DE2517247A1 - Elektro-schub- und zugvorrichtung, insbesondere zum heben und/oder kippen von lasten - Google Patents

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PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS 62 Wiesbaden-Bierstadt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 12068 ■ Telefon (0 6121) 56 53 82 Postsdiedc Frankfurt/Main 181008 · Bank Deutsche Bank 3956372 · Nass. Sparkasse 108003065

Wiesbaden- den 07. Januar 1975 Z 437 S/rd

Zöller-Kipper GmbH Mainz-Laubenheim
Hans-Zöller-Strasse 50-60

Elektro-Schub- und Zugvorrichtung, insbesondere zum Heben und/oder Kippen von Lasten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektro-Schub- und Zugvorrichtung, insbesondere zum Heben und/oder Kippen von Lasten, beispielsweise von Behältern zwecks deren Entleerung, mit einem von einem Elektromotor angetriebenen Gewindeteil, der in einem Gegengewinde an einem bezüglich des Elektromotors gegen Verdrehen festgehaltenen, aber axial verscheibbaren Element, insbesondere Schub- und Zugelement läuft.

Für Entleerungsvorrichtungen für Behälter, insbesondere Müll— gefässe, sind bereits Kippvorrichtungen verschiedensten Aufbaues und verschiedener Arbeitsweise bekannt= So hat man beispielsweise bereits bei selbsttätigen Kippvorrichtungen für Müllgefässe an Müllabfuhrwagen den Antrieb vom

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Mptor des Müllabfuhrwagens, insbesondere vom Antrieb der Müllförderschnecke abgeleitet, und ein mechanisches Getriebe vorgesehen, das zum Hochkippen des Müllgefässes in der einen Stellung und zum Ablassen des entleerten Gefässes in der zweiten Stellung einzurücken ist (DT-PS 478 438). Abgesehen davon, dass bei diesen bekannten Vorrichtungen die Antriebsmaschine des Müllabfuhrwagens ständig laufen muss, ist es nachteilig, das mechanische Getriebe für jeden Entleervorgang einmal in der einen und dann in der zweiten Stellung einrücken zu müssen. Dabei ist insbesondere nachteilig, dass ein Umschalten des mechanischen Getriebes bei oberer Kippstellung des Gefässes vorgenommen werden muss. Ausserdem ist eine automatische oder halbautomatische Steuerungasolcher Entleervorrichtungen kaum denkbar.

Für Entleerungsvorrichtungen hat man daher bevorzugt, Kippvorrichtungen mit Druckmittelbetrieb vorgesehen, sei es pneumatischer oder hydraulischer Art. Solche Druckmittelsysteme bieten praktisch alle Steuerungsmöglichkeiten. Es sind auch Druckmittel-Kippvorrichtungen verschiedensten Aufbaues bekannt, beispielsweise mehr oder weniger unmittelbar an die Schwenkwelle des Kipprahmens angesetzte Schwingkolben-Aggregate (DT-PS 842 472), mit axial verschiebbaren Kolben

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ausgebildete Kippvorrichtungen, bei denen der Kolben eine mit Schraubennut ausgebildete Hülse verdreht (DT-PS 842 473) und Kippvorrichtungen, bei denen ein axial verschiebbarer, einseitig oder zweiseitig mit Druckmittel zu beaufschlagender Kolben eine Getriebestange axial verschiebt, wobei diese Getriebestange beispielsweise als Zahnstange ausgebildet sein kann, und in ein auf der Schwenkwelle des Kipprahmens gesetztes Ritzel greift (DT-PS 953 953).

Bei allen mit Druckmittel betätigten Kippvorrichtungen ist aber das Vorhandensein eines in der Regel umfangreichen und aufwendigen Druckmittelsystems unumgänglich. Der Pumpenteil solcher Druckmittelsysteme ist bei Müllfahrzeugen normalerweise an die Antriebsmaschiene des Fahrzeuges angekuppelt. Dies bedeutet, dass bei hydraulischen Systemen die Antriebsmaschine des Müllfahrzeuges ebenfalls laufen muss, wenn Behälter entleert werden sollen. Dies ist auch bei pneumatischen Systemen praktisch unumgänglich, weil der Pressluft— vorrat eines solchen Systems sehr schnell aufgebracht ist. Ein wesentlicher Mangel der bekannten Druckmittelsysteme besteht aber in erster Linie darin, dass in jedem Fall Schmiermittel und hydraulische Druckmittel benutzt werden, die dazu neigen, während des Betriebes mehr oder weniger stark aus der Kippvorrichtung abzutropfen, und dadurch Umweltverschmutzungen hervorrufen. Ausserdem müssen Druckmittel von Zeit zu Zeit erneuert werden, was mit erheblichen Kosten verbunden ist.

