DE4316142A1 - Linearantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einer Spindel- Mutter-Kombination, bestehend aus einer Spindel und einer auf der Spindel schraubbar angeordneten Spindelmutter, und einem elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Rotationsrela­ tivbewegung zwischen der Spindel und der Spindelmutter, dessen Drehrichtung elektrisch veränderbar ist.

Die Erfindung betrifft auch einen Linearantrieb mit einem Gehäuse, in dem eine Spindelmutter verdrehsicher und längs­ beweglich gelagert ist, in deren Muttergewinde eine im Gehäuse drehbar gelagerte Spindel eingreift, die mit einem Gleich­ strommotor über ein Getriebe antreibbar ist, wobei das Gehäuse eine in axialer Richtung längserstreckende Ausbuchtung auf­ weist.

Ein Linearantrieb der genannten Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 89 03 603.4 bekannt. Darin wird eine Ver­ stelleinrichtung zum linearen Verstellen eines anschließbaren Rahmens oder dergleichen beschrieben. Diese Verstelleinrich­ tung ist mit einer über ein Getriebe antreibbaren Spindel versehen, auf der eine Mutter verdrehsicher geführt wird, die mit einem Hubrohr verbunden ist, welches seinerseits mit dem Rahmen des zu verstellenden Gegenstandes verbunden werden kann.

Die Mutter wird in einer Hülse verdrehsicher gehalten. Dabei sind in der Hülse zwei von der Mutter betätigbare Endschalter angeordnet. Bei der Anordnung der Endschalter wird eine Längs­ verschiebbarkeit realisiert, um den Abstand zwischen den bei­ den Endschaltern variieren zu können, um somit verschiedene Verstellängen zu simulieren und damit die Lagerhaltung von Spindeln verschiedener Länge weitgehend einzuschränken.

Die Endschalter ragen in eine zugeordnete Nut der Hülse, in die eine Nase der Mutter eingreift.

Eine Form der Befestigung der Endschalter in der Hülse besteht darin, daß die Endschalteraufnahme an ihrer nach außen liegen­ den Seite über ein Langloch verfügt. Durch dieses Langloch greift eine Befestigungsschraube, die mit einer Platte korres­ pondiert, auf der der jeweilige Endschalter befestigt ist, hindurch. Damit ist es möglich, durch ein leichtes Lösen der Schrauben von der Außenseite her die Endschalter längs zu verschieben.

Diese Lösung erfordert einerseits einen relativ hohen Herstel­ lungsaufwand und zeigt andererseits eine hohe Funktionsunsi­ cherheit, da sich die Befestigungsschrauben von selbst lösen können oder sehr leicht von außen lösbar sind und somit der Hubweg der Verstelleinrichtung beabsichtigt oder unbeabsich­ tigt sehr leicht verändert werden kann, was zu folgeschweren Störungen führen kann.

Eine andere Befestigungsmöglichkeit besteht gemäß der genann­ ten Druckschrift darin, daß eine Lochleiste vorgesehen ist, auf der die Endschalter entsprechend ihres beabsichtigten Abstandes zueinander aufgesteckt sind, wobei an die Endschal­ ter angeformte Zapfen in Bohrungen der Leiste eingreifen.

Auch diese Lösung fordert einen relativ hohen Herstellungsauf­ wand, da in einem ersten Montageschritt die Endschalter genau an den Stellen, die später die Endpunkte der Mutter darstellen sollen, zu befestigen sind und die Verdrahtung im Inneren der Hülse entlang nach außen zu führen ist.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Li­ nearantrieb anzugeben, der eine Bewegungsbegrenzung der Mutter auf einfache Art und Weise und mit geringem Herstellungsauf­ wand ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß par­ allel zur Bewegungsbahn des axial längsbewegten Teiles der Spindel-Mutter-Kombination eine oder mehrere elektrisch leit­ fähige und über ihre Längserstreckung kontaktierbare Leiter­ bahnen angeordnet sind. Dabei sind die Leiterbahnen schleifend kontaktierende Schleifkontakte vorgesehen, die zumindest mit­ telbar mit dem axial längsbewegten Teil verbunden sind. Wei­ terhin sind an der Leiterbahn oder einer der Leiterbahnen an einer ersten Position und an der Leiterbahn oder einer der Leiterbahnen an einer zweiten Position den elektrischen Kon­ takt zwischen Schleifkontakt und Leiterbahn verhindernde Mit­ tel vorgesehen, wobei der Abstand der beiden Positionen zur Bewegungslänge des axial bewegten Teiles proportional ist.

Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß in der Ausbuch­ tung des Gehäuses parallel zur Spindelachse eine oder mehrere im wesentlichen über ihre Längserstreckung kontaktierbare Leiterbahnen angeordnet sind. Dabei ist jeder Leiterbahn ein längs zur Leiterbahn beweglicher Schleifkontakt zugeordnet, der an der jeweiligen Leiterbahnen kontaktierend anliegt, wobei die Schleifkontakte zumindest mittelbar mit der Spindel­ mutter verbunden und von dieser antreibbar sind.

Die Leiterbahn oder eine der Leiterbahnen endet oder enden an einer ersten Position und an einer zweiten Position in Bewe­ gungsrichtung der Schleifkontakte oder sie ist oder sind an dieser Stelle unterbrochen oder mit einer elektrisch isolie­ renden Schicht versehen. Dabei entspricht der Abstand der bei­ den Positionen der Bewegungslänge der Spindelmutter.

Eine erste günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß mindestens drei Leiterbahnen angeordnet sind. Dabei endet eine erste Leiterbahn an der ersten Position und eine zweite Lei­ terbahn an der zweiten Position in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte, oder sie an diesen Stellen unterbrochen oder mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen.

Zwischen die erste und eine dritte Leiterbahn ist eine Span­ nung zur Erzeugung der einen Drehrichtung des Antriebsmotors und zwischen der zweiten und der dritten Leiterbahn die Span­ nung zur Erzeugung der entgegengesetzten Drehrichtung des Antriebsmotors anlegbar.

Alle Schleifkontakte sind ihrerseits elektrisch leitend mit­ einander verbunden.

Eine günstige Variante der ersten Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Pola­ rität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist. Dabei ist der Gleichstrommotor zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung mit den drei Leiterbahnen und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet, daß die erste oder die zweite Leiterbahn mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist. Alternativ dazu ist die zweite oder die erste Leiterbahn mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motor­ seitigen Anschluß des Gleichstrommotors verbunden.

Die erste und die zweite Leiterbahn ist im Bereich zwischen beiden Positionen mit zwei gegenpoligen Dioden und die dritte Leiterbahn mit dem Mittelpunkt zwischen beiden Dioden verbun­ den.

In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ebenfalls eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motor­ spannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen. Weiterhin sind zwei Leiterbahnen angeordnet, wobei eine erste Leiterbahn an der ersten Position und die zweite Leiterbahn an der zweiten Position Unterbrechungen aufweist. Die Unterbrechungen sind mit je einer Diode, die zueinander die gleiche Richtung auf­ weisen, überbrückt, wobei die Durchlaßrichtung der Dioden stets so gewählt ist, daß sie einen den Motor in die Richtung zur jeweils anderen Position bewegenden Strom durchlassen. Die beiden Schleifkontakte sind miteinander elektrisch leitend verbunden. Zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung ist der Gleichstrommotor mit den zwei Leiterbahnen und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet, daß die erste oder die zweite Leiterbahn mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist. Alternativ dazu ist die zweite oder die erste Leiterbahn mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motor­ seitigen Anschluß des Gleichstrommotors verbunden.

Bei dieser Ausgestaltung ist es besonders günstig, die Breite der Unterbrechungen so zu wählen, daß sie kleiner als die Länge des Nachlaufes des axial bewegten Teiles ist.

Weiterhin ist es bei dieser Ausführungsform günstig, den Schleifkontakt mit zwei Kontaktelementen zu versehen, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes einen Abstand zuein­ ander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungs­ richtung hinten liegende Kontaktelement die Leiterbahn im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt.

Eine günstige Variante der zweiten Ausgestaltung eines Linear­ antriebes weist ebenfalls eine Wechselschaltung zur Umschal­ tung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen auf. Eine erste Leiterbahn ist an einer ersten Position und einer zweiten Position mit den elektrischen Kontakt zwischen Schleifkontakt und Leiterbahn verhindernden Mittel versehen. Die zweite Leiterbahn ist im Bereich zwischen beiden Positio­ nen kontaktierbar.

