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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Linearantriebe, die dazu geeignet sind,
eine lineare Hin- und Herbewegung eines Werkstücks entlang einem gewünschten
Pfad zu veranlassen. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine
verbesserte Struktur für
einen solchen Linearantrieb, der bezüglich der Größe relativ
kompakt ist, bezüglich
der Konstruktion billig ist und der dennoch zum Handhaben relativ
schwerer Lasten fähig
ist.
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Ein
Linearantrieb ist eine Vorrichtung, die dazu verwendet wird, eine
lineare Bewegung, typischerweise eine lineare Hin- und Herbewegung,
eines Werkstücks
entlang einem erwünschten
Pfad einer Bewegung zu verursachen. Ein typischer Linearantrieb
enthält
einen Elektromotor mit einer drehbaren Ausgangswelle. Die Ausgangswelle
des Elektromotors ist über
einen Getriebezug mit einem Mutter- und Verstellschraubenspindelmechanismus
verbunden. Eine Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors verursacht
eine entsprechende Drehung der Verstellschraubenspindel. Die Mutter
hat eine Öffnung,
die dort hindurch mit einem Innengewinde ausgebildet ist. Die Verstellschraubenspindel erstreckt sich
durch die Öffnung
und hat ein Außengewinde ausgebildet,
das mit dem an der Mutter ausgebildeten Innengewinde zusammenarbeitet.
Die Mutter ist an der Verstellschraubenspindel auf derartige Weise angebracht,
dass ein Drehen mit der Verstellschraubenspindel angehalten wird,
wenn sich die Verstellschraubenspindel dreht. Als Ergebnis verursacht eine
Drehung der Verstellschraubenspindel eine Linearbewegung der Mutter
axial entlang der Verstellschraubenspindel. Die Richtung einer solchen
axialen Bewegung der Mutter (und des damit verbundenen Werkstücks) hängt von
der Richtung einer Drehung der Verstellschraubenspindel ab. Beispiele
von Linearantrieben sind in
EP
662573 A1 ,
DE
4201206 A1 und
EP
386771 A1 offenbart.
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Linearantriebe
werden weithin bei einer Vielfalt von Anwendungen im Bereich von
geringen bis zu schweren Lasten verwendet. Um schwere Lasten unterzubringen,
sind bekannte Linearantriebsstrukturen aus relativ großen und
schweren Metallkomponenten ausgebildet worden. Folglich sind Linearantriebsstrukturen,
die gegenwärtig
im Einsatz sind, relativ schwer und teuer. Somit wäre es erwünscht, eine
verbesserte Linearantriebsstruktur zur Verfügung zu stellen, die relativ
leichtgewichtig und billig herzustellen ist, und die dennoch schwere
Lasten handhaben kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Linearantrieb zur Verfügung gestellt, wie er im unabhängigen Anspruch
1 definiert ist.
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Ein
bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist der Gegenstand des abhängigen Anspruchs
2.
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Der
erste Abschnitt des Gehäuses
ist ausgebildet, um alle Komponenten des Linearantriebs darin zu
tragen, während
der zweite Abschnitt des Gehäuses
zum Zurückhalten
solcher Komponenten im ersten Abschnitt des Gehäuses fungiert.
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Verschiedene
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem
Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
offensichtlich werden, wenn sie angesichts der beigefügten Zeichnungen gelesen
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht des Äußeren eines Linearantriebs
gemäß dieser
Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht des ersten Abschnitts des Gehäuses für den in 1 dargestellten Linearantrieb
von oben.
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3 ist
eine Draufsicht gleich der 2 von oben,
die eine an dem ersten Abschnitt des Gehäuses für den Linearantrieb gelagerte
Elektromotoranordnung zeigt.
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4 ist
eine Draufsicht gleich der 3 von oben,
die eine am ersten Abschnitt des Gehäuses für den Linearantrieb gelagerte
Spindelanordnung zeigt.
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5 ist
eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht
eines ersten Abschnitts der in 4 gezeigten
Spindelanordnung.
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6 ist
eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht
eines zweiten Abschnitts der in 4 gezeigten
Spindelanordnung.
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7 ist
ein schematisches Diagramm einer elektrischen Steuerschaltung gemäß dieser
Erfindung zum Betreiben des in den 3 und 4 dargestellten
Elektromotors.
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8 ist
ein schematisches Diagramm einer elektrischen Steuerschaltung nach
dem Stand der Technik zum Betreiben des in den 3 und 4 dargestellten
Elektromotors.
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9 ist
eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht
eines Abschnitts einer Spindelanordnung nach dem Stand der Technik.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Nimmt
man nun Bezug auf die Zeichnungen, ist dort in 1 ein
Linearantrieb gemäß dieser
Erfindung dargestellt, der allgemein mit 10 angezeigt ist. Der
Linearantrieb 10 enthält
ein hohles Gehäuse,
das die meisten der Komponenten davon schützend umgibt, um das Eintreten
von Schmutz, Wasser und anderen Kontaminierungen von der Umgebung
zu verhindern. Wie es nachfolgend in größerem Detail erklärt werden
wird, ist das Gehäuse
des Linearantriebs 10 aus einem ersten Abschnitt 11 und
einem zweiten Abschnitt 12 ausgebildet, die aneinander
befestigt sind, wie beispielsweise durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln
mit Gewinde 13, um eine hohle Umhüllung bzw. Verkleidung auszubilden.
Die zusammenpassenden Ränder
des ersten und des zweiten Abschnitts 11 und 12 des
Gehäuses
können derart
ausgebildet sein, dass sie eine herkömmliche Zungen- und Nut-Struktur
haben, und sind vorzugsweise abgedichtet, um das Eintreten von Schmutz, Wasser
und anderen Kontaminierungsstoffen innerhalb des Gehäuses zu
verhindern. Das Gehäuse
enthält
einen Körperabschnitt,
der allgemein mit 14 angezeigt ist, und einen länglichen
Rohrabschnitt, der allgemein mit 15 angezeigt ist. Wie
es nachfolgend detaillierter erklärt werden wird, sind die meisten
der inneren Komponenten des Linearantriebs 10 innerhalb
des Körperabschnitts 14 eingeschlossen.
Eine erste Montagestruktur 16 ist an dem Körperabschnitt 14 des
Linearantriebs gesichert bzw. befestigt. Die erste Montagestruktur 16 ist
im Stand der Technik herkömmlich
und hat eine Montagebohrung 16a dort hindurch ausgebildet,
die vorgesehen ist, um die Verbindung des Linearantriebs 10 mit
einer Trägerstruktur
zu ermöglichen
bzw. zu erleichtern. Jedoch kann irgendeine geeignete Montagekonfiguration
für diesen
Zweck verwendet werden. Das Ende des länglichen Rohrabschnitts 15 des
Gehäuses
ist durch eine Endkappe 17 abgeschlossen, von welcher die
Struktur nachfolgend detailliert beschrieben werden wird. Ein Ausdehnungsrohr 18 erstreckt
sich durch den länglichen
Rohrabschnitt 15 des Gehäuses und von dem Linearantrieb 10 durch
die Endkappe 17 nach außen. Eine Öffnung 18a ist durch
das Ende des Ausdehnungsrohrs 18 ausgebildet, um die Verbindung
des Linearantriebs 10 mit einem zu bewegenden Werkstück zu erleichtern.