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Es sind auch bereits Elektro Schub- und Zugmotore bekannt geworden, bei denen einer der sich relativ zueinander ^.rehenden Motorteile, insbesondere der Läufer, mit einer Gewindespindel verbunden ist, die selbst wieder in einer Hülse mit Innengewinde läuft. Diese Hülse mit Innengewinde ist jedoch gegenüber dem feststehenden Motorteil gegen Verdrehen gehalten, jedoch axial verschiebbar. Beim Laufen des Motors in der einen Richtung wird dabei die Gewindehülse durch die Gewindespindel von dem Motor weggeschoben, und bei Laufen des Motors in anderer Richtung nach dem Motor hin gezogen. Der Aufbau dieser bekannten Elektro-Schub- und Zugvorrichtungen bedingt aber einen relativ geringen Leistungswirkungsgrad, und vor allem auch eine relativ grosse Baulänge im Vergleich zur erreichbaren Hublänge.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektro-Schub- und Zugvorrichtung zu schaffen, die sich insbesondere auch zum Entleeren von Behältern, und zwar vornehmlich zum Entleeren von Müllgefässen in MüllSammelwagen, eignet, und die sich dazu durch einfachen, kompakten, aber im rauhen Betrieb unempfindlichen Aufbau, einfache, sichere Steuerung und relativ geräuschlosen Betrieb bei hohem Leistungswirkungsgrad auszeichnet.

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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass /"der eine der sich relativ zueinander drehenden Teile des Elektromotors unmittelbar das Gewinde trägt, und selbst an bzw. in dem das Gegengewinde tragenden, bezüglich des zweiten Motorteiles gegen Verdrehen festgehaltenen, aber axial verschiebbaren Element läuft.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist praktisch unabhängig von ihrer Einsatzweise. Sie kann an stationären Anlagen vorgesehen sein, ebensogut wie an Müllfahrzeugen o.dgl.. Im letzteren Fall ist die Anlage auch praktisch von der Art des Fahrzeugantriebes unabhängig. Sie kann somit bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb ebensogut wie bei Fahrzeugen mit Kraftstoff antrieb benutzt werden. Da weder ein hydraulisches noch ein pneumatisches System erforderlich ist, besteht auch keinerlei Gefahr, dass Umwelt verunreinigende Produkte aus einem solchen System abtropfen könnten. Wie sich herausgestellt hat, ist der Geräuschpegel bei einer Vorrichtung gemäss der Erfindung erheblich niedriger als bei den bekannten Vorrichtungen. Die Kippvorrichtung läuft bei eine? Vorrichtung gemäss der Erfindung nur während des Kippvorganges, der nur einen sehr geringen Bruchteil (meist nur wenige Sekunden) des Entleerungsvorganges einnimmt. Das Entleeren von Behältern kann bei abgestellter Antriebsmaschine des Fahrzeuges

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ausgeführt werden. Schliesslich kann die Bedienung der Kippvorrichtung von jeder Fahrseite her erfolgen. Allerdings wird man im Rahmen der Erfindung einen Schaltkasten benötigen. Bei Benutzung der Vorrichtung gemäss der Erfindung an Fahrzeugen könnte es evtl. ratsam sein, die mit der Kippvorrichtung zusätzlich belastete Fahrzeugbatterie etwas grosser auszulegen. Evtl. könnte auch die Lichtmaschine des Fahrzeuges grosser ausgelegt werden.

Man könnte zwar zunächst annehmen, dassTÄüVch Batterien, insbesondere Sammelbatterien, mitzunehmende Elektrizitätsmenge nicht ausreicht, um sie zum Entleeren von Behältern zu benutzen. Tatsächlich hat sich aber überraschend gezeigt, dass die mitgeführte Elektrizitätsmenge für diesen Zweck voll ausreicht, und der Wirkungsgrad einer solchen Kippvorrichtung gegenüber denjenigen der bekannten Einrichtungen sogar noch verbessert ist.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Elektromotor mit Innenläufer ausgebildet, und dieser Innenläufer läuft mit einem zentralen Innengewinde auf dem Spindelgewinde des Schub- und Zugelementes.

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Eine solche Vorrichtung ist selbstsichernd bzw. selbstsperrend. Sollte während des Hubes der elektrische Strom für die Schub- und Zugvorrichtung ausfallen, so bleibt diese Vorrichtung in der jeweiligen Stellung stehen. Ein kraftloses Zurückfallen, insbesondere Herabfallen eines Kipprahmens mit oder ohne daran angehängtem, zu entleerendem Behälter ist praktisch ausgeschlossen.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung in Anwendung in einem Schwenktrieb, bei der das Schub- und Zugelement mit einer in ein auf die Welle des Schwenktriebes gesetztes Ritzel greifenden Zahnstange ausgebildet ist.

Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, eines robusten, gegen Störungen praktisch unanfälligen Aufbaues, wie er für den harten Betrieb, beispielsweise beim Entleeren von Miillgefässen, anzustreben ist. Hierzu kann beispielsweise der Stator des Elektromotors als Teil des Gebtriebegehäuses starr an diesem angebracht sein.