Der die erste Leiterbahn kontaktierende Schleifkontakt ist mit zwei Kontaktelementen versehen, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegen­ de Kontaktelement die erste Leiterbahn im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt. Die Kontaktelemente sind über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden elektrisch mitein­ ander verbunden. Dabei ist der die zweite Leiterbahn kontak­ tierende Schleifkontakt mit der Verbindung zwischen beiden Dioden elektrisch leitend verbunden.

Zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung ist der Gleich­ strommotor mit den zwei Leiterbahnen und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet, daß die erste oder die zweite Leiterbahn mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist. Alternativ dazu ist die zweite oder die erste Leiterbahn mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere An­ schluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors verbunden.

In einer dritten Ausführung der Erfindung ist auch eine Wech­ selschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen. Weiterhin ist eine Lei­ terbahn vorgesehen, die an einer ersten Position und einer zweiten Position Unterbrechungen aufweist.

Der die Leiterbahn kontaktierende Schleifkontakt ist mit zwei Kontaktelementen versehen, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement die erste Leiterbahn im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt, und die über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden elektrisch miteinander verbunden sind.

Zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung ist der Gleich­ strommotor mit der Leiterbahn und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet, daß die Verbindung zwischen den beiden Dioden oder die Leiterbahn mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist. Alternativ dazu ist die Leiterbahn oder die Verbindung zwischen den beiden Dioden mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschal­ tung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommo­ tors verbunden.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Wechselschaltung die Erregerwicklung eines ersten Relais über einen ersten Tastschalter und die Erregerwicklung eines zweiten Relais über einen zweiten Tast­ schalter mit Erregerspannung beaufschlagbar ist. Dabei weisen das erste und zweite Relais je einen Relaisschalter auf, die als Wechselschalter ausgebildet sind, deren Wechslerkontakte jeweils mit dem Minus- und dem Pluspol einer Motorspannungs­ quelle verbunden sind. Dabei liegen die Relaisschalter im nicht erregten Zustand an den potentialgleichen Wechslerkon­ takten an.

Eine besonders günstige Variante der dritten Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verbindung zwischen den bei­ den Dioden mit einem motorseitigen Anschluß oder mit dem An­ schluß der Wechselschaltung über eine flexible Leitung er­ folgt.

In einer weiteren günstigen Variante der dritten Ausführungs­ form bestehen die Spindelmutter und die Spindel aus elektrisch leitfähigem Material. Die Verbindung zwischen den beiden Dio­ den ist elektrisch mit dem axial bewegten Teil verbunden und die Verbindung zwischen den beiden Dioden mit einem motorsei­ tigen Anschluß oder mit dem Anschluß der Wechselschaltung erfolgt über die Spindel selbst.

Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor daß die Schleifkontakte auf einem Kontaktträger befestigt sind.

Dabei ist es zweckmäßig, daß der Kontaktträger in der axialen Richtung der Spindel längs geführt wird.

In einer günstigen Variante ist es dabei vorgesehen, daß an der Spindelmutter eine Mitnehmernase befestigt ist, die in ein Langloch in dem Kontaktträger eingreift, welches so lang ist, daß zwischen der Mitnehmernase und dem Rand des Langloches ein Spiel verbleibt, welches der Länge des Nachlaufes und/oder des Gewindespieles der Spindel-Mutter-Kombination entspricht.

Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Leiterbahnen in zur Spindel radialer Richtung übereinander angeordnet sind.

Eine weitere Ausführung sieht vor, daß die Leiterbahnen in zur Spindel tangentialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.

In einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung bestehen die Leiterbahnen aus der Kaschierungsschicht eines kaschierten Leiterplattenmateriales, wobei die Trennung zwi­ schen den einzelnen Leiterbahnen durch Abätzungen oder durch mechanische Entfernungen erfolgt.

