DE4201206A1

DE4201206A1 - Linearantrieb zur bewegung von schwenkbaren und parallel gefuehrten elementen

Info

Publication number: DE4201206A1
Application number: DE19924201206
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl Ing Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-18
Filing date: 1992-01-18
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2012-01-19
Also published as: DE4201206C2; DE4244642A1; DE4244642C2

Description

Linearantrieb zur Bewegung von schwenkbaren und parallel geführten Elementen, bestehend aus drei Hauptgehäuseteilen, einer Unterschale (1), einer Oberschale (2) und einer Schubrohraufnahme (3), die in sich eine rohrartige Verlängerung (4) mit einem schlitzartigen Endstück (5) und einer Querbohrung (6), führt, welche sich wiederum an einer auf einer kugel- oder gleitgelagerten Spindel (7) befindenden Gewindemutter (8) abstützt, wobei die Lagerung (9) der Spindel (7) von der Ober- (2) und Unterschale (1) axial und radial umschlossen ist, und somit Kräfte über die Unter- (1) und Oberschale (2) an die daran befindlichen Befestigungsaufnahmen (10)+(11) weitergeben kann.

Linearantriebe, die über Spindeln angetrieben werden, sind an sich bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie meist sehr große Ab messungen haben und sehr schwer sind. Auch sind sie meist sehr mon tageaufwendig und daher sehr teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spindel antrieb zu entwickeln, der eine sehr geringe Bauhöhe, einen geringen Abstand a) der Spindelachse in Teilungsrichtung zum Rand des Gehäuses aufweist, eine einfache Montage möglich macht, und dennoch hoch be lastbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse zweiteilig in eine Oberschale (2) und eine Unterschale (1) im Bereich der Spindelachse (X) aufgeteilt wird. Damit wird zum einen eine Montage freundlichkeit erreicht, da sämtliche Einbauteile bei der Montage in die Unterschale (1) eingelegt werden können, und zum anderen werden die auf Zug, Druck und Knickung belasteten Einzelelemente formschlüssig axial und radial eingespannt. Die Unterschale (1) weist dabei einen röhrenartigen, mit einem Deckel (16) verschließbaren Raum (17) auf, der durch angeformte Rippen (18) und Stege (18) einen eingeschobenen Elektromotor (14) achsparallel hält.

Vorteilhaft ist es, wenn der Deckel (16) ohne zusätzliche Verschraubung aufgepreßt wird.

Seine auf der Ankerwelle angeformte Schneckenwelle (15), die am Ende ein zylindrisches Wellenende (34) aufweist, ragt durch eine Bohrung aus dem röhrenförmigen Raum (17) über die Gehäusetrennfläche hinaus, und wird dann in zusammengebautem Zustand an einer auf der Oberschale befind lichen U-förmigen, in dem Oberteil angeformten Lagerstelle (31) radial abgestützt. Die Schneckenwelle kämmt in einem Schneckenrad, das auf einer Spindel, die zum einen in einem Kugellager und zum anderen in dem Gewinde der Gewindemutter gelagert ist. Eine gute achsparallele Befestigung des Motors (14) und eine gute Abstützung der Spindelwel lenlagerung und der Schneckenwelle (15) ist notwendig, da im Belastungs fall hohe Kräfte durch die Flankensteigungen der Verzahnung ver suchen, die beiden Achsen, Spindelachse und Schneckenwellenachse, aus einanderzutreiben. Dies kann die Überdeckung der Schneckenwelle mit dem Schneckenrad verringern, und somit zum Versagen des Getriebes führen. Um hier ein geringeres Wegbiegen der normalerweise dünnen Schneckenwelle (15) zu erreichen, ist es vorteilhaft, eine halbschalen artige Abstützung (31) auf der gegenüberliegenden Seite der im Ein griff befindenden Schneckenwelle (15) zu machen. Es ist dabei vor teilhaft das Spiel zwischen der Abstützung und der Schneckenwelle so groß zu machen, daß bei geringer Belastung die Schneckenwelle keinen Kontakt mit der Abstützung hat. Wird jedoch die Belastung erhöht, will sich die Schneckenwelle weiter aus dem Schneckenrad herausbewegen. Diese Bewegung wird dann jedoch durch die Abstützung unterbunden und verhindert somit ein Versagen des Getriebes. Bei der richtigen Wahl des Gehäusematerials bewirkt dieses Anlaufen der Schneckenwelle (15) an der Abstützung (31) keinerlei Abtrieb, und bedeutet somit eine preisgünstigere Versteifung der Gesamtlage rung. Als weiterer Vorteil (3) in der Unter- (1) und Oberschale (2) zu sehen. Die Schubrohraufnahme ist durch Anschraubdome (20), durch seinen Sechskantquerschnitt (36) und durch mit den Gehäuseteilen korrespondierende Rippen (19) gegen axiales Verschieben, gegen Knicken und gegen Verdrehen gesichert.

