31 angetrieben ist.
Die lasttragende Struktur 50 enthält hauptsächlich eine Muffe 51, ein Lager 52, ein Befestigungselement 53, einen Befestigungssitz 54 und einen hinteren Tragesitz 55. Das Lager 52 enthält hauptsächlich einen Innenring 521, einen Außenring 522, der an einem äußeren Umfang des Innenrings 521 ausgebildet ist, und mehrere Kugeln 523, die zwischen dem Innenring 521 und dem Außenring 522 aufgenommen sind. Die Muffe 51 ist auf dem zweiten Wellenabschnitt 33 der Leitspindel 30 angebracht und stößt gegen die Anschlagfläche 321 des ersten Wellenabschnitts 32 an. Das Befestigungselement 53 ist an dem zweiten Gewindeabschnitt 34 befestigt, um gemeinsam mit der Muffe 51 auf den Innenring 521 zu pressen. Der Befestigungssitz 54 und der hintere Tragesitz 55 halten und umschließen gemeinsam den Außenring 522 und sind an den äußeren Umfängen der Muffe 51 und des Befestigungselements 53 ausgebildet. Der Befestigungssitz 54 und der hintere Tragesitz 55 sind aus einem Metallmaterial hergestellte Komponenten.
In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der industrielle elektrische lineare Schwerlastaktuator der vorliegenden Offenbarung ferner einen Untersetzungs-Zahnradsatz 60, der im Inneren des Getriebes 10 angeordnet ist. Der Untersetzungs-Zahnradsatz 60 enthält hauptsächlich ein erstes angetriebenes Zahnrad 61 und ein zweites angetriebenes Zahnrad 62. Das erste angetriebene Zahnrad 61 greift mit dem Antriebszahnrad 23 ineinander und ist durch das Antriebszahnrad 23 angetrieben. Das zweite angetriebene Zahnrad 62 ist über einen Treibkeil an dem ersten Wellenabschnitt 32 angebracht und befestigt. Das zweite angetriebene Zahnrad 62 greift mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 61 ineinander und ist durch das erste angetriebene Zahnrad 61 angetrieben, wodurch die Untersetzungsübertragung zwischen dem Elektromotor 20 und der Leitspindel 30 erreicht ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der industrielle elektrische lineare Schwerlastaktuator der vorliegenden Offenbarung ein äußeres Rohrelement 65. Das äußere Rohrelement 65 ist entlang dem äußeren Umfang der Leitspindel 30 installiert, wobei ein Ende des äußeren Rohrelements 65 mit dem Aufnahmeabschnitt 13 des Getriebes 10 verbunden ist. Das Verlängerungsrohr 40 dringt in das Innere des äußeren Rohrelements 65 ein, wobei in der Innenwand des äußeren Rohrelements 65 mehrere (in den Zeichnungen nicht beschriftete) Führungsschlitze für den äußeren Umfang der Mutter 42 ausgebildet sind, um sich mit ihr in Eingriff zu befinden, so dass das Verlängerungsrohr 40 nur eine lineare Bewegung in der axialen Richtung bezüglich des äußeren Rohrelements 65 ausführen darf.
Während der Verwendung der vorliegenden Offenbarung wird, wenn das Verlängerungsrohr 40 angewendet wird, um eine Schubkraft bereitzustellen, die wirkende Kraft der Last nacheinander durch die Leitspindel 30, die Muffe 51 und den Innenring 521 übertragen, wobei sie ferner durch den Außenring 522 auf den hinteren Tragesitz 55 übertragen wird. Wenn das Verlängerungsrohr 40 angewendet wird, um eine Zugkraft bereitzustellen, wird die wirkende Kraft der Last nacheinander durch die Leitspindel 30, das Befestigungselement 53 und den Innenring 521 übertragen, wobei sie ferner durch den Außenring 522 auf den Befestigungssitz 54 übertragen wird.