Jedoch kann irgendeine geeignete Montagekonfiguration für diesen
Zweck vorgesehen sein. Die Endkappe 17 kann eine kreisringförmige Abdichtung
(nicht gezeigt) enthalten, um zu verhindern, dass Schmutz, Wasser
und andere Kontaminierungsstoffe in das Gehäuse für den Linearantrieb 10 durch
die Öffnung 18a eintreten.
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Vorzugsweise
sind der erste und der zweite Abschnitt 11 und 12 des
Gehäuses
anfangs so ausgebildet, dass der längliche Rohrabschnitt 15 eine vorbestimmte
Länge hat.
In Abhängigkeit
von der spezifischen Anwendung für
den Linearantrieb 10 kann es erwünscht sein, die Gesamtlänge des
länglichen
Rohrabschnitts 15 zu verkürzen. Um dies zu erreichen,
können
der erste und der zweite Abschnitt 11 und 12 zu
erwünschten
kürzeren
Längen
vor einem Zusammenbau der verschiedenen Komponenten des Linearantriebs 10 abgeschnitten
werden, wie es nachfolgend detailliert beschrieben wird. Nach einem
solchen Zusammenbau kann dann die Endkappe 17 an dem Ende
des länglichen
Rohrabschnitts 15 auf die Weise, die nachfolgend beschrieben
wird, befestigt werden, um das Gehäuse zu schließen.
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Nimmt
man nun Bezug auf 2, ist die Struktur des ersten
Abschnitts 11 des Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 detailliert dargestellt. Wie es darin
gezeigt ist, enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses ein erstes Paar von gegenüberliegenden
inneren Wände 21a und 21b,
die im Körperabschnitt 14 davon
ausgebildet sind. Das erste Paar von gegenüberliegenden inneren Wänden 21a und 21b definiert eine
erste Ausnehmung 21c dazwischen, deren Zweck nachfolgend
erklärt
werden wird. Gleichermaßen
enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses ein zweites Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 22a und 22b,
die im Körperabschnitt 14 davon ausgebildet
sind. Das zweite Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 22a und 22b definiert
eine zweite Ausnehmung 22c dazwischen, deren Zweck auch
nachfolgend erklärt
werden wird. Der erste Abschnitt 11 des Gehäuses enthält weiterhin
ein drittes Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 23a und 23b,
die im Körperabschnitt 14 davon
ausgebildet sind. Eine konkave gekrümmte Tragfläche 23c erstreckt
sich zwischen dem dritten Paar von gegenüberliegenden inneren Wänden 23a und 23b.
Zusätzlich
enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses eine innere Wand 24 mit
einer konkaven Tragfläche 24a darin
ausgebildet. Schließlich
enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses zusätzlich eine konkave ausgenommene
Tragfläche 25 darin
ausgebildet. Die Zwecke für
die Tragfläche 23c zwischen
dem dritten Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden,
die konkave Trag fläche 24a,
die in der inneren Wand 24 ausgebildet ist, und die konkave
ausgenommene Tragfläche 25 werden
nachfolgend erklärt
werden.
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Der
erste Abschnitt 11 des Gehäuses enthält auch ein viertes Paar von
gegenüberliegenden
inneren Wänden 26a und 26b,
die im länglichen
Rohrabschnitt 15 davon ausgebildet sind. Das vierte Paar von
gegenüberliegenden
inneren Wänden 26a und 26b definiert
eine vierte Ausnehmung 26c dazwischen, deren Zweck nachfolgend
erklärt
werden wird. Gleichermaßen
enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses weiterhin ein fünftes Paar
von gegenüberliegenden
inneren Wänden 27a und 27b,
die im länglichen
Rohrabschnitt 15 davon ausgebildet sind. Das fünfte Paar
von gegenüberliegenden
inneren Wänden 27a und 27b definiert
eine fünfte
Ausnehmung 27c dazwischen, deren Zweck auch nachfolgend
erklärt
werden wird.
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Nimmt
man nun Bezug auf 3, ist der erste Abschnitt 11 des
Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 in einem teilweise zusammengebauten Zustand mit
einer Elektromotoranordnung, die allgemein mit 30 angezeigt
ist, gezeigt. Die Elektromotoranordnung 30 ist allgemein
im Stand der Technik herkömmlich und
enthält
einen bidirektionalen Elektromotor 31 oder eine andere
Quelle einer Drehleistung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern 32,
die sich davon erstrecken. Die elektrischen Leiter 32 sind
vorgesehen, um den Elektromotor 31 durch eine Steuerschaltung
mit einer Quelle elektrischer Energie zu verbinden, wie es nachfolgend
detailliert diskutiert wird. Ein erster schwingungsabsorbierender
Isolator 33 ist an einem ersten Ende des Elektromotors 31 befestigt und
ist in der ersten Ausnehmung 21c aufgenommen und durch
diese gelagert bzw. getragen, die zwischen dem ersten Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 21a und 21b definiert
ist, die im ersten Abschnitt 11 des Gehäuses ausgebildet sind. Der erste
schwingungsabsorbierende Isolator 33 ist vorzugsweise aus
einem elastomeren Material, wie beispielsweise Gummi, ausgebildet.
Gleichermaßen
erstreckt sich ein zweiter schwingungsabsorbierender Isolator 34 um
den Körper
des Elektromotors 31 und ist in der zweiten Ausnehmung 22c ausgenommen und
durch diese gelagert, die zwischen dem zweiten Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 22a und 22b definiert
ist. Der zweite schwingungsabsorbierende Isolator 34 ist
vorzugsweise als O-Ring eines elastomeren Materials, wie beispielsweise
Gummi, ausgebildet.
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Zusätzlich erstreckt
sich ein dritter schwingungsabsorbierender Isolator 35 um
einen Abschnitt eines zweiten Endes des Elektromotors 31 und
ist durch die konkave gekrümmte
Tragfläche 23c aufgenommen
und durch diese gelagert, die sich zwischen dem dritten Paar von
gegenüberliegenden
inneren Wänden 23a und 23b erstreckt.
Der dritte schwingungsabsorbierende Isolator 35 ist auch
vorzugsweise als O-Ring aus elastomerem Material, wie beispielsweise
Gummi, ausgebildet. Der Elektromotor 31 enthält eine
Ausgangswelle 36, die in der konkaven Tragfläche 24a aufgenommen
und durch diese gelagert bzw. getragen ist, die in der inneren Wand 24 des
ersten Abschnitts 11 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 ausgebildet
ist. Ein Schneckenrad 37 ist an der Ausgangswelle 36 zur
Drehung damit angebracht. Der Zweck für das Schneckenrad 37 wird nachfolgend
erklärt
werden.