Da meistens beim Einbau solcher Lineareinheiten sehr wenig Platz von der Druck- und Zugachse (X) der Linearantriebe zum Rand in der Teilungs ebene ist, ist es vorteilhaft, um eine ausreichende Einspannung der Schubrohraufnahme (3) in der Unter- (1) und Oberschale (2) zu erreichen, in der Schubrohraufnahme (3) eine Durchgangsbohrung (23), durch die von den Gehäusen Anschraubdome (24) hindurchgehen, vorzusehen.

Diese Dome müssen jedoch so angeordnet sein, daß sie nicht mit der Spindel (7) und der Gewindemutter (8) kollidieren. Vorteilhaft ist es daher, die Rohrung am Ende des im Gehäuse streckenden Teils der Schubrohraufnahme (3) zu machen, und die Gewindemutter (8) entsprechend auszunehmen. Weiter hin ist es vorteilhaft, um bei Knickbelastungen ein Ausklaffen der Unter- (1) und Oberschale (2) oberhalb der eingespannten Schubrohrauf nahme (3) zu vermeiden, unterhalb der Schubrohraufnahme (3) Durchbrüche (37) vorzusehen, in denen im zusammengebauten Zustand Schraubdome (20) der Unter- (1) und Oberschale (2) formschlüssig stecken. Es ist weiterhin vor teilhaft, den Schubrohraufnahmequerschnitt als Vieleck zu gestalten. Bei einem runden Schubrohr (4) ermöglicht dies, daß die sternförmigen Führungsnuten, die die Gewindemuttern gegen Verdrehen sichern, spritz technisch gut ohne Materialanhäufung in den Ecken des Vielecks vorge sehen werden können. Um bei der Montage zu verhindern, daß die Gewinde mutter (8) falsch eingeschoben wird, sollte mindestens 1 Nut etwas schmaler gestaltet sein, und die Feder (25) der Gewindemutter (8) ent sprechend angepaßt werden. Um bei der Montage ein Einklemmen von Kabeln zu vermeiden, ist es vorteilhaft am Ende des an der Schub rohraufnahme (3) befindenden Kabelkanals eine abgerundete schlitzartige Öffnung (22), 90 Grad zu der Gehäuseteilung (12) versetzt, vorzusehen. Um eine steife Einspannung der Spindellagerung (9) zu erreichen, ist es vorteilhaft, daß die Unter- (1) und Oberschale (2) im Bereich der Lager klemmung im Bereich vor und hinter der Lagerung je zwei Schraubbefestig ungen aufweisen. Für eine schnelle und einfache Montage ist es weiterhin vorteilhaft, für exakte Kabelführungen und Befestigungen zu sorgen. Dies wird durch kammartige Rippen (27), in deren Schlitze (37) die Kabel geklemmt werden, erreicht. Die Unterschale (1) ist dabei so aufgebaut, daß sämtliche Einbauteile und Verkabelungen montagefreundlich eingelegt werden können. Danach ist ein einfaches Auflegen der Oberschale (2) mit an schließendem Verschrauben, vorteilhafter mit gleich langen Schrauben (32), möglich. Um je nach Einsatz der Linearantriebe verschiedene Anschluß kabeltypen sicher zu klemmen, sind innerhalb im Gehäuse mindestens 2 Klemmbereiche (28) vorgesehen. Um eine einfache und sichere Befestigungs möglichkeit des Linearantriebs zu schaffen, ist jeweils einstückig an der Unter- (1) und Oberschale (2) in Verlängerung der Kraftachse (X) eine augenförmige Aufnahme (11) angeformt. Es ist weiterhin möglich clips artige Aufnahmen (10) anzuformen. Bei Einsatz des Linearantriebs in Zug richtung muß dafür gesorgt werden, daß das Schubrohr (4) mit der Gewinde mutter (8) fest verbunden ist. Gleichzeitig muß eine gute Zugverbindung der Spindellagerung (9) mit der Spindel (7) erreicht werden. Dies bietet eine Taumelvernietung (29) am Ende der Spindel (7) vor der Lagerung (9). Dadurch kann eine spielfreie axiale Befestigung der Lagerung (9) auf der Spindel (7) erreicht werden.