Eine zweite, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die sich insbesondere in Art eines Schub- und Zugzylinders einsetzen lässt, sieht vor, dass der Elektromotor mit Aussenläufer ausgebildet ist, und dieser Aussenläufer

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ein Aussengewinde trägt, mit dem er in einem mit entsprechenden Innengewinde versehenen Schub- und Zugzylinder läuft, während der Stator des Elektromotors im Schub- und Zugzylinder gegen Verdrehen gesichert, aber in Längsrichtung verschiebbar geführt ist.

Dabei kann der Schub- und Zugzylinder zusätzlich mit einer koaxial angeordneten, gegen Verdrehen sichernden Führungsstange für den Innenstator ausgerüstet sein. Damit ist der Elektromotor im Inneren des Zylinders wie ein Kolben angeordnet, der aber nicht irgendwelchen stirnseitigen Druck aufnimmt, sondern bei dem die Kolbenringe durch den Motor in Drehung versetzt werden, und dadurch im Innengewinde des Zylinders laufen, und den Motor axial im Zylinder verstellen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Stator des Elektromotors mit oner axialen Länge ausgebildet, die der axialen Länge des Läufers zuzüglich der gewünschten Hublänge entspricht, und weist einen bezüglich des Stators feststehenden Gewindeteil auf, in bzw. auf dem der Läufer des Elektromotors mit einem Gegengewinde geführt ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung verschiebt sich der Läufer axial innerhalb des Stators, während er in Drehung versetzt ist. Damit erstreckt

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sich der Stator des Elektromotors praktisch über die gesamte Länge des Gewindeteiles, in dem oder auf dem der Läufer geführt wird, und dieser Gewindeteil kann dann anstelle gegen Verdrehen festgehaltener axial verschiebbarer Führung am Stator jetzt überhaupt fest mit dem Stator verbunden sein. Damit wird eine wesentliche Vereinfachung hinsichtlich Führung und Befestigungsweise für den das Gewinde tragenden Teil erreicht. Beispielsweise kann in dieser Ausführungsform der Erfindung der Stator in Art eines mit Innengewinde ausgerüsteten Zylinderrohres mit einer Mehrzahl von auf die Zylinderaussenseite aufgesetzten Feldwicklungen ausgebildet sein, während der Läufer als kolbenförmiger, mit einem Aussengewinde belegter Innenläufer im Innengewinde des Zylinderrohres geführt ist. Dabei ist es nicht notwendig, ständig sämtliche Feldwicklungen mit Erregerstrom zu beschicken. Vielmehr können der Feldwicklung ein den jeweiligen Stand des Läufers abtastender Schalter und eine Schaltungsanordnung zugeordnet sein, mittels deren stets nur diejenigen Feldwicklungen in den Erregerstromkreis eingeschaltet sind, die in Nachbarschaft der jeweiligen Kolbenstellung liegen. Praktisch bedeutet dies, dass praktisch stets zwei benachbarte Erregerwicklungen in den Erregerstromkreis eingeschaltet sind.

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Im Rahmen der Erfindung ist es von besonderer Bedeutung, eine vorteilhafte, den Wirkungsgrad deqifotors nicht nachteilig beeinflussende axiale Abstützung der sich relativ zuein-

ander drehenden Teile des Motors vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist es hierfür, den Läufer des Elektromotors mittels Axial-Drucklagern, vorzugsweise Axial-Radial-Drucklagern, an seinem Umfangsbereich am Stator nach beiden Richtungen abzustützen. Die Axial-Radial-Drucklager können dabei als Wälzlager mit nicht magnetxsierbaren Wälzlagerkörpern, beispielsweise aus Kunststoff, vorzugsweise auf Polyamidbasis, ausgebildet sein.

Der Elektromotor selbst kann als Kollektormotor, beispielsweise für mittlere oder niedere Drehzahl, ausgebildet sein* Wenn die "Vorrichtung in einem Fahrzeug benutzt wird, kann der Motor über Steuerschalter an die Fahrzeug-Batterie angeschlossen sein, die selbst wiederum in üblicher Weise über einen Regler von der Lichtmaschine des Fahrzeugs geladen wird. Um zu verhindern, dass durch zu hartes Einfahren in die eine oder andere Endlage die beiden ineinanderlaufenden Gewindeteile verformt und dadurch verkeilt oder blockiert werden, ist es im Rahmen der Erfindung besonders ^orteilhaft, wenn axial federnde Endlagenpuffer für den bewegten Gewindeteil vorgesehen sind. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich,