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Nimmt
man nun Bezug auf 4, ist der erste Abschnitt 11 des
Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 in einem weiteren teilweise zusammengebauten Zustand
mit einer Spindelanordnung, die allgemein mit 40 angezeigt
ist, gezeigt. Die Struktur eines ersten Abschnitts der Spindelanordnung 40 ist
in 5 detaillierter gezeigt. Wie es darin gezeigt
ist, enthält die
Spindelanordnung 40 eine längliche Spindel mit Gewinde 41 mit
einer Öffnung
mit Gewinde 41a bei einem Ende davon ausgebildet. Ebenso
ist eine transversale Öffnung 41b durch
die Spindel mit Gewinde 41 nahe dem einen Ende davon ausgebildet. Die
Spindelanordnung 40 enthält auch eine Nabe, die allgemein
mit 42 angezeigt ist. Die Nabe 42 ist allgemein
hohl und zylindrisch bezüglich
der Form und enthält
einen vergrößerten Flanschabschnitt 42a und einen
zentralen Körperabschnitt 42b,
der sich von dem Flanschabschnitt 42a erstreckt. Eine Öffnung 42c ist
durch die Nabe 42 von dem Flanschabschnitt 42a zu
dem zentralen Körperabschnitt 42b ausgebildet.
Das Ende der Spindel 41 erstreckt sich vollständig durch
die Öffnung 42c.
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Die
Nabe 42 ist mit der Spindel 41 zur Drehung damit
verbunden. Um dies zu erreichen, ist auch eine zweite Ausnehmung
(nicht gezeigt) in der ersten Fläche
des Flanschabschnitts 42a der Nabe 42 ausgebildet.
Die zweite Ausnehmung ist vorzugsweise halbzylindrisch bezüglich der
Form und erstreckt sich transversal relativ zu der sich in axialer Richtung
erstreckenden zylindrischen Ausnehmung. Um die Nabe 42 mit
der Spindel 41 für
eine gleichzeitige Drehung zu verbinden, wird anfänglich ein
Stift 41c durch die transversale Öffnung 41b, die durch die
Spindel 41 hindurch ausgebildet ist, eingefügt. Die
Länge des
Stifts 41c wird derart ausgebildet, dass sie etwas größer als
der Durchmesser der Spindel 41 ist. Als Ergebnis erstrecken
sich die Enden des Stifts 41c auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel 41 nach
außen.
Dann wird das Ende der Spindel 41 in die zylindrische Ausnehmung
eingefügt,
die in der Nabe 42 ausgebildet ist, so dass die vorstehenden
Enden des Stifts 41c innerhalb der halbzylindrischen Ausnehmung
aufgenommen werden, die in der ersten Fläche des Flanschabschnitts 42a der Nabe 42 ausgebildet
ist. Die Zusammenarbeit der Enden des Stifts 41c mit der
halbzylindrischen Ausnehmung stellt eine Drehantriebsverbindung
zwischen der Nabe 42 und der Spindel 41 zur Verfügung. Die
Kooperation der Enden des Stifts 41c mit der halbzylindrischen
Ausnehmung löst
auch axiale Stoßkräfte zwischen
der Nabe 42 und der Spindel 41 auf. Die Nabe 42 hat
wenigstens eine Ausnehmung 42d (und vorzugsweise eine Vielzahl
von Ausnehmungen 42d), die in einer zweiten Fläche des
Flanschabschnitts 42a ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 42d sind
vorzugsweise eine Halbkugel bezüglich der
Form und sind für
einen Zweck vorgesehen, der nachfolgend erklärt werden wird.
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Die
Spindelanordnung 40 enthält weiterhin ein Zahnrad 43 mit
einer relativ großen
zentralen Öffnung 43a dort
hindurch ausgebildet. Die zentrale Öffnung 43a ist vorzugsweise
derart bemaßt,
dass sie nur etwas größer als
der zentrale Körperabschnitt 42b der
Nabe 42 ist. Als Ergebnis kann das Zahnrad 43 auf
dem zentralen Körperabschnitt 42b der
Nabe 42 installiert und durch diesen drehbar gelagert werden.
Eine Vielzahl von relativ kleinen peripheren Öffnungen 43b ist auch
durch das Zahnrad 43 hindurch um die zentrale Öffnung 43a davon
ausgebildet. Die peripheren Öffnungen 43b entsprechen
bezüglich der
Größe vorzugsweise
den Ausnehmungen 42d in der zweiten Fläche des Flanschabschnitts 42a der Nabe 42 ausgebildet
sind, und sind mit diesen in axialer Richtung ausgerichtet. Ein
Kugellager 44 ist für jede
der peripheren Öffnungen 43b vorgesehen
und innerhalb von diesen angeordnet. Die Kugellager 44 sind
vorzugsweise derart bemaßt,
dass sie etwas kleiner als der innere Durchmesser der peripheren Öffnungen 43b sind,
um eine freie axiale Bewegung darin zuzulassen, während das
Ausmaß an
radialem Spiel dazwischen begrenzt ist. Eine Schraubenfeder 45 oder
ein anderer elastischer Mechanismus ist auch für jede der peripheren Öffnungen 43b vorgesehen
und in diesen angeordnet.
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Auf
eine Weise, die nachfolgend detailliert beschrieben wird, wird eine
erste Fläche
einer Halteplatte 46 gegen das Zahnrad 43 beibehalten,
um die Federn 45 und die Kugellager 44 innerhalb
der zugehörigen
peripheren Öffnungen 43b zu
halten, die durch das Zahnrad 43 hindurch ausgebildet sind.
Als Ergebnis zwingen die Federn 45 die Kugellager 44 in die
Ausnehmungen 42d, die in der zweiten Fläche des Flanschabschnitts 42a der
Nabe 42 ausgebildet sind. Die Kugellager 44 sind
so bemaßt,
dass erste Halbkugelabschnitte davon innerhalb der Ausnehmungen 42d aufgenommen
werden, während
zweite Halbkugelabschnitte davon innerhalb der peripheren Öffnungen 43b des
Zahnrads 43 bleiben. Diese Zusammenarbeit zwischen dem
Zahnrad 43, den Kugellagern 44 und den Ausnehmungen 42d,
die in der zweiten Fläche
des Flanschabschnitts 42a der Nabe 42 ausgebildet
sind, stellt eine Drehantriebsverbindung zwischen dem Zahnrad 43 und
der Nabe 42 (und daher der Spindel 41) zur Verfügung. Wenn
es erwünscht
ist, können
sich die peripheren Öffnungen 43b nur
teilweise innerhalb des Zahnrads 43 erstrecken, was entgegengesetzt
zu einem vollständigen erstrecken
dort hindurch ist, wie es dargestellt ist.