Eine letzte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Lei­ terbahnen als durch einen Bahnenträger elektrisch voneinander getrennte Drähte oder Profilmaterialien ausgebildet sind.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1a eine schematische Darstellung eines Teiles eines er­ findungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Strom­ kreis der Tastschalter angeordneten Leiterbahnen,

Fig. 1b ein Schaltbild von einem Stromkreis des Antriebs­ motors eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Stromkreis der Tastschalter angeordneten Leiterbahnen,

Fig. 1c ein Schaltbild von einem Stromkreis der Tastschalter eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Stromkreis der Tastschalter angeordneten Leiterbah­ nen,

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Teiles eines er­ findungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Strom­ kreis des Antriebsmotors angeordneten Leiterbahnen,

Fig. 2b ein Schaltbild von einem Stromkreis des Antriebs­ motors eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Stromkreis des Antriebsmotors angeordneten Leiterbahnen,

Fig. 2c ein Schaltbild von einem Stromkreis der Tastschalter eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit drei im Stromkreis des Antriebsmotors angeordneten Leiter­ bahnen,

Fig. 3 die schematische Darstellung der Zustände a) bis d) eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit zwei Lei­ terbahnen im Stromkreis des Antriebsmotors in einer Ausführung mit Dioden an den Leiterbahnen,

Fig. 4 die schematische Darstellung der Zustände a) bis d) eines erfindungsgemäßen Linearantriebes mit zwei Lei­ terbahnen im Stromkreis des Antriebsmotors in einer Ausführung mit Dioden in den Schleifkontakten und

Fig. 5 die schematische Darstellung der Zustände a) bis d) eines erfindungsgemäßen Linearantriebes einer Leiter­ bahnen im Stromkreis des Antriebsmotors mit Dioden in den Schleifkontakten.

In nicht näher dargestellter Art und Weise sind mit der auf der sich drehenden Spindel beweglichen Mutter des Linearan­ triebes Schleifkontakte verbunden, die sich mit der Mutter mitbewegen.

In allen Ausführungsbeispielen ist der Antriebsmotor als Gleichstrommotor ausgebildet.

In einem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig. 1a bis 1c dargestellt ist, sind drei Leiterbahnen 1 bis 3 vor­ gesehen. Dabei weist die erste Leiterbahn 1 eine Unterbrechung 4 an der ersten Position und die zweite Leiterbahn 2 eine Unterbrechung 5 an der zweiten Position auf. Dabei entspricht der Abstand der beiden Positionen der Bewegungslänge der Spin­ delmutter.

Die Leiterbahnen 1 bis 3 bestehen aus der Kaschierungsschicht eines kaschierten Leiterplattenmateriales, wobei die Trennung zwischen den einzelnen Leiterbahnen und die Herstellung der Unterbrechungen 4 und 5 durch Abätzen erfolgt.

An den Leiterbahnen 1 bis 3 liegen die von der Mutter bewegten Schleifkontakte 6 bis 8 an. Alle Schleifkontakte 6 bis 8 sind ihrerseits elektrisch leitend miteinander verbunden.

Zwischen die erste 1 und eine dritte Leiterbahn 3 ist eine Spannung zur Erzeugung der einen Drehrichtung des Gleichst­ rommotors 6 und zwischen der zweiten 2 und der dritten Leiter­ bahn 3 die Spannung zur Erzeugung der entgegengesetzten Dreh­ richtung des Gleichstrommotors 9 angelegt.

Dabei liegt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1a bis 1c nicht direkt die Motorspannung an den Leiterbahnen 1 bis 3 an. Vielmehr besteht die Spannung zur Erzeugung einer drehrichtungsbestimmenden Motorspannung aus einer Steuerspan­ nung für die Relais 10 und 11, deren Relaiskontakte 12 und 13 die erfindungsgemäße Wechselschaltung zur Drehrichtungssteue­ rung des Gleichstrommotors 9 gemäß Fig. 1b realisieren. Diese Relaiskontakte 12 und 13 schalten die Motorspannung für den Gleichstrommotor 9 direkt.

In der Wechselschaltung ist die Erregerwicklung eines ersten Relais 10 über einen ersten Tastschalter 14 und die Erreger­ wicklung eines zweiten Relais 11 über einen zweiten Tastschal­ ter 15 mit Erregerspannung beaufschlagbar. Dabei weisen das erste 10 und zweite Relais 11 je einen Relaisschalter 12 und 13 auf, die als Wechselschalter ausgebildet sind, deren Wechs­ lerkontakte jeweils mit dem Minus- und dem Pluspol einer Mo­ torspannungsquelle verbunden sind. Dabei liegen die Relaisschalter 12 und 13 im nichterregten Zustand an den po­ tentialgleichen Wechslerkontakten an.