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den einen der "beiden sich relativ zueinander drehenden Teile des Elektromotors axial nachgiebig bezüglich des anderen anzubringen, und diese elastisch nachgiebige Anbringung in den Kraftweg der Zug- und Schubvorrichtung einzubeziehen. Hierdurch wird nicht nur eine wirksame Endlagenpufferung erzielt, sondern auch eine elastische Überlast-Nachgiebigkeit erreicht, die besonders vorteilhaft in Zusammenwirkung mit einem Überlastschalter ist. Beispielsweise kann der mit dem einen Gewindeteil ausgerüstete Innenläufer eines Elektromotors in einem in Art eines Käfigs innerhalb des Ankers angebrachten Rohres aus nicht magnetischem Werkstoff axial verschiebbar gelagert und durch zwei einander gegenübergesetzte, evtl. in ihrer Vorspannung einstellbare Pufferfedern gegenüber dem Stator axial ausgerichtet sein. Bei Überlast oder bei Einlaufen der Vorrichtung in die eine oder andere Endlage wird dann der Läufer gegenüber dem Stator gegen Federwirkung axial verschoben. Der Wirkungsgrad des Motors wird dann so stark herabgesetzt, dass die axiale Verschiebungsbewegung mit stark verminderter Kraft aufgefangen wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, einen auf Überlast ansprechenden Endschalter oder Sicherheitsschalter vorzusehen. Beispielsweise kann hierzu ein in den Motorstromkreis eingeschalteter, elektronischer Überstromschalter benutzt werden.

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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 eine für eine Entleerungsvorrichtung vorgesehene Kippvorrichtung mit Elektro-Schub- und Zugvorrichtung gemäss der Erfindung in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 den Motorteil der Vorrichtung nach Fig. 1 in vergrösserter. Darstellung, axial geschnitten;

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäss der Erfindung in Art eines Elektro-Schub- und Zugzylinders, axial geschnitten;

Fig. 4 eine Detail-Abwandlung gegenüber Figur 3, axial geschnitten;

Fig. 5 eine Vorrichtung gemäss der Erfindung in Art eines Elektro-Schub- und Zugzylinders in weiterer Ausführungsform, axial geschnitten und

Fig. 6 eine Vorrichtung ähnlich derjenigen nach Figur 1 und 2 in weiterer Ausführungsform axial geschnitten.

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Im Beispiel der Figur 1 handelt es sich um eine Kippvorrichtung mit einem Elektromotor 1, dessen Gehäuse 2 auf das Gehäuse 3 eines auf der Schwenkwelle 4 befestigten Ritzels 5 gesetzt ist. Zur Übertragung der Kraft vom Elektromotor 1 auf das Ritzel 5 ist eine Getriebestange 6 vorgesehen, die im oberen, innerhalb des Elektromotors 1 axial beweglichen Teil als Gewindespindel 6a und im unteren, axial am Ritzel 5 vorbeibeweglichen Teil 6b als in das Ritzel 5 greifende Zahnstange ausgebildet ist. Der Zahnstangenteil 6b hat rechteckigen bzw. etwa quadratischen Querschnitt und läuft dadurch gegen Verdrehen gesichert in der Zahnstangenführung 7 innerhalb des Getriebegehäuses 3. Das obere Ende des Spindelteiles 6a läuft bei völlig angehobener Getriebestange 6 in eine auf das Motorgehäuse 3 aufgesetzte Schutzkappe 8.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist in das Motorgehäuse 2 der Stator 9 des Motors 1 eingebaut. Dabei kann auch der Stator 9direkt im Inneren des Gehäuses 2 ausgebildet sein. In den Stator 9 ist in üblicher Weise die Feldwicklung 10 des Motors 1 eingelegt.

Der Läufer 11 des Motors ist an seinen stirnseitigen Umfangsbereichen mittels Axial-Radial-Walzlagerkombinationen an den

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Stirnwänden des Lagergehäuses 2 gelagert, wie dies in Figur 2 durch die Schräg-Kugellager 12 und 13 angedeutet ist. Da diese Wälzlagerkombinationen in den Bereichen stärksten magnetischen Flusses vom Stator 9 zum Läufer 11 liegen, empfiehlt es sich, die Wälzkörper 14 aus nicht magnetisierbarem Material, beispielsweise Kunststoff auf Polyamidbasis, herzustellen. Desgleichen sollten evtl. auch die Käfige der Walzenkörper aus nicht magnetisierbarem Material bestehen.

Der Läufer 11 ist im dargestellten Beispiel mit einer Läuferwicklung belegt, und trägt auf seiner oberen Stirnseite einen Kollektor 15, dem in üblicher Weise Kohlebürsten 16 zugeordnet sind.

Axial erstreckt sich durch den Läufer 11 und den Kollektor 15 eine zentrale Bohrung 17, die zumindest auf einen Teil ihrer sich im Läuferkörper erstreckenden Länge ein Innengewinde 18 aufweist. In diesem Innengewinde 18 ist der Gewindespindelteil 6a der Ge>ftriebestange 6 geführt.