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Jedoch
ist das Ausmaß an
Drehmoment, das von dem Zahnrad 43 zu der Nabe 42 übertragen
werden kann, durch die Kraft begrenzt, die durch die Federn 45 erzeugt
ist, und bis zu einem gewissen Ausmaß durch die relativen Größen der
Kugellager 44 und der Ausnehmungen 42d. Wenn das
Ausmaß an Drehmoment,
für das
erwünscht
ist, dass es übertragen
wird, einen vorbestimmten maximalen Wert übersteigt, werden die Kugellager 44 aus
den Ausnehmungen 42d gegen das Zwingen der Federn 45 herausbewegt
werden, und zurück
innerhalb von den peripheren Öffnungen 43b des
Zahnrads 43. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden sechs
Kugellager 44 in einen Eingriff mit einer entsprechenden Anzahl
von Ausnehmungen 42d durch jeweilige Federn 45 gezwungen.
Jedoch wird es erkannt werden, dass diese Erfindung mit irgendeiner
erwünschten Anzahl
von solchen Anordnungen mit Kugellager 44 und Feder 45 ausgeführt werden
kann. In der Tat kann durch Einstellen der Anzahl von solchen Anordnungen
mit Kugellager 44 und Feder 45 der vorbestimmte
maximale Wert eines Drehmoments, das von dem Zahnrad 43 zu
der Nabe 42 übertragen
werden kann, eingestellt werden, wie es erwünscht ist. Zusätzlich können die
Größen der
Federn 45 variiert bzw. geändert werden, um den vorbestimmten
maximalen Wert eines Drehmoments einzustellen, wie es erwünscht ist.
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Die
Halteplatte 46 hat eine vergrößerte zentrale Öffnung 46a dort
hindurch ausgebildet. Die zentrale Öffnung 46a ist vorzugsweise
derart bemaßt, dass
sie etwas größer als
der zentrale Körperabschnitt 42b der
Nabe 42 ist. Als Ergebnis kann die Halteplatte auf den
zentralen Körperabschnitt 42b der
Nabe 42 installiert und durch diesen drehbar gelagert werden.
Vorzugsweise sind einer oder mehrere Vorsprünge (nicht gezeigt) an der
ersten Fläche der
Halteplatte 46 ausgebildet. Die Vorsprünge sind derart bemaßt, dass
sie sich teilweise innerhalb einer oder mehrerer der peripheren Öffnungen 43b erstrecken,
die durch das Zahnrad 43 ausgebildet sind. Als Ergebnis
wird die Halteplatte 46 mit dem Zahnrad 43 zur
Drehung damit relativ zu der Nabe 42 verbunden.
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Die
Spindelanordnung 40 enthält weiterhin ein kreisringförmiges Lager 47 mit
einer zentralen Öffnung 47a dort
hindurch ausgebildet. Das Lager 47 ist im Stand der Technik
herkömmlich
und enthält
einen inneren Laufring, der drehbar innerhalb eines äußeren Laufrings
gelagert ist. Die zentrale Öffnung 47a ist
durch den inneren Laufring des Lagers 47 ausgebildet und
ist derart bemaßt,
dass sie das Ende der Spindel 41 darin aufnimmt. Als Ergebnis
ist das Ende der Spindel 41 im inneren Laufring des Lagers 47 drehbar
gelagert. Das Lager 47 ist an dem Rest der Spindelanordnung 40 mittels
einer schrägen
Ausrichtungs-Unterlegscheibe 48 und eines Befestigungsmittels
mit Gewinde 49 befestigt. Das Befestigungsmittel mit Gewinde 49 erstreckt
sich durch die Ausrichtungs-Unterlegscheibe 48 in einen
Gewindeeingriff mit der Öffnung
mit Gewinde 41a, die im Ende der Spindel 41 ausgebildet
ist. Um die Spindelanordnung 40 zusammenzubauen, wird das
Befestigungsmittel mit Gewinde 49 angezogen, um dadurch
die Ausrichtungs-Unterlegscheibe 48, das Lager 47,
die Halteplatte 46 und das Zahnrad 43 in einen
Eingriff mit dem Flanschabschnitt 42a der Nabe 42 zu
ziehen.
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Die
Spindelanordnung 40 enthält weiterhin eine Ausdehnungsrohranordnung,
die in 4 allgemein mit 50 angezeigt ist. Wie
es darin gezeigt ist, enthält
die Ausdehnungsrohranordnung 50 eine Mutter 51 mit
einer zentralen Öffnung
mit Gewinde (nicht gezeigt) dort hindurch ausgebildet. Die zentrale Öffnung mit
Gewinde der Mutter 51 arbeitet mit der Außenfläche mit
Gewinde der Spindel 41 zusammen. Die Mutter 51 enthält weiterhin
einen Antidreharm 51a, der bemaßt und geformt ist, um innerhalb
der fünften
Ausnehmung 27c aufgenommen zu werden, die zwischen den
fünften
inneren Wänden 27a und 27b definiert
ist, die im ersten Abschnitt 11 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 ausgebildet
sind. Folglich wird die Mutter 51 von einer Drehung relativ zu
dem ersten Abschnitt 11 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 festgehalten.
Somit wird dann, wenn die Spindel 41 durch den Elektromotor 31 gedreht wird,
veranlasst, dass sich die Mutter 51 linear durch den länglichen
Rohrabschnitt 15 des Linearantriebs 10 bewegt.
Die Richtung einer solchen Linearbewegung hängt von der Richtung einer
Drehung des Zahnrads 43 ab.
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Ein
im Allgemeinen hohles zylindrisches Ausdehnungsrohr 18 ist
mit der Mutter 51 für
eine Linearbewegung damit verbunden. Wie es am besten in 6 gezeigt
ist, enthält
die Mutter 51 weiterhin eine allgemein zylindrische Montagenabe 51b,
die einen Außendurchmesser
definiert, der etwas größer als
der Innendurchmesser des Ausdehnungsrohrs 18 ist. Somit
kann das Ausdehnungsrohr 18 mittels Presspassung über der
Montagenabe 41b der Mutter 51 angebracht werden.
Eine Vielzahl von Flachstellen 51c (nur eine ist in 6 dargestellt)
ist an der Montagenabe 51b ausgebildet. Zusätzlich ist
eine allgemein kreisringförmige
Ausnehmung mit reduziertem Durchmesser 51d an der Montagenabe 51b ausgebildet.