Siehe 5 und 6. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der industrielle elektrische lineare Schwerlastaktuator der vorliegenden Offenbarung ferner wenigstens einen Bremsmechanismus 70, der im Inneren des Getriebes 10 angeordnet ist und an einer lateralen Seite des Antriebszahnrads 23 des Elektromotors 20 angeordnet ist. Die Größe des Bremsmechanismus 70 kann gemäß der tatsächlichen Größe der wirkenden Lastkraft eingestellt werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt die Anzahl der Bremsmechanismen zwei, wobei jeder der Bremsmechanismen 70 hauptsächlich eine Welle 71, ein angetriebenes Zahnrad 72 und eine Bremsanordnung 73 enthält. Die Welle 71 dringt durch das angetriebene Zahnrad 72 ein und ist im Inneren des Getriebes 10 angeordnet. Das angetriebene Zahnrad 72 greift mit dem Antriebszahnrad 23 ineinander und ist durch das Antriebszahnrad 23 angetrieben. Die Bremsanordnung 73 ist an der Welle 71 angebracht.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält die Bremsanordnung 73 hauptsächlich einen Aufnahmesitz 731, einen Bremsring 732 und eine Schraubenfeder 733. Die Schraubenfeder 733 ist an einem äußeren Umfang des Bremsrings 732 befestigt und ist gemeinsam mit dem Bremsring 732 im Inneren des Aufnahmesitzes 731 aufgenommen. Ein Ende des Aufnahmesitzes 731 ist an der Basis 11 befestigt, wobei der Bremsring 732 an einem äußeren Umfang der Welle 71 angebracht ist. Zusätzlich ist ein Ende der Schraubenfeder 733 an dem Aufnahmesitz 731 positioniert. Während des Betriebs wird die Schraubenfeder 733 verwendet, um den Bremsring 732 zu befestigen, um eine Reibungsdämpfung zwischen der Innenwand des Bremsrings 732 und der äußeren Umfangsfläche der Welle 71 zu erzeugen, wodurch die Wirkung der Drehzahlverringerung und des Bremsens mit einer derartigen Bremsanordnung 73 erreicht wird.
In Anbetracht des Obigen kann der industrielle elektrische lineare Schwerlastaktuator der vorliegenden Offenbarung den erwarteten Verwendungszweck erreichen und die bekannten Nachteile überwinden.

Claims

Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator, der umfasst: ein Getriebe (10); einen Elektromotor (20), der mit dem Getriebe (10) verbunden ist, eine Leitspindel (30), wovon ein Abschnitt im Inneren des Getriebes (10) aufgenommen ist und durch den Elektromotor angetrieben wird und sich ein weiterer Abschnitt zur Außenseite des Getriebes (10) erstreckt; ein Verlängerungsrohr (40), das beweglich an der Leitspindel (30) befestigt ist; und eine lasttragende Struktur (50), die eine Muffe (51), ein Lager (52), ein Befestigungselement (53), einen Befestigungssitz und einen hinteren Tragesitz (55) umfasst, wobei die Muffe (51) auf der Leitspindel (30) angebracht ist und das Lager (52) gemeinsam mit dem Befestigungselement (53) hält und der Befestigungssitz (54) und der hintere Tragesitz (55) das Lager (52) halten und an den äußeren Umfängen der Muffe (51) und des Befestigungselements (53) angeordnet sind.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 1, wobei das Lager (52) einen Innenring (521) und einen Außenring (522) umfasst, die am äußeren Umfang des Innenrings (521) angeordnet sind, die Muffe (51) und das Befestigungselement (53) gemeinsam den Innenring (521) halten und der Befestigungssitz (54) und der hintere Tragesitz (55) gemeinsam den Außenring (522) halten.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 2, wobei, wenn das Verlängerungsrohr (40) angewendet wird, um eine Schubkraft bereitzustellen, eine wirkende Kraft einer Last nacheinander durch die Leitspindel (30), die Muffe (51) und den Innenring (521) übertragen wird und ferner durch den Außenring (522) auf den hinteren Tragesitz (55) übertragen wird.