Wird einer der Tastschalter 14 oder 15 betätigt, so zieht das entsprechende Relais 10 oder 11 an. Damit wird der Gleich­ strommotor mit Spannung beaufschlagt und bewegt nunmehr die Mutter und damit die Schleifkontakte 6 bis 8. Diese werden bei gedrücktem Tastschalter an einer Endlage der Mutter die Posi­ tion einer Unterbrechung 4 oder 5 erreichen. Damit wird der Stromfluß durch die Steuerwicklung des entsprechenden Relais 10 oder 11 unterbrochen und das Relais 10 oder 11 fällt ab. Damit ist auch die Spannung am Gleichstrommotor 9 abgeschaltet und er bleibt stehen. Der Tastschalter 14 oder 15, der eine Spannung an dem Gleichstrommotor 9 verursacht, die die ent­ gegengesetzte Drehrichtung bewirkt, kann nach Betätigung die Schleifkontakte 6 bis 8 wieder aus dieser Position herausbrin­ gen.

In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a bis 2c ist vor­ gesehen, daß ebenfalls eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist. Dabei ist der Gleichstrommotor 9 zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung mit den drei Leiterbahnen 1 bis 3 und den Schleifkontakten 6 bis 8 derart in Reihe ge­ schaltet, daß die erste Leiterbahn 1 mit einem Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden ist. Die zweite Leiterbahn 2 ist mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung, d. h. mit dem Relaisschalter 10, und der andere Anschluß der Wechselschal­ tung, d. h. der Relaisschalter 11 mit dem anderen Anschluß Gleichstrommotors 9 verbunden.

Die erste 1 und die zweite Leiterbahn 2 ist im Bereich zwi­ schen beiden Positionen mit zwei gegenpoligen Dioden 16 und 17 und die dritte Leiterbahn 3 mit dem Mittelpunkt zwischen bei­ den Dioden 16 und 17 verbunden.

In einem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eben­ falls eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen in der dargestellten Art und Weise vorgesehen.

Weiterhin sind zwei Leiterbahnen 1 und 2 angeordnet, wobei eine erste Leiterbahn 1 an der ersten Position eine Unterbre­ chung 4 und die zweite Leiterbahn 2 an der zweiten Position eine Unterbrechung 5 aufweist. Die Unterbrechungen 4 und 5 sind mit je einer Diode 18 und 19, die zueinander die gleiche Richtung aufweisen, überbrückt. Die Durchlaßrichtung der Dio­ den 18 und 19 ist so gewählt, daß sie einen den Gleichstrommo­ tor 9 in die Richtung zur jeweils anderen Position bewegenden Strom durchlassen.

Die beiden Schleifkontakte 6 und 8 sind miteinander elektrisch leitend verbunden. Zwischen den Anschlüssen der Wechselschal­ tung ist der Gleichstrommotor mit den zwei Leiterbahnen und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet, daß die zwei­ te Leiterbahn 2 mit einem Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden ist. Die erste Leiterbahn 1 ist mit dem einen An­ schluß der Wechselschaltung, und der andere Anschluß der Wech­ selschaltung mit dem anderen Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden.

Die Breite der Unterbrechungen 4 und 5 ist so gewählt, daß sie kleiner als die Länge des Nachlaufes des axial bewegten Teiles ist. Dadurch ist stets eine Kontaktierung zwischen den Schleifkontakten 6 und 8 mit den Leiterbahnen 1 und 2 gewähr­ leistet, wodurch Stellungen vermieden werden, aus denen der Linearantrieb nicht mehr herausfahren kann.

Ein viertes Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist ebenfalls eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motor­ spannung zwischen zwei Anschlüssen auf.

Eine erste Leiterbahn 1 ist an einer ersten Position und einer zweiten Position mit Unterbrechungen 4 und 5 versehen. Die zweite Leiterbahn 2 ist im Bereich zwischen beiden Positionen kontaktierbar.

Der die erste Leiterbahn 1 kontaktierende Schleifkontakt 6 ist mit zwei Kontaktelementen 6.1 und 6.2 versehen, die in Bewe­ gungsrichtung des Schleifkontaktes 6 einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement 6.1 oder 6.2 die erste Leiter­ bahn 1 im Bereich zwischen den beiden Unterbrechungen 4 und 5 berührt. Die Kontaktelemente 6.1 und 6.2 sind über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden 20 und 21 elektrisch miteinander verbunden. Dabei ist der die zweite Leiterbahn 2 kontaktierende Schleifkontakt 8 mit der Verbindung zwischen beiden Dioden 20 und 21 elektrisch leitend verbunden.

Zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung ist der Gleich­ strommotor 9 mit den zwei Leiterbahnen 1 und 2 und den Schleifkontakten 6 und 8 derart in Reihe geschaltet, daß die erste Leiterbahn 1 mit einem Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden ist. Die zweite Leiterbahn 2 ist mit dem einen An­ schluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wech­ selschaltung mit dem anderen Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden.

In einem fünften Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist nur eine Leiterbahn 1 vorgesehen, die an einer ersten Position und einer zweiten Position Unterbrechungen 4 und 5 aufweist.

Der die Leiterbahn 1 kontaktierende Schleifkontakt 6 ist mit zwei Kontaktelementen 6.1 und 6.2 versehen, die in Bewegungs­ richtung des Schleifkontaktes 6 einen Abstand zueinander auf­ weisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement 6.1 oder 6.2 die erste Leiter­ bahn 1 im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt, und die über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden 20 und 21 elektrisch miteinander verbunden sind.

Zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung ist der Gleich­ strommotor 9 mit der Leiterbahn 1 und den Schleifkontakten 6.1 und 6.2 derart in Reihe geschaltet, daß Leiterbahn 1 mit einem Anschluß des Gleichstrommotors 9 verbunden ist. Die Ver­ bindung zwischen den beiden Dioden 20 und 21 ist mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors verbunden.

Die Verbindung zwischen den beiden Dioden 20 und 21 und dem Gleichstrommotor 9 erfolgt über eine flexible Leitung 22.

Bezugszeichenliste

1 erste Leiterbahn
2 zweite Leiterbahn
3 dritte Leiterbahn
4 Unterbrechung
5 Unterbrechung
6 Schleifkontakt
6.1 Kontaktelement
6.2 Kontaktelement
7 Schleifkontakt
8 Schleifkontakt
9 Gleichstrommotor
10 erstes Relais
11 zweites Relais
12 Relaisschalter des ersten Relais
13 Relaisschalter des zweiten Relais
14 erster Tastschalter
15 zweiter Tastschalter
16 . . . 21 Diode
22 flexible Leitung

Claims (19)

1. Linearantrieb mit einer Spindel-Mutter-Kombination, beste­ hend aus einer Spindel und einer auf der Spindel schraub­ bar angeordneten Spindelmutter, und einem elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Rotationsrelativbewegung zwischen der Spindel und der Spindelmutter, dessen Dreh­ richtung elektrisch veränderbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - parallel zur Bewegungsbahn des axial längsbewegten Tei­ les der Spindel-Mutter-Kombination eine oder mehrere elek­ trisch leitfähige und über ihre Längserstreckung kontak­ tierbare Leiterbahnen (1-3) angeordnet sind,
• - die Leiterbahnen (1-3) schleifend kontaktierende Schleifkontakte (6-8) vorgesehen sind, die zumindest mit­ telbar mit dem axial längsbewegten Teil verbunden sind,
• - an der Leiterbahn oder einer der Leiterbahnen (1-3) an einer ersten Position und an der Leiterbahn oder einer der Leiterbahnen an einer zweiten Position den elektrischen Kontakt zwischen Schleifkontakt und Leiterbahn verhindern­ de Mittel (4; 5) vorgesehen sind, wobei der Abstand der beiden Positionen zur Bewegungslänge des axial bewegten Teiles proportional ist.

2. Linearantrieb mit einem Gehäuse, in dem eine Spindelmutter verdrehsicher und längsbeweglich gelagert ist, in deren Muttergewinde eine im Gehäuse drehbar gelagerte Spindel eingreift, die mit einem Gleichstrommotor über ein Getrie­ be antreibbar ist, wobei das Gehäuse eine in axialer Rich­ tung längserstreckende Ausbuchtung aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß

• - in der Ausbuchtung des Gehäuses parallel zur Spindel­ achse eine oder mehrere im wesentlichen über ihre Längser­ streckung kontaktierbare Leiterbahnen (1-3) angeordnet sind,
• - jeder Leiterbahn ein längs zur Leiterbahn beweglicher Schleifkontakt (6-8) zugeordnet ist, der an der jeweiligen Leiterbahnen (1-3) kontaktierend anliegt,
• - die Schleifkontakte (6-8) zumindest mittelbar mit der Spindelmutter verbunden und von dieser antreibbar sind,
• - die Leiterbahn oder eine der Leiterbahnen (1-3) an einer ersten Position und an einer zweiten Position in Bewe­ gungsrichtung der Schleifkontakte (6-8) endet oder enden, unterbrochen oder mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist oder sind, wobei der Abstand der bei­ den Positionen der Bewegungslänge der Spindelmutter ent­ spricht.