Wenn das Ausdehnungsrohr 18 an der Montagenabe 51b der
Mutter 51 installiert wird, erstreckt sich der Endabschnitt
des Ausdehnungsrohrs 18 über sowohl die Flachstellen 51c als
auch die Ausnehmung 51d. Der Endabschnitt des Ausdehnungsrohrs 18,
der sich erstreckt, wird dann durch eine herkömmliche Crimpvorrichtung gecrimpt,
wie es in 4 gezeigt ist, so dass Abschnitte
des Ausdehnungsrohrs 18 radial nach innen in einen Eingriff mit
sowohl den Flachstellen 51c als auch der Ausnehmung 51d verformt
werden. Als Ergebnis wird das Ausdehnungsrohr 18 sicher
mit der Mutter 51 verbunden, um sowohl eine relative Drehbewegung (mittels
des Eingriffs mit den Flachstellen 51c) als auch eine relative
Axialbewegung (mittels des Eingriffs mit der Ausnehmung 51d)
zu verhindern.
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Wenn
die Spindelanordnung 40 auf diese Weise zusammengebaut
worden ist, kann die als eine Einheit in dem ersten Abschnitt 11 des
Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 angeordnet werden. Um dies zu erreichen,
wird das Lager 47 in der konkaven ausgenommenen Tragfläche 25 angeordnet,
die im ersten Abschnitt 11 des Gehäuses ausgebildet ist. Wenn
dies durchgeführt
ist, kämmt
das Zahnrad 43 mit dem Schneckenrad 37, das an
der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 31 vorgesehen
ist. Folglich wird dann, wenn der Elektromotor 31 betätigt wird, um
das Schneckenrad 37 zu drehen, das Zahnrad 43 auch
gedreht. Die Drehrichtung des Zahnelements 43 hängt von
der Drehrichtung des Schneckenrads 37 ab. Wie es oben diskutiert
ist, ist das Zahnrad 43 angeschlossen, um die Spindel 41 durch
die lastbegrenzende Kupplung drehbar anzutreiben, die durch die
Nabe 42, das Zahnrad 43, die Kugellager 44,
die Federn 45 und die Halteplatte 46 ausgebildet
ist. Wie es oben angegeben ist, ist die Mutter 51 auf die
Spindel 41 geschraubt, wird aber von einer Drehung mittels
der Zusammenarbeit des Antidreharms 51a mit der fünften Ausnehmung 27c abgehalten,
die zwischen den fünften
inneren Wänden 27a und 27b definiert
ist, die im erste Abschnitt 11 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 ausgebildet
sind. Folglich werden die Mutter 51 und das Ausdehnungsrohr 18 linear
bewegt, wenn die Spindel 41 gedreht wird.
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Wie
es oben angegeben ist, enthält
der erste Abschnitt 11 des Gehäuses ein viertes Paar von gegenüberliegenden
inneren Wänden 26a und 26b,
die im länglichen
Rohrabschnitt 15 davon ausgebildet sind und die eine vierte
Ausnehmung 26c dazwischen definieren. Ein gleiches Paar
von gegenüberliegenden
inneren Wänden
(nicht gezeigt) ist im länglichen
Rohrabschnitt 15 des zweiten Abschnitts 12 des
Gehäuses
ausgebildet. Dieses andere Paar von gegenüberliegenden inneren Wänden definiert
eine entsprechende Ausnehmung dazwischen, die vorzugsweise mit der
vierten Ausnehmung 26c ausgerichtet ist, wenn der zweite
Abschnitt 12 des Gehäuses
mit dem ersten Abschnitt 11 zusammengebaut ist, wie es
in 1 gezeigt ist. Diese zusammenarbeitenden Ausnehmungen 26c sind
vorgesehen, um eine oder mehrere Leiterplatten (nicht gezeigt) innerhalb
des Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 zu lagern. Um dies zu erreichen, sind
die Ränder
der Leiterplatten derart bemaßt,
dass sie innerhalb der zusammenarbeitenden Ausnehmungen 26c satt
anliegen, wenn der erste und der zweite Abschnitt 11 und 12 des
Gehäuses
zusammengebaut sind. Die Leiterplatten sind im Stand der Technik
herkömmlich
und können
beispielsweise Begrenzungsschalter zum Erzeugen elektrischer Signale
enthalten, wenn das längliche
Rohr 18 zu vorbestimmten maximalen ausgezogenen bzw. ausgedehnten
und zurückgezogenen
Positionen bewegt worden ist.
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Die
zusammenarbeitenden Ausnehmungen 26c sind auch vorgesehen,
um das Anbringen einer Endkappe 17 zu ermöglichen,
um das Ende des länglichen Rohrabschnitts 15 des
Gehäuses
für den
Linearantrieb 10 zu schließen, wie es in 1 gezeigt
ist. Die Endkappe 17 ist ein allgemein schalenförmiges Element
mit einer inneren Größe, die
dem Ende des länglichen
Rohrabschnitts 15 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 entspricht,
aber etwas kleiner als dieses ist. Somit kann die Endkappe 17 mittels
Presspassung über
dem Ende des länglichen
Rohrabschnitts 15 angebracht sein. Die Endkappe 17 hat
ein Paar von Öffnungen 17a (von
welchen eine in 1 dargestellt ist), die dort
hindurch ausgebildet sind. Die Öffnungen 17a sind
derart angeordnet, dass sie mit den Enden der zusammenarbeitenden
Ausnehmungen 26c axial ausgerichtet sind, die in dem ersten
und dem zweiten Abschnitt 11 und 12 des Gehäuses für den Linearantrieb 10 ausgebildet
sind. Befestigungsmittel mit Gewinden 17b erstrecken sich durch
die Öffnungen 17a und
in einem Gewindeeingriff mit dem gegenüberliegenden Paar von inneren Wänden 26a und 26b,
die im ersten und im zweiten Abschnitt 11 und 12 des
Gehäuses
ausgebildet sind, um die Endkappe 17 positiv auf dem länglichen
Rohrabschnitt 15 zurückzuhalten.
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Nimmt
man nun Bezug auf 7, ist dort ein schematisches
Diagramm einer elektrischen Steuerschaltung nach dem Stand der Technik
dargestellt, die allgemein mit 60 angezeigt ist, zum Steuern
des Betriebs des Elektromotors 31. Die Steuerschaltung 60 nach
dem Stand der Technik enthält
eine Quelle elektrischer Energie 61 mit einem Paar von
Leitungen 61a und 61b, die mit einem herkömmlichen
zweipoligen Umschalter verbunden sind, der allgemein mit 62 angezeigt
ist, mit einer Position außerhalb
der Mitte. Wie es in 7 gezeigt ist, können bewegbare Elemente 62a und 62b der
Schalteranordnung 62 bei jeweiligen ersten Positionen ausgerichtet
sein, wobei der positive Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61 mit
einer ersten Leitung 63 verbunden ist und der negative
Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61 mit einer
zweiten Leitung 64 verbunden ist. Zu Zwecken der Darstellung
wird angenommen werden, dass die bewegbaren Elemente 62a und 62b der Schalteranordnung 62 zu
diesen ersten Positionen zu bewegen sind, wann immer es erwünscht ist,
die Mutter 51 und das Ausdehnungsrohr 18 in Richtung zu
der Rückseite
des Linearantriebs 10 zurückzuziehen.