Bei nur auf Druck wirkenden Linearantrieben kann die Spindeleinheit da hingehend vereinfacht werden, daß gleichzeitig das Schneckenrad (33) ein stückig einen Zapfen, auf den das Lager (9) aufgeschoben wird, aufweist. Dies vereinfacht die Spindelwelle (38). Sie muß dabei keinen Absatz zum Aufschieben des Lagers (9) aufweisen. Es genügt eine einfache, abgestochene, im Bereich der Einpressung mit einem Rändel (39) versehene Spindelwelle (38), die in eine im Schneckenrad vorgesehene Bohrung eingepreßt wird.

Um ein Austreten von Fett, das zur Getriebeschmierung verwendet wird, zu vermeiden, ist es vorteilhaft den Bereich des Getriebes und der Spindel einheit mit einer Feder-Nutabdichtung (30) zu umschließen. Der einfache und stabile Aufbau der Lineareinheit ermöglicht es, sämtliche Gehäuseteile aus Kunststoff herzustellen.

Je nach Länge des gewünschten Linearantriebs werden die Spindeleinheit, das Schubrohr (4) und die Schubrohraufnahme (3) länger oder kürzer aus geführt.

Die in der Beschreibung aufgeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Linearantriebs werden an Hand von Zeichnungen genauer dargestellt.

Fig. 1 zeigt verschiedene Außenansichten des erfindungsgemäßen Linear antriebs.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Linearantriebs.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Motorraum.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht auf das geöffnete Unterteil (1) und einen Querschnitt B-B.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt in Höhe der Spindelwelle.

Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Spindelwelle bei nur Druckanwendung.

Claims

1. Linearantrieb zur Bewegung von schwenkbaren und parallel geführten Elementen, bestehend aus drei Gehäusehauptteilen, einer Unterschale (1), einer Oberschale (2) und einer Schubrohraufnahme (3), die in sich eine rohrartige Verlängerung (4), mit einem schlitzartigen Endstück (6) und einer Querbohrung (6), führt, welche sich wiederum auf einer kugel- oder gleitgelagerten Spindel (7) befindenden Gewindemutter (8) abstützt, wo bei die Lagerung (9) der Spindel (7) von der Ober- (2) und Unterschale (1) axial und radial umschlossen ist, und somit Kräfte über die Unter- (1) und Oberschale (2) an die daran befindenden Befestigungsaufnahmen weitergeben kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteilung (12) der Ober- (2) und Unterschale (1) in Spindelmitte gelegt ist und sich auf der Spindelwelle (7) ein aufgepreßtes gegen Verdrehen gesichertes Schneckenrad (13) befindet, welches unterhalb der Spindelwelle von einem Elektromotor (14) über eine auf der Ankerwelle befestigte Schneckenwelle (16) angetrieben wird, wobei sich durch die Drehung der Spindelwelle (7) die im Schubrohr (3) sternförmig axial über Rippen geführte Gewindemutter (8) in axialer Richtung bewegt und dabei die rohrartige Verlängerung (4) mitnimmt.

2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse unterschale (1) einen mit einem Deckel (16) verschließbaren Raum (17) aufweist, der durch entsprechende Führungsrippen (18) ermöglicht, einen Elektromotor (14) achsparallel steif zu führen.

3. Linearantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (16) nach Anspruch 2 ohne zusätzliche Verschraubung aufgepreßt wird.

4. Linearantrieb nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- (1) und Oberschale (2) Rippen (19) und Schraubdome (20) auf weisen, die eine axiale Verschiebung und ein Verdrehen der Schubrohr aufnahme (3) verhindern.

5. Linearantrieb nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubrohraufnahme (3) außen einen Sechskantquerschnitt aufweist, mit einem rechteckigen, 90 Grad zu der Gehäuseteilung stehenden Kanal (21) für die Kabelführung.

6. Linearantrieb nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubrohraufnahme (3) eine schlitzartige Öffnung (22) 90 Grad zu der Gehäuseteilung am Ende des Kabelkanals (21) aufweist.

7. Linearantrieb nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubrohraufnahme (3) eine 90 Grad zur Gehäuseteilung (12) verlaufende Querbohrung (23) oberhalb der Spindel (7) aufweist, in die sowohl von der Unterschale (1) als auch von der Oberschale (2) Anschraubdome (24) hineinragen, die durch die innere Führung der Schubrohraufnahme durch gehen.

8. Linearantrieb nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindemutter (8) sternförmig Rippen (25) aufweist, wobei mindestens 1 Rippe und die dazugehörende Nut dünner ist.

9. Linearantrieb nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- (1) und Oberschale (2) im Bereich der Lagerklemmung im Bereich vor und hinter der Lagerung je zwei Schraubbefestigungen (26) aufweisen.

10. Linearantrieb nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschale (1) mit sämtlichen Innenteilen einseitig bestückt werden kann, und danach durch Aufschrauben der Oberschale (2) verschlossen werden kann.

11. Linearantrieb nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß kammförmige Rippen (27) vorgesehen sind, die eine Kabelfixierung durch Einklemmen der Kabel in die Schlitze ermöglichen.

12. Linearantrieb nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedene Kabelklemmbereiche (28) für zwei ver schieden dicke Kabelsorten vorgesehen sind.

13. Linearantrieb nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unter- (1) und an der Oberschale (2) einstückig Befestigungsaugen (11) oder Clipse (10) angeformt sind.

14. Linearantrieb nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager (9) oder das Gleitlager axial durch Aufschieben auf einen angeformten Bund mit anschließendem Taumelvernieten (29) axial auf der Spindel gesichert ist.

15. Linearantrieb nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Schneckengetriebes gegenüber dem restlichen Bereich durch eine Feder-Nutabdichtung (30) abgedichtet ist.

16. Linearantrieb nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschale (2) eine U-förmige in Richtung Spindel (7) geöffnete Motor schneckenwellengegenlagerung (31) aufweist.

17. Linearantrieb nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 16 beschriebene Motorwellengegenlagerung (31) einstückig an die Oberschale (2) angeformt ist.

18. Linearantrieb nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Gehäuseteile aus Kunststoff hergestellt sein können.

19. Linearantrieb nach Anspruch 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Befestigungsschrauben (32) gleiche Länge aufweisen.

20. Linearantrieb nach Anspruch 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartige Verbindung (4) mit der Gewindemutter (8) fest verbunden ist und somit Zug- und Druckkräfte übertragen werden können.

21. Linearantrieb nach Anspruch 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß bei nur auf Druck betriebenen Linearantrieben das Schneckenrad (33) direkt die Lageraufnahme einstückig mit angeformt hat.

22. Linearantrieb nach Anspruch 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge durch Verlängern der Spindel (7), des Schubrohres (4) und der Schubrohraufnahme (3) leicht verändert werden kann.

23. Linearantrieb nach Anspruch 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß sich hinter der Schneckenwelle (15), 180 Grad versetzt vom Zahneingriff (34), eine halbschalenförmige Gehäuseausnehmung (35) in geringster Nähe zur Schneckenwelle befindet, die es verhindert, daß die Schneckenwelle unter Belastung weiter durchgebogen wird und damit die Zahnüberdeck ung verringert wird.