Die Arbeitsweise der Kippvorrichtung nach Figur 1 und 2 ist wie folgt:

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Wenn der Motor 1 zu seiner einen Drehrichtung eingeschaltet wird, beispielsweise Rechts drehung, zieht sein Läufer 11· die am Zahnstangenteil 6b axial gleitend aber gegen Verdrehen gesichert geführte Getriebestange 6 mit ihrem Gewindespindelteil 6a in der Darstellung der Figur 2 nach oben, wie dies in Figur 1 und 2 durch den Pfeil 19 angedeutet ist. Dabei wird das Ritzel 5 im Sinne des Pfeiles 20 (Figur 1) gedreht. Diese Drehung wird auf die Schwenfcwelle 4 und von dieser auf den Kipprahmen übertragen. Zur Begrenzung dieser Aufwärtsbewegung tonnen in der elektrischen Schaltanordnung für den Motor 1 Begrenzungssehalter und Überlastschalter vorgesehen sein. Solche Begrenzungsschalter können beispielsweise durch die Getriebestange 6, durch das Ritzel 5, eine auf die Schwenkwelle 4 aufgesetzte Nockenanordnung oder durch den Kipprahmen betätigt werden. Überlastschalter wird man vorzugsweise als zusätzliche Sicherungseinrichtung vorsehen, die ansprechen, sobald der vom Motor 1 aufgenommene Strom einen vorher festgelegten Wert überschreitet.

Unter der vom Ritzel 5 als entgegen dem Pfeil 19 gerichtete Reaktionskraft auf die Getriebestange 6 übertragene Last stützt sich der Läufer 11 über die in Figur 2 untere Axial-Radial-Wälzlagerkombination 13 auf der unteren Stirnwand des ^] Motorgehäuses 2 ab. Da das Motorgehäuse 2, wie Figur 2 zeigt, \

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direkt auf das Getriebegehäuse gesetzt ist, besteht ein sicherer, eindeutiger Kraftschluss innerhalb der Kippvorrichtung.

Zur Abwärtsbewegung der Getftriebestange entgegen dem Pfeil ist der Motor zu asiner zweiten Drehrichtung einzuschalten. Dann wird die Gejrftriebestange 6 an ihrem Gewindespindelteil 6a durch das Innengewinde 18 des Läufers 11 nach unten geschraubt, Die hierbei vom Ritzel 5 übertragene und jetzt im Sinne des Pfeiles 19 wirkende Reaktionskraft wird dann durch die obere Axial-Radial-Wälzlagerkombination 12 auf die obere Stirnplatte des Motorgehäuses 2 abgestützt. Der KraftSchluss verläuft dann über diese obere Stirnplatte, das Motorgehäuse 2, dessen untere Stirnplatte wiederum auf das Getriebegehäuse. Zur Begrenzung der Abwärtsbewegung der Getriebestange 6 können wiederum Endschalter vorgesehen sein, wobei die oben erwähnten Überlastschalter auch Betrieb des Motors 1 in dieser zweiten Drehrichtung bei Überlastung wirksam werden.

Zur Unterstützung und Entlastung der Führungseinrichtung 7 ist es im Rahmen der Erfindung empfehlenswert, die Zähne des Ritzels 5 in Querrichtung, also axial zum Ritzel, ballig und die Zähne des Zahnstangenteiles 6b in Querrichtung entsprechend muldenförmig auszubilden. Hierdurch wirkt die vom Ritzel 5 auf den Zahnstangenteil 6b ausgeübte Reaktions-

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kraft (Last) im Sinne einer gegenseitigen Ausrichtung der ineinandergreifenden Zähne, so dass der Zahnstangenteil 6b unter Last, und zwar zunehmend mit grosser!-werdender Last, gegen Verdrehen festgehalten wird.

Wird während des Betriebes, sei es in der einen oder der anderen Drehrichtung des Läufers 11, die Stromzufuhr zum Motor 1 unterbrochen, beispielsweise durch Ansprechen eines Überlastschalters oder eines Endschalters, so ist die Getriebestange 6 durch die selbstsperrende bzw. selbstsichernde Wirkung des Gewindes am Spindelteil 6a innerhalb des Innengewindes 18 gegen jegliche weitere axiale Bewegung gesichert. Die Kippvorrichtung bleibt somit in der augenblicklichen Stellung, und zwar auch in jeglicher Zwischenstellung stehen. Dies ist gegenüber allen oben erläuterten, bekannten Kippvorrichtungen von erheblichem Vorteil, da insbesondere nicht vorkommen kann, dass die Kippvorrichtung mit dem zu entleerenden, angehobenen Behälter bei Ausfall irgendwines Vorrichtungsteiles herunterfallen kann. Vor allem ist die Kippvorrichtung an ihrem oberen Umsteuerungspunkt seIbstsperrend gesichert. Will man jedoch die Möglichkeit vorsehen, den Kipprahmen von Hand, also ohne Betätigung des Motors 1

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bewegen zu können, so kann dies durch eine zusätzliche, zwischen dem Ritzel 5 und der Schwenkwelle 4 wirksamen Kupplung ermöglicht werden, die normalerweise eingedrückt ist, und nur für irgendwelche Bewegung des Kipprahmens von Hand zeitweise ausgedrückt werden kann. Diese Kupplung sollte dann jedoch so ausgebildet sein, dass sie sich nur in einer einzigen Stellung der Schwenkwelle 4 bezüglich des Ritzels 5 einrücken lässt.