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Die
bewegbaren Elemente 62a und 62b der Schalteranordnung 62 können auch
zu jeweiligen zweiten Positionen bewegt werden, wobei der positive
Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61 mit der zweiten
Leitung 64 verbun den ist und der negative Anschluss der
Quelle elektrischer Energie 61 mit der ersten Leitung 63 verbunden
ist. Zu Zwecken einer Darstellung wird angenommen werden, dass die bewegbaren
Elemente 62a und 62b der Schalteranordnung 62 zu
diesen zweiten Positionen zu bewegen sind wann immer es erwünscht ist,
die Mutter 51 und das Ausdehnungsrohr 18 in Richtung
zu der Vorderseite des Linearantriebs 10 auszudehnen bzw. auszuziehen.
Ebenso wird es erkannt werden, dass die bewegbaren Elemente 62a und 62b der
Schalteranordnung 62 zu Zwischenpositionen bzw. mittleren Positionen
bewegt werden können,
wobei sowohl der positive als auch der negative Anschluss der Quelle elektrischer
Energie 61 von der ersten und der zweiten Leitung 63 und 64 getrennt
sind. Die bewegbaren Elemente 62a und 62b der
Schalteranordnung 62 sind zu diesen mittleren Positionen
zu bewegen, wann immer es erwünscht
ist, den Motor 31 von einem Bewegen der Mutter 51 und
dem Ausdehnungsrohr 18 in irgendeiner Richtung zu sperren.
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Die
erste Leitung 63 ist mit einem ersten Begrenzungsschalter
verbunden, der allgemein mit 65 angezeigt ist. Der erste
Begrenzungsschalter 65 ist ein einpoliger Umschalter, der
ein bewegbares Polelement 65a enthält, das selektiv mit entweder
einem ersten Kontakt 65b oder einem zweiten Kontakt 65c verbunden
werden kann. Der erste Kontakt 65b des ersten Begrenzungsschalters 65 ist
mit der ersten Leitung 63 von der Quelle elektrischer Energie 61 verbunden.
Eine Diode 65d ist über
den ersten Begrenzungsschalter 65 parallel geschaltet.
Die Anode der Diode 65d ist mit dem bewegbaren Polelement 65a des
ersten Begrenzungsschalters 65 verbunden, während die
Kathode der Diode 65d mit dem ersten Kontakt 65b davon
verbunden ist. Das bewegbare Polelement 65a des ersten
Begrenzungsschalters 65 ist mit einer ersten Leitung 31a des
Elektromotors 31 verbunden. Eine zweite Leitung 31b des
Elektromotors 31 ist mit einem zweiten Begrenzungsschalter verbunden,
der allgemein mit 66 angezeigt ist. Der zweite Begrenzungsschalter 66 ist
auch einpoliger Umschalter, der ein bewegbares Polelement 66a enthält, das
selektiv mit entweder einem ersten Kontakt 66b oder einem
zweiten Kontakt 66c verbunden werden kann. Der erste Kontakt 66b des
zweiten Begrenzungsschalters 66 ist mit der zweiten Leitung 64 verbunden.
Eine Diode 66d ist über
dem zweiten Begrenzungsschalter 66 parallel geschaltet.
Die Anode der Diode 66d ist mit dem bewegbaren Polelement 66a des
zweiten Begrenzungsschalters 66 verbunden, während die
Kathode der Diode 66d mit dem ersten Kontakt 66b davon
verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der erste
Begrenzungsschalter 65 geöffnet, wenn die Mutter 51 zu
einer vorbestimmten maximalen zurückgezogenen Position bewegt
wird, während
der zweite Begrenzungsschalter 66 geöffnet wird, wenn die Mutter 51 zu
einer maximalen ausgezogenen bzw. ausgedehnten Position bewegt wird.
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Unter
der Annahme, dass die Mutter 51 bei einer mittleren Position
angeordnet ist und dass es erwünscht
ist, die Mutter 51 in Richtung zu der Rückseite des Linearantriebs 10 zurückzuziehen,
werden die bewegbaren Elemente 62a und 62b der
Schalteranordnung 62 zu den ersten Positionen bewegt, die in 7 dargestellt
sind. Als Ergebnis fließt
elektrischer Strom in einer geschlossenen Betriebsschaltung von
dem positiven Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61 durch
die Leitung 61a, das bewegbare Element 62a, die
Leitung 63, das bewegbare Polelement 65a des ersten
Begrenzungsschalters 65, den Motor 31, das bewegbare
Polelement 66a des zweiten Begrenzungsschalters 66,
die Leitung 64, das bewegbare Element 62b und
den Leiter 61b zu dem negativen Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61.
Folglich wird der Motor 11 betätigt, um die Ausgangswelle 12 in
einer derartigen Richtung zu drehen, um die Mutter 51 linear
von rechts nach links zurückzuziehen,
wenn es in 4 angeschaut wird. Wenn die
Mutter 51 zu einer vorbestimmten maximalen zurückgezogenen
Position bewegt wird, wird das bewegbare Polelement 65a des
ersten Begrenzungsschalters 65 von dem ersten Kontakt 65b zu dem
zweiten Kontakt 65c bewegt. Als Ergebnis wird der geschlossene
Betriebskreis unterbrochen und läuft
der Motor 31 im Leerlauf zu einem Stopp. Die Diode 65d ist
vorgesehen, um zuzulassen, dass ein geschlossener Betriebskreis
gebildet wird, wenn es erwünscht
ist, die Mutter 51 herauszuziehen, nachdem das bewegbare
Polelement 65a des ersten Begrenzungsschalters 65 von
dem ersten Kontakt 65b zu dem zweiten Kontakt 65c bewegt
worden ist.
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Wenn
es andererseits erwünscht
ist, die Mutter 51 in Richtung zu der Vorderseite des Linearantriebs
herauszuziehen, werden die bewegbaren Elemente 62a und 62b der
Schalteranordnung zu den oben diskutierten zweiten Positionen bewegt.
Als Ergebnis fließt
elektrischer Strom in einem geschlossenen Betriebskreis vom positiven
Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61 durch die
Leitung 61a, das bewegbare Element 62a, die Leitung 64,
das bewegbare Polelement 66a des zweiten Begrenzungsschalters 66,
den Motor 31, das be wegbare Polelement 65a des
ersten Begrenzungsschalters 65, den Leiter 63,
das bewegbare Element 62b und den Leiter 61b zu
dem negativen Anschluss der Quelle elektrischer Energie 61.