3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - mindestens drei Leiterbahnen (1-3) angeordnet sind,
• - an einer ersten Leiterbahn (1) an der ersten Position und an einer zweiten Leiterbahn (2) an der zweiten Posi­ tion die jeweilige Leiterbahn in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte endet, unterbrochen oder mit einer elek­ trisch isolierenden Schicht versehen ist,
• - zwischen die erste (1) und eine dritte Leiterbahn (3) eine Spannung zur Erzeugung der einen Drehrichtung des An­ triebsmotors (9) und zwischen der zweiten (2) und der dritten Leiterbahn (3) die Spannung zur Erzeugung der entgegengesetzten Drehrichtung des Antriebsmotors (9) anlegbar ist, und
• - alle Schleifkontakte (6-8) ihrerseits elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

4. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist,
• - zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung der Gleichstrommotor (9) mit den drei Leiterbahnen (1-3) und den Schleifkontakten (6-8) derart in Reihe geschaltet sind, daß die erste (1) oder die zweite Leiterbahn (2) mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist, alternativ dazu die zweite oder die erste Leiterbahn mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors (6) verbunden ist, und
• - die erste und die zweite Leiterbahn im Bereich zwischen beiden Positionen mit zwei gegenpoligen Dioden (16; 17) und die dritte Leiterbahn (3) mit dem Mittelpunkt zwischen beiden Dioden (16; 17) verbunden ist.

5. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist,
• - zwei Leiterbahnen (1; 2) vorgesehen sind, wobei eine erste Leiterbahn (1) an der ersten Position und die zweite Leiterbahn an der zweiten Position Unterbrechungen (4; 5) aufweist,
• - die Unterbrechungen (4; 5) mit je einer Diode (18; 19), die zueinander die gleiche Richtung aufweisen, überbrückt sind, wobei die Durchlaßrichtung der Dioden (18; 19) stets so gewählt ist, daß sie einen den Gleichstrommotor (9) in die Richtung zur jeweils anderen Position bewegenden Strom durchlassen,
• - beide Schleifkontakte (6; 8) miteinander elektrisch lei­ tend verbunden sind,
• - zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung der Gleichstrommotor (9) mit den zwei Leiterbahnen und den Schleifkontakten derart in Reihe geschaltet sind, daß die erste (1) oder die zweite Leiterbahn (2) mit einem motor­ seitigen Anschluß verbunden ist, alternativ dazu die zwei­ te (2) oder die erste Leiterbahn (1) mit dem einen An­ schluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors (9) verbunden ist.

6. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterbrechungen (4; 5) eine Breite aufweisen, die kleiner als die Länge des Nach­ laufes des axial bewegten Teiles ist.

7. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schleifkontakt (6) mit zwei Kontaktelementen (6.1; 6.2) versehen ist, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes (6) einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement (6.1 oder 6.2) die Leiterbahn (1) im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt.

8. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist,
• - zwei Leiterbahnen (1; 2) vorgesehen sind, wobei eine erste Leiterbahn (1) an einer ersten Position und einer zweiten Position die den elektrischen Kontakt zwischen Schleifkontakt und Leiterbahn verhindernden Mittel (4; 5) aufweist, und die zweite Leiterbahn (2) im Bereich zwi­ schen beiden Positionen kontaktierbar ist,
• - der die erste Leiterbahn (1) kontaktierende Schleifkon­ takt (6) mit zwei Kontaktelementen (6.1; 6.2) versehen ist, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement (6.1 oder 6.2) die erste Leiterbahn (1) im Bereich zwi­ schen den beiden Positionen berührt, und die über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden (20; 21) elektrisch miteinander verbunden sind,
• - der die zweite Leiterbahn (2) kontaktierende Schleifkon­ takt (8) mit der Verbindung zwischen beiden Dioden (20; 21) elektrisch leitend verbunden ist,
• - zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung der Gleichstrommotor (9) mit den zwei Leiterbahnen (1; 2) und den Schleifkontakten (6; 8) derart in Reihe geschaltet sind, daß die erste (1) oder die zweite Leiterbahn (2) mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist, alternativ dazu die zweite (2) oder die erste Leiterbahn (1) mit dem einen Anschluß der Wechselschaltung und der andere An­ schluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors (9) verbunden ist.

9. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Wechselschaltung zur Umschaltung der Polarität der Motorspannung zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist,
• - eine Leiterbahn (1) vorgesehen sind, wobei die an einer ersten Position und einer zweiten Position Unterbrechungen (4; 5) aufweist,
• - der die Leiterbahn kontaktierende Schleifkontakt (6) mit zwei Kontaktelementen (6.1; 6.2) versehen ist, die in Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes (6) einen Abstand zueinander aufweisen, der so groß ist, daß stets das in Bewegungsrichtung hinten liegende Kontaktelement (6.1 oder 6.2) die erste Leiterbahn (1) im Bereich zwischen den beiden Positionen berührt, und die über zwei in Reihe liegende gleichgerichtete Dioden (20; 21) elektrisch mit­ einander verbunden sind,
• - zwischen den Anschlüssen der Wechselschaltung der Gleichstrommotor (9) mit der Leiterbahn (1) und den Schleifkontakten (6.1; 6.2) derart in Reihe geschaltet sind, daß die Verbindung zwischen den beiden Dioden (20; 21) oder die Leiterbahn mit einem motorseitigen Anschluß verbunden ist, alternativ dazu die Leiterbahn oder die Verbindung zwischen den beiden Dioden mit dem einen An­ schluß der Wechselschaltung und der andere Anschluß der Wechselschaltung mit dem anderen motorseitigen Anschluß des Gleichstrommotors (9) verbunden ist.

10. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Wech­ selschaltung

• - die Erregerwicklung eines ersten Relais (10) über einen ersten Tastschalter (14) und die Erregerwicklung eines zweiten Relais (11) über einen zweiten Tastschalter (15) mit Erregerspannung beaufschlagbar ist,
• - das erste (10) und zweite Relais (11) je einen Relais­ schalter (12; 13) aufweisen, die als Wechselschalter aus­ gebildet sind, deren Wechslerkontakte jeweils mit dem Minus- und dem Pluspol einer Motorspannungsquelle verbunden sind, wobei die Relaisschalter (12; 13) im nichterregten Zustand an den potentialgleichen Wechslerkontakten anlie­ gen.

11. Linearantrieb nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Dioden (20; 21) mit einem motorseitigen Anschluß oder mit dem Anschluß der Wechselschaltung über eine fle­ xible Leitung (22) erfolgt.

12. Linearantrieb nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Spindelmutter und die Spin­ del aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, die Verbindung zwischen den beiden Dioden (20; 21) elektrisch mit dem axial bewegten Teil verbunden ist und die Verbin­ dung zwischen den beiden Dioden (20; 21) mit einem motor­ seitigen Anschluß oder mit dem Anschluß der Wechselschal­ tung über die Spindel selbst erfolgt.

13. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schleif­ kontakte (6-8) auf einem Kontaktträger befestigt sind.

14. Linearantrieb nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kontaktträger in der axialen Richtung der Spindel längs geführt wird.

15. Linearantrieb nach Anspruch 2 und 12 oder 13, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Spin­ delmutter ein Mitnehmernase befestigt ist, die in ein Langloch in dem Kontaktträger eingreift, welches so lang ist, daß zwischen der Mitnehmernase und dem Rand des Lang­ loches ein Spiel verbleibt, welches der Länge des Nachlau­ fes und/oder des Gewindespieles der Spindel-Mutter-Kom­ bination entspricht.

16. Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterbahnen (1-3) in zur Spindel radialer Richtung übereinander angeordnet sind.

17. Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterbahnen (1-3) in zur Spindel tangentialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.

18. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leiter­ bahnen (1-3) aus der Kaschierungsschicht eines kaschierten Leiterplattenmateriales bestehen, wobei die Trennung zwi­ schen den einzelnen Leiterbahnen durch Abätzungen oder durch mechanische Entfernungen erfolgt.

19. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17 da­ durch gekennzeichnet, daß die Leiter­ bahnen als durch einen Bahnenträger elektrisch voneinander getrennte Drähte oder Profilmaterialien ausgebildet sind.