Im Beispiel der Figur 3 ist die Elektro-Schub- und Zugvorrichtung gemäss der Erfindung in Art eines Schub- und Zugzylinders ausgebildet. Der Elektromotor 21 läuft in diesem Beispiel im Inneren eines eigentlichen Zylinders 22 mit Innengewinde 23. Der Motor hat einen Aussenläufer 24, auf dessen Umfangsflache das im Innengewinde 23 des Zylinders 22 laufende Aussengewinde 25 angebracht ist. Der Innenstator 26 des Motors 21 ist am inneren Ende einer Art von Kolbenstange 27 befestigt, die an | ihrer Aussenflache axiale Nuten 28 hat, und mit diesen Nuten 28 *

in keilförmigen Vorsprüngen 29 des Zylinderdeckels 30 geführt ist, Zur zusätzlichen Führung des Motors 21 und der Kolbenstange 27 J enthält der Zylinder im dargestellten Beispiel eine zwar grund- i sätzlich nicht notwendige, aber die Führung verbessernde koaxiale Führungsstange 31 mit axialen Aussennuten 32, in die entspre-

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chende Innenvorsprünge 33 am Stangendurchlass des Stators 26 eingreift. Die Führungsstange 31 erstreckt sich in eine koaxiale Mittelbohrung 34 der Kolbenstange 27 und ist im Zylinderboden 35 befestigt.

An der der Kolbenstange 27 abgewandten Seite trägt der Innenstator 26 einen Kollektor 36, über den Bürstenanordnungen

37 des Aussenläufers 24 laufen. Die Stromzuführung erfolgt im dargestellten Beispiel vorzugsweise durch die Kolbenstange d.7 hindurch, wie dies durch die gestrichelten Linien 38 angedeutet ist.

Der Aussenläufer 26 ist im dargestellten Beispiel mittels Axial-Radial-Drucklagern 39 gegenüber dem Innenstator 26 abgestützt, die im wesentlichen in gleicher Weise ausgebildet sein können, wie dies im Zusammenhang mit Figur 1 und 2 beschrieben worden ist.

Bei Beaufschlagung des Motors 21 mit Strom über die Leitungen

38 dreht sich, je nach gewählter Stromrichtung, der Aussenläufer 24 in der einen oder anderen Richtung, um den Innenstator 26. Je nach gewählter Drehrichtung verschraubt sich

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dabei der Aussenläufer 24 entweder in Richtung des Zylinders deckeis 30 oder des Zylinderbodens 35, wobei die Kolbe, stange 27 entweder aus dem Zylinder 22 ausgeschoben oder in diesen eingezogen wird. Die Wirkung des Elektromotors 21 ist dabei mit derjenigen eines Kolbens zu vergleichen, jedoch mit dem Unterschied, dass nicht auf der Stirnfläche ausgeübert Druck eines Mediums, sondern das Verschrauben der ineinandergreifenden Gewinde 23 und 25 die axiale Verschiebung hervorruft.

Im Beispiel der Figur 5 ist auf die Aussenseite eines mit Innengewinde 43 ausgerüsteten Zylinderrohres 42 eine Mehrzahl von Feldwicklungen 44 dicht nebeneinander aufgesetzt. Diese Feldwicklungen 44 nehmen praktisch die gesamte Länge dieses Zylinderrohres 42 .ein. Diese Länge des Zylinderrohres 42 bestimmt sich im wesentlichen durch die axiale Länge des Motorläufers 46 zuzüglich der gewünschten Hublänge der Vorrichtung. Das Zylinderrohr 42 ist ausserdem aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise aus VA-Stahl hergestellt, und kann, da es durch die Feldwicklungen 44 axial abgestütz ist, relativ dünnwandig ausgebildet sein. Diese Anordnung kann selbst noch innerhalb eines Zylindergehäuses 51 angeordnet sein, das durch den Deckel 50 und den Boden 52 abgeschlossen ist. Innerhalb des Zylinderrohres 42 ist der Innenläufer

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Gemäss Figur 4 sitzt der Innenläufer 26 des Motors 21 begrenzt axial verschiebbar aber gegen Verdrehen fest auf dem unteren Ende der Kolbenstange 27. Die Kolbenstange 27 hat hierzu in Abständen vom Motor 21 je einen Bund 61 und 62, Zwischen den jeweiligen Bund 61 bzw. 62 und dem Innenläufer 26 ist eine Druckfeder 60 eingesetzt. Dadurch erhält der in Art eines Kolbens auf die Kolbenstange 27 gesetzte Elektromotor 21 in seiner Gesamtheit die Möglichkeit, sich begrenzt gegen die Wirkung einer der Federn 60 auf dem Ende der Kolbenstange 27 axial zu verschieben, wenn mit der Kolbenstange 27 eine übergrosse Las zu bewegen ist. Zwischen dem Motor 21 und den Bunden 61 und 62 können Mikroschalter angeordnet sein, die über eine Schaltungsanordnung den Motorstrom abschalten, sobald die axiale Verschiebung des Motors 21 auf dem Ende der Kolbenstange 27 ein vorbestimmtes Mass überschreitet.