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 2, wobei, wenn das Verlängerungsrohr (40) angewendet wird, um eine Zugkraft bereitzustellen, eine wirkende Kraft einer Last nacheinander durch die Leitspindel (30), das Befestigungselement (53) und den Innenring (521) übertragen wird und ferner durch den Außenring (522) auf den Befestigungssitz (54) übertragen wird.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 2, wobei die Leitspindel (30) einen ersten Gewindeabschnitt (31), einen ersten Wellenabschnitt (32), der sich von dem ersten Gewindeabschnitt (31) erstreckt, einen zweiten Wellenabschnitt (33), der sich von dem ersten Wellenabschnitt (32) erstreckt, und einen zweiten Gewindeabschnitt (34), der sich von dem zweiten Wellenabschnitt (33) erstreckt, umfasst, ein Durchmesser des zweiten Wellenabschnitts (33) kleiner als ein Durchmesser des ersten Wellenabschnitts (32) ist und eine Anschlagfläche (321) zwischen dem ersten Wellenabschnitt (32) und dem zweiten Wellenabschnitt (33) angeordnet ist.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 5, wobei der erste Gewindeabschnitt (31) beweglich an dem Verlängerungsrohr (40) befestigt ist, die Muffe (51) auf dem zweiten Wellenabschnitt (33) angebracht ist und gegen die Anschlagfläche (321) anstößt und das Befestigungselement (53) an dem zweiten Gewindeabschnitt (34) befestigt ist und gemeinsam mit der Muffe (51) auf den Innenring (521) presst.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 1, wobei der Befestigungssitz (54) und der hintere Tragesitz (55) Metallkomponenten sind.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 1, der ferner umfasst: wenigstens einen Bremsmechanismus (70), wobei der Elektromotor (20) ein Antriebszahnrad (23) umfasst und der Bremsmechanismus (70) im Inneren des Getriebes (10) angeordnet ist und auf einer lateralen Seite des Antriebszahnrades (23) angeordnet ist.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 8, wobei der Bremsmechanismus (70) eine Welle (71), ein angetriebenes Zahnrad (72) und eine Bremsanordnung (73) umfasst, die Welle (71) durch das angetriebene Zahnrad (72) eindringt und im Inneren des Getriebes (10) angeordnet ist, das angetriebene Zahnrad (72) mit dem Antriebszahnrad (23) ineinandergreift und durch das Antriebszahnrad (23) angetrieben ist und die Bremsanordnung (73) auf der Welle (71) angebracht ist.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 9, wobei die Bremsanordnung (70) einen Aufnahmesitz (731), einen Bremsring (732) und eine Schraubenfeder (733) umfasst, wobei die Schraubenfeder (733) am äußeren Umfang des Bremsrings (732) befestigt ist und gemeinsam mit dem Bremsring (732) im Inneren des Aufnahmesitzes (731) aufgenommen ist, ein Ende des Aufnahmesitzes (731) am Getriebe (10) befestigt ist, der Bremsring (732) am äußeren Umfang der Welle (71) angebracht ist und ein Ende der Schraubenfeder (733) auf dem Aufnahmesitz (731) positioniert ist.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 1, der ferner umfasst: mehrere Bremsmechanismen (70), wobei der Elektromotor (20) ein Antriebszahnrad (23) umfasst und jeder der Bremsmechanismen (70) im Inneren des Getriebes (10) angeordnet ist und auf einer lateralen Seite des Antriebszahnrads (23) angeordnet ist.
Industrieller elektrischer linearer Schwerlastaktuator nach Anspruch 1, der ferner umfasst: einen Untersetzungs-Zahnradsatz (60), der im Inneren des Getriebes (10) angeordnet ist, wobei der Elektromotor (20) ein Antriebszahnrad (23) umfasst, der Untersetzungs-Zahnradsatz (60) ein erstes angetriebenes Zahnrad (61) und ein zweites angetriebenes Zahnrad (62) umfasst, das erste angetriebene Zahnrad (61) mit dem Antriebszahnrad (23) ineinandergreift und durch das Antriebszahnrad (23) angetrieben ist und das zweite angetriebene Zahnrad (62) auf der Leitspindel (30) angebracht ist und mit dem ersten angetriebenen Zahnrad (61) ineinandergreift und durch das erste angetriebene Zahnrad angetrieben ist.