Folglich wird der Motor 31 betätigt, um die Ausgangswelle 12 in
einer derartigen Richtung zu drehen, um die Mutter 51 linear
von links nach rechts herauszuziehen bzw. auszudehnen, wenn es in 4 angeschaut
wird. Wenn die Mutter 51 zu einer vorbestimmten maximalen
herausgezogenen Position bewegt wird, wird das bewegbare Polelement 66a des
zweiten Begrenzungsschalters 66 von dem ersten Kontakt 66b zu
dem zweiten Kontaktpol 66c bewegt. Als Ergebnis wird der
geschlossene Betriebskreis unterbrochen und läuft der Motor 31 wieder
im Leerlauf zu einem Stopp. Die Diode 66d ist vorgesehen,
um zuzulassen, dass ein geschlossener Betriebskreis gebildet wird,
wenn es erwünscht
ist, die Mutter 51 zurückzuziehen,
nachdem das bewegbare Polelement 66a des zweiten Begrenzungsschalters 66 von
dem ersten Kontakt 66b zu dem zweiten Kontakt 66c bewegt
worden ist.
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Wie
es oben angegeben ist, wird dann, wenn die Mutter 51 eine
der maximalen zurückgezogenen und
ausgezogenen bzw. ausgedehnten Positionen erreicht, der geschlossene
Betriebskreis unterbrochen. Als Ergebnis läuft der Motor 31 im
Leerlauf zu einem Stopp. Das Ausmaß an zusätzlicher Bewegung der Mutter 51,
nachdem der geschlossene Betriebskreis unterbrochen worden ist,
ist relativ gering. Jedoch wäre
es, um die physikalische Größe des Linearantriebs 10 zu
minimieren, erwünscht,
dass der Elektromotor 31 eine weitere Drehung sobald wie möglich beendet,
nachdem die Mutter 51 eine der maximalen zurückgezogenen
und ausgedehnten Positionen erreicht. 8 ist ein
schematisches Diagramm einer verbesserten elektrischen Steuerschaltung,
die allgemein mit 70 angezeigt ist, zum Steuern des Betriebs
des Elektromotors 31, die eine dynamische Bremsschaltung
enthält,
um dies zu erreichen. Die Steuerschaltung 70 dieser Erfindung
ist in großem
Ausmaß identisch
zu der Steuerschaltung 60 nach dem Stand der Technik, die
oben beschrieben ist, und gleiche Bezugszeichen werden zum Anzeigen
entsprechender Komponenten verwendet. Die Steuerschaltung 70 enthält weiterhin
ein Paar von Dioden 71 und 72, die zwischen dem
ersten und dem zweiten Begrenzungsschalter 65 und 66 angeschlossen
sind. Die Anode der Diode 71 ist mit dem zweiten Kontakt 65c des
ersten Schalters 65 verbunden, während die Kathode der Diode 71 mit
dem bewegbaren Polelement 66a des zweiten Schalters 66 verbunden
ist. Gegensätzlich
dazu ist die Anode der Diode 72 mit dem zweiten Kontakt 66c des
zwei ten Schalters 66 verbunden, während die Kathode der Diode 72 mit
dem bewegbaren Polelement 65a des ersten Schalters 65 verbunden
ist.
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Die
Dioden 71 und 72 lassen zu, dass ein dynamisches
Bremsen erfolgt, wenn die Mutter 51 zu einer der maximalen
zurückgezogenen
und ausgestreckten Positionen bewegt worden ist, um dadurch zu veranlassen,
dass der Elektromotor 31 ein Bewegen schneller stoppt.
Spezifisch wird dann, wenn die Mutter 51 zu der vorbestimmten
maximalen ausgestreckten Position bewegt worden ist, das bewegbare Polelement 66a des
zweiten Begrenzungsschalters 66 von dem ersten Kontakt 66b zu
dem zweiten Kontakt 66c bewegt. Als Ergebnis wird der oben
beschriebene geschlossene Betriebskreis unterbrochen und wird der
Motor 31, der von der Quelle elektrischer Energie 61 getrennt
worden ist, in einem Leerlauf zu einem Anhalten mittels seiner Rotations-Trägheit laufen.
Gleichzeitig wird die zweite Leitung 31b des Elektromotors 31 durch
die Diode 72 mit der ersten Leitung 31a davon
verbunden. Es ist bekannt, dass, während der Motor 31 im
Leerlauf zu einem Anhalten läuft,
er als Generator funktioniert, und daher eine elektrische Spannung
erzeugt. Weil die zweite Leitung 31b des Elektromotors 31 über die Diode 72 mit
der ersten Leitung 31a verbunden ist, wird ein Pfad niedriger
Impedanz zur Verfügung
gestellt, um diese Energie schnell vom Motor 31 zu dissipieren,
um dadurch das Ausmaß eines
Laufens im Leerlauf des Motors 31 zu erniedrigen. Die Diode 72 ist
in diesem Pfad niedriger Impedanz vorgesehen, um zu verhindern,
dass elektrischer Strom dort hindurch in der entgegengesetzten Richtung
fließt, wenn
der Motor 31 in der Rückwärtsrichtung
betrieben wird. Ein gleiches Ergebnis tritt auf, wenn die Mutter 51 zu
der vorbestimmten maximalen zurückgezogenen
Position mittels der Diode 71 bewegt worden ist.
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Nimmt
man nun Bezug auf 9, ist dort eine perspektivische
Explosionsansicht eines Abschnitts einer Spindelanordnung nach dem
Stand der Technik dargestellt, die allgemein mit 80 angezeigt ist.
Wie es darin gezeigt ist, enthält
die Spindelanordnung 80 nach dem Stand der Technik eine
längliche Spindel
mit Gewinde 81 mit einer transversalen Öffnung 81a dort hindurch
ausgebildet. Die Spindelanordnung 80 nach dem Stand der
Technik enthält
auch eine allgemein hohle zylindrische Nabe, die allgemein mit 82 angezeigt
ist, mit einer zentralen Öffnung 82a dort
hindurch ausgebildet, die derart bemaßt ist, dass sie ein Ende der
Spindel 81 darin aufnimmt. Die Nabe 82 hat ein
Paar von transversa len Öffnungen 82b (nur
eine ist dargestellt) dort hindurch ausgebildet, die mit der durch
das Ende der Spindel 81 ausgebildeten transversalen Öffnung 81a ausgerichtet sein
können.
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Die
Nabe 82 ist mit der Spindel 81 zur Drehung damit
durch Anordnen des Endes der Spindel 81 innerhalb der zentralen Öffnung 82a,
die durch die Nabe 82 ausgebildet ist, und durch Einfügen eines Stifts 81b durch
die transversale Öffnung 81a,
die durch die Spindel 81 ausgebildet ist, und die ausgerichteten
transversalen Öffnungen 82b der
Nabe 82 verbunden. Die Länge des Stifts 81b ist
derart ausgewählt,
dass sie etwas größer als
der Durchmesser der Spindel 81 ist. Als Ergebnis erstrecken
sich die Enden des Stifts 41c auf entgegengesetzten Seiten der
Spindel 81 und der Nabe 82, wenn sie zusammengebaut
sind, nach außen.