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in Art eines Kolbens angeordnet, und mit einem Aussengewinde 45 geführt. Über Axialdrucklager 59 ist der Innenläufer 46 mit einer Kolbenstange 47 verbunden. Die Stromzuführung kann in diesem Beispiel ebenfalls über die Kolbenstange 47 und eine zwischen der Kolbenstange 47 und dem Innenläufer 46 wirksame Kollektor-Bürstenanordnung 56, 57 erfolgen. Jeder Feldwicklung 44 ist ein drucklos arbeitender Tastschalter 41 zugeordnet, um die Stellung des Innenläufers 46 festzustellen, und über ein Schaltgetriebe jeweils nur die der Lauf er st ellung benachbarten Feldwicklungen zu erregen.

In diesem Beispiel sind in den Gehäuseboden 52 und den Gehäusedeckel 50 federnde Endlagenpuffer eingesetzt, wie sie bei 48 und 49 angedeutet sind. Eine gegen Verdrehen gesicherte Führung der Kolbenstange im Gehäusedeckel 50 wird bei dieser Ausführungsform nicht benötigt. Falls elektrische Leitungen durch die Kolbenstange 47 geführt werden, genügt die übliche Befestigung der Kolbenstange mit ihrem Auge an einem angetriebenen Maschinenteil, um diese elektrischen Leitungen hinreichend zu sichern.

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Im Beispiel der Figur 6 ist vom Grundaufbau der Vorrichtung nach Figur 1 und 2 ausgegangen. Jedoch ist im Inneren des Stators 9 ein Rohr 65 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise VA-Stahl in Art eines Käfigs angebracht, in dessen Inneren der Innenläufer 11 mittels einer Buchse 66 axial verschiebbar geführt ist. Die Buchse 66 trägt in diesem Beispiel die beiden Axialwälzlager 13» in denen der Läufer 11 drehbar, aber gegen axial Verschiebung fest innerhalb der Buchse 66 gehalten ist. Die Buchse 66 ist zwischen zwei Druckfedern 67 und 68 gehalten. Die Vorspannung dieser Federn 67 und 68 lässt sich durch Schraubringe 69 auf einen gewünschten Wert voreinstellen. Der Stator 9 selbst ist im Inneren des Gehäuses 2 gegen axiales Verschieben fest angebracht. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird automatisch \feich ange- -fahren, weil jeglicher Anfahrstoss bei Inbetriebsetzen des Elektromotors von den Federn aufgefangen wird. Ein Festfahren oder Blockieren der Vorrichtung bzw. der Getriebestange 6 ist unmöglich, weil sich bei erhöhtem Widerstand der Getriebestange 6 gegen axiales Verschieben eine entsprechende Axialverschiebung des Läufers 11 gegen die Wirkung der einen oder anderen Feder 67 bzw. 68 eintritt. Beispielsweise bewegt sich

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6 Π 9 8Lh/0 8h5

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- ey- 9.*

bei blockiertem Schwenkarm einer Behälter-Entleerungsvorrichtung der Innenläufer bei seiner Drehung gegen Federkraft in ntgegengesetzter Richtung aus dem Magnetfeld, und bleibt an einem Punkt stehen, bei dem sich die durch die Bewegung des Läufers aus dem Magnetfeld reduzierte Motorkraft und die Federkraft einander aufheben. Zweckmässig wird man bei dieser Ausführungsform einen Überstromschalter zum Abschalten des Motors 21 vorsehen, der dann bei Eintritt solcher Verhältnisse anspricht. Diese zusätzlichen Einrichtungen bieten somit sowohl eine Überlastsicherung, als auch eine Sicherung gegen übermässig starkes Einfahren in die Endlage dar.

Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein, oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.

-Patentansprüche-

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6 α d δ ί s / ö 8 h s

Claims (18)

Dipl.-Phys. Heinridi Seids · Patentanwalt · 62 Wiesbaden · Bierst?ot°r Höhe 15 Postfcdi 120 C8 · <S? (0 6121) 56 5382 9S" Patentansprüche

1) Elektro-Schub- und Zugvorrichtung, insbesondere zum Heben und/oder Kippen von Lasten, beispielsweise von Behältern zwecks deren Entleerung, mit einem von einem Elektromotor angetriebenen Gewindeteil, der in einem Gegengewinde an einem bzgl. des Elektromotors gegen Verdrehen festgehalten, aber axial verschiebbaren Element, insbesondere Schub- und Zug-

zumindest element läuft, dadurch gekennzeichnet, dass/der eine (11, 24) der sich relativ zueinander drehenden Teile des Elektromotors (1, 21) unmittelbar das Gewinde (18, 25) trägt, und selbst an bzw. in dem das Gegengewinde (6a, 23) tragenden, bezüglich des zweiten Motorteiles (10, 2ö) gegen Verdrehen festgehaltenen, aber axial verschiebbaren Element (6, 22) läuft.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) mit Innenläufer (11) ausgebildet ist, und dieser Innenläufer (11) mit einem zentralen Innengewinde (18) aus dem Spindelgewinde (6a) des Schub- und Zugelementes (6) läuft.

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609d45/U848

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«6

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, in Anwendung in einem Schwenktrieb, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub- und Zugelement (6) mit einer in ein auf die Welle (4) des Schwenktriebs gesetztes Ritzel (5) greifenden Zahnstange (b) ausgebildet ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) des Elektromotors (1) als Teil des Getriebegehäuses (2,3) starr an diesem angebracht ist.

5) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (6b) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet und in einer Gleitführung (7) mit entsprechendem Querschnitt axial verschiebbar, aber gegen Verdrehen gesichert im Getriebegehäuse (3) geführt ist.

6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Zahnstange (6b) in Querrichtung ballig und die Zähne des Ritzels (5) in Querrichtung entsprechend muldenförmig ausgebildet sind oder umgekehrt.

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6Ö9845/084B

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7) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (21) mit Aussenläufer (24) ausgebildet ist, und dieser Aussenläufer (24) ein Aussengewinde (25) trägt, mit dem er in einem mit entsprechendem Innengewinde (23) versehenen Schub- und Zugzylinder (22) läuft, während der Innenstator (26) des Elektromotors (21) im Schub- und Zugzylinder (22) gegen Verdrehen gehalten, aber in Längsrichtung verschiebbar geführt ist.

d) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schub- und Zugzylinder (22) mit einer koaxial angeordneten, gegen Verdrehen sichernden Führungsstange (31) für den Innenstator (26) ausgerüstet ist.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sich relativ zueinander drehenden Teile (9, 11J 24, 26) des Elektromotors (1, 21) mittels Axial-Drucklagern, vorzugsweise Axial-Radial-Drucklagern (12, 13; 39) am Umfangsbereich des inneren Motorteiles (11, 26) nach beiden Richtungen gegeneinander abgestützt sind.

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8 0 § 8 4 S / 0 8 4 S

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- or -

10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichn t, dass die Axial-Radial-Drucklager (12, 13; 39) als Wälzlager mit nichtmagnetisierbaren Walzlagerkörpern (14), beispielsweise aus Kunststoff, vorzugsweise auf Polyamidbasis, ausgebildet sind.

11) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (42, 44) des Elektromotors mit einer axialen Länge ausgebildet ist, die der axialen Länge des Läufers, (46) zuzüglich der gewünschten Hublänge entspricht und einen bezüglich des Stators feststehenden Gewindeteil (43) aufweist, in bzw. auf dem der Läufer (46) des Elektromotors mit einem Gegengewinde (45) geführt ist.

12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator in Art eines mit Innengewinde (43) ausgerüsteten Zylinderrohres (42) mit einer Mehrzahl auf die Z3^1inderaussenseite aufgesetzten Feldwicklungen (44) ausgebildet ist, und der Läufer (46) als kolbenförmiger mit einem Aussengewinde (45) belegter Innenläufer im Innengewinde des Zylinderrohres (42) geführt ist.

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DipL-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt · 62 Wiesbaden · Biersta-ter Föhe 15 · Postfach 120 58 · ζΓ (06121) 565382

13) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Feldwicklung (44) ein den jeweiligen Stand des Läufers (46) abtastender Schalter (41) und eine Schaltanordnung zugeordnet sind, mittels deren stets nur diejenigen Feldwicklungen (44) in den Erregerstromkreis eingeschaltet sind, die in Nachbarschaft der jeweiligen Kolbenstellung liegen.

14) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass axial federnde Endlagenpuffer (48, 49) für den bewegten Gewindeteil (45) vorgesehen sind.

15) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden sich relativ zueinander drehenden Teile (9, 11) des Elektromotors axial elastisch nachgiebig bezüglich des anderen angebracht ist, und dass diese elastisch nachgiebige Anbringung in den Kraftweg (6, 18, 13, 9, 2) der Zug- und Schubvorrichtung einbezogen ist.

16) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem einen Gewindeteil ausgerüstete Innenläufer (11) eines Elektromotors in einem in Art eines Käfigs innerhalb

/29 609645/0045

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des Ankers angebrachten Rohres (65) aus nichtmagnetischem Werkstoff axial verschiebbar gelagert und durch zwei einander gegenübergesetzte, evtl. in ihrer Vorspannung; einstellbare Pufferfedern (67, 68) dem Stator (9) axial ausgerichtet ist.

17) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, g& ennzeichnet durch einen auf Überlast ansprechenden Endschalter* oder Sicherheitsschalter.

18) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Motorstromkreis eingeschalteter, elektrischer Uberstromschalter als Endschalter vorgesehen ist.

809045/0845

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