Die Nabe 82 hat auch ein Paar von gegenüberliegenden Flachstellen 82c (nur
eine ist dargestellt) darauf ausgebildet, und zwar für einen
Zweck, der nachfolgend beschrieben werden wird. Ebenso ist eine
kreisringförmige
Nut 82d an der Nabe 82 für einen Zweck ausgebildet,
der nachfolgend beschrieben werden wird.
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Ein
Zahnrad 83 ist ausgebildet mit einem vergrößerten zentralen
Nabenabschnitt mit einer kreisförmigen
zentralen Öffnung 83a dort
hindurch ausgebildet und einem Paar von gegenüberliegenden Flachstellen 83d darauf
ausgebildet. Die zentrale Öffnung 83a des
Zahnrads 83 ist bemaßt,
um die Nabe 82 dort hindurch für eine relative Drehung aufzunehmen.
Wenn es erwünscht
ist, kann eine Unterlegscheibe 84 zwischen der Nabe 82 und
dem Zahnrad 83 vorgesehen sein. Eine erste Kupplungsplatte 85 ist
benachbart zu dem Zahnrad 83 angeordnet. Die erste Kupplungsplatte 85 hat
eine Vielzahl von Ausnehmungen 85a darin ausgebildet und
eine zentrale Öffnung
dort hindurch ausgebildet. Die Ausnehmungen 85a sind allgemein
eine Halbkugel bezüglich
der Form und sind für
einen Zweck vorgesehen, der nachfolgend erklärt werden wird. Die zentrale Öffnung ist
mit einem Paar von gegenüberliegenden Flachstellen 85b ausgebildet,
die bemaßt
sind, um mit den an dem Zahnrad 83 ausgebildeten Flachstellen 83c zusammen
zu arbeiten. Somit ist die erste Kupplungsplatte 85 mit
dem Zahnrad 83 zur Drehung damit verbunden.
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Eine
zweite Kupplungsplatte 86 ist benachbart zu der erste Kupplungsplatte 85 angeordnet.
Die zweite Kupplungsplatte 86 hat eine Vielzahl von peripheren Öffnungen 86a dort
hindurch ausgebildet und eine zentrale Öffnung dort hindurch ausgebildet.
Die peripheren Öffnungen 86a sind
mit den Halbkugel-Ausnehmungen 85b,
die in der ersten Kupplungsplatte 85 ausgebildet sind,
ausgerichtet und sind für
einen Zweck vorgesehen, der nachfolgend erklärt werden wird. Die zentrale Öffnung ist
mit einem Paar von gegenüberliegenden
Flachstellen 86b ausgebildet, die bemaßt sind, um mit den an der Nabe 82 ausgebildeten
Flachstellen 82c zusammenzuarbeiten. Somit ist die zweite
Kupplungsplatte 86 auch mit der Nabe 82 (und daher
der Spindel 81) für eine
Drehung damit verbunden. Ein Kugellager 87 ist für jede der
peripheren Öffnungen 86a vorgesehen und
innerhalb dieser angeordnet. Die Kugellager 87 sind bemaßt, um etwas
kleiner als die Innendurchmesser der peripheren Öffnungen 86a zu sein,
um eine freie axiale Bewegung darin zuzulassen, während das
Ausmaß an
radialem Spiel dazwischen begrenzt wird. Die Kugellager 87 sind
weiterhin derart bemaßt,
dass sie bezüglich
des Durchmessers größer als
die Dicke der zweiten Kupplungsplatte 86 sind, und zwar
für einen
Zweck, der nachfolgend erklärt
werden wird.
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Eine
flache Halte-Unterlegscheibe 88 ist benachbart zu der zweiten
Kupplungsplatte 86 angeordnet. Die Halte-Unterlegscheibe 88 ist
vorgesehen, um die Kugellager 87 innerhalb der peripheren Öffnungen 87a zurückzuhalten,
die durch die zweite Kupplungsplatte 87 hindurch ausgebildet
sind. Eine Vielzahl von Belleville-Federn 90, 91 und 92 ist
benachbart zu der Halte-Unterlegscheibe 88 auf eine umgekehrte
Ende-zu-Ende-Weise angeordnet. Die Halte-Unterlegscheibe 88 und die
Belleville-Federn 90, 91 und 92 haben
jeweils zentrale Öffnungen
dort hindurch ausgebildet, die derart bemaßt sind, dass sie das Ende
der Nabe 82 darin aufnehmen. Eine Beilagscheibe 93 ist
benachbart zu den Belleville-Federn bzw. Tellerfedern 90, 91 und 92 angeordnet.
Die Beilagscheibe 93 hat eine zentrale Öffnung dort hindurch ausgebildet,
mit einem Paar von Flachstellen 93a darauf ausgebildet.
Die Flachstellen 93a sind derart bemaßt, dass sie mit den auf der
Nabe 82 ausgebildeten Flachstellen 82c zusammenarbeiten.
Somit ist die Beilagscheibe 93 mit der Nabe 82 zur
Drehung damit verbunden. Schließlich
ist ein Haltering 94 benachbart zu der Beilagscheibe 93 angeordnet. Der
Haltering 94 ist derart bemaßt, dass er innerhalb der kreisringförmigen Nut 82d aufgenommen
wird, die an der Nabe 82 ausgebildet ist, um alle der oben beschriebenen
Komponenten an der Nabe 82 zurückzuhalten.
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Die
Belleville-Federn 90, 91 und 92 zwingen die
flache Unterlegscheibe 88 gegen die zweite Kupplungsplatte 86.
Als Ergebnis werden die Kugellager 87 in die Ausnehmungen 85a gezwungen,
die in der Fläche
der ersten Kupplungsplatte 85 ausgebildet sind. Die Kugellager 87 sind
so bemaßt,
dass erste Halbkugelabschnitte davon innerhalb solcher Ausnehmungen 85a aufgenommen
sind, während
zweite Halbkugelabschnitte davon innerhalb der peripheren Öffnungen 86a der
zweiten Kupplungsplatte 86 bleiben. Somit sind die erste
und die zweite Kupplungsplatte 85 und 86 normalerweise
für eine
gemeinsame Drehung miteinander verbunden. Als Ergebnis verursacht
eine Drehung des Zahnrads 83 eine entsprechende Drehung
der ersten und der zweiten Kupplungsplatte 85 uns 86,
der Nabe 82 und der Spindel 81. Jedoch ist das
Ausmaß an
Drehmoment, das von dem Zahnrad 83 zu der Nabe 82 übertragen
werden kann, durch die Dicke der Beilagscheibe 93 begrenzt, die
das Ausmaß an
Kraft steuert, die durch die Belleville-Federn 90, 91 und 92 gegenüber der
Unterlegscheibe 88 erzeugt wird, und daher den Kugellagern 87 und
den Ausnehmungen 85a.
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Gemäß den Bestimmungen
des Patentgesetzes sind das Prinzip und die Art eines Betriebs dieser
Erfindung gemäß ihrem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
erklärt
und dargestellt worden.