DE69816747T2

DE69816747T2 - Betätigungsglied

Info

Publication number: DE69816747T2
Application number: DE69816747T
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Tsukuba-gun NAGAI; Masaki Tsukuba-gun Miyahara
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-10-10
Also published as: EP0911543A2; KR100319820B1; JP3899617B2; JPH11122866A; US20010039846A1; EP0911543A3; EP0911543B1; CN1219795A; DE69816747D1; CN1116730C; KR19990037095A; TW432774B; US6327924B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stellglied zum Umwandeln einer Drehbewegung einer Förderspindel in eine geradlinige Bewegung durch Verwendung einer Fördermutter, um einem Verschiebungselement zu erlauben, eine geradlinige Bewegung auszuführen.
Beschreibung der bekannten Technik:
Ein Stellglied, welches auf der Anwendung einer Förderspindel basiert, wurde bisher als Antriebsquelle für den Transport eines Werkstückes oder dgl. verwendet. Wie in 8 gezeigt, weist ein solches Stellglied 10 bspw. eine Kugelumlaufspindel 16 auf, die mit ihrem einen Ende an eine Rotationswelle 14 eines Motors 12 angeschlossen ist. Das andere Ende der Kugelumlaufspindel 14 ist drehbar in einem Wellenhalteelement 18 gehalten. Eine Fördermutter 20 greift in die Kugelumlaufspindel 16 ein. Die Fördermutter 20 wird durch ein Verschiebungselement 22 umgeben. Das Verschiebungselement 22 ist mit einem Befestigungsabschnitt 24 ausgebildet, welcher von einem oberen Abschnitt des Verschiebungselementes 22 vorsteht und sich entlang seiner Verschiebungsrichtung erstreckt. Der Befestigungsabschnitt 24 steht nach oben gerichtet durch einen Schlitz 28 vor, welcher an einem oberen Abschnitt eines Rahmens 26 des Stellglieds 10 ausgebildet ist.
Wenn der Motor 12 angetrieben wird, wird die Drehbewegung der Kugelumlaufspindel 16 mit Hilfe der Fördermutter 20 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt. Die geradlinige Bewegung wird auf das Verschiebungselement 22 übertragen. Daher macht das Verschiebungselement 22 eine Verschiebung entlang der longitudinalen Richtung des Stellgliedes 10.
Falls das herkömmliche Stellglied 10, wie zuvor beschrieben, jedoch eine axiale Abweichung zwischen dem Rahmen 26 und der Kugelumlaufspindel 16 aufweist, wird der Gleitwiderstand an der inneren Wand des Rahmens 26 erhöht, wenn das Verschiebungselement 22 verschoben wird, und die Verschiebungsbewegung des Verschiebungselementes 22 wird behindert, wenn das Verschiebungselement 22 in dem Rahmen 26 verschoben wird.
Aus diesem Grund ist es bei dem Einbau der Kugelumlaufspindel 16 in den Rahmen 26 notwendig, dass beide Enden der Kugelumlaufspindel 16 einer zentrierenden Justage im Hinblick auf die Drehwelle 14 und das Wellenhalteelement 18 unterzogen werden, und es ist ebenso notwendig, dass die Kugelumlaufspindel 16 einer zentrierenden Justage im Hinblick auf die Fördermutter 20 unterzogen wird. Daher besteht ein Problem darin, dass der Zusammenbau kompliziert ist.
Wenn sich ferner ein mittlerer Abschnitt der Kugelumlaufspindel 16 durchbiegt, bspw. wenn das Stellglied 10 eine längliche Größe hat oder wenn ein Gewicht eines Werkstückes oder dgl. auf das Verschiebungselement 22 angewendet wird, wird der Gleitwiderstand zwischen dem Verschiebungselement 22 und dem Rahmen 26 in der selben Weise wie zuvor beschrieben erhöht, und das Verschiebungselement 22 hört hin und wieder auf, eine Verschiebung durchzuführen. Aus diesem Grund war es unmöglich, ein Stellglied 10 mit einer recht langen Größe vorzusehen, und es war auch notwendig, das Gewicht der Werkstücke zu begrenzen.
Die US-A-5 170 675, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, offenbart eine lineare Bewegungstischvorrichtung mit einer Förderspindel, die so ausgebildet ist, dass sie durch eine Drehantriebsquelle rotiert, und einer Fördermutter, die mit der Förderspindel in Eingriff steht und so ausgebildet ist, dass sie die Rotationsbewegung der Förderspindel in eine geradlinige Bewegung umwandelt. Es ist ein Rahmen mit einem im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum vorgesehen, um die Förderspindel und die Fördermutter aufzunehmen. Ein Verschiebungselement mit einem daran befestigten Tisch ist so ausgebildet, dass es sich entlang des im Wesentlichen zylindrischen Hohlraums in dem Rahmen bewegt. Das Verschiebungselement weist einen die Mutter aufnehmenden Raum auf, in den die Fördermutter eingefügt ist. Die Fördermutter hat einen eine Drehung stoppenden Vorsprung, welcher eine eckige Form aufweist. Der Vorsprung ist in eine eckige Nut eingepasst, welche Teil des die Mutter aufnehmenden Raumes ist. Die Fördermutter ist nicht fest an dem Verschiebungselement befestigt. Sie ist lose mit winzigen Spalten in den aufnehmenden Raum eingepasst. Größere horizontal-axiale Abweichungen der Förderspindel können aufgrund der sehr begrenzten Größe der Spalte nicht absorbiert werden. Darüber hinaus wird eine vertikal-axiale Abweichung überhaupt nicht absorbiert.
Das in der US-A-4 232 562 vorgeschlagene Linearstellglied weist eine hin- und herlaufende Förderspindel auf, welche mit einer Fördermutter in Eingriff steht und direkt an den Rotor eines elektrischen Motors angekoppelt ist. Die Fördermutter ist über eine sogenannte Oldham's-Kupplung an den Rotor angeschlossen. Diese Kupplung erlaubt kleinere relative Verschiebungen in radialer und axialer Richtung. Die Kupplung selbst bleibt dabei stationär.
Die Fördermutter verschiebt sich, bezogen auf den Rotor axial und radial. Daher erhöht eine axiale Abweichung oder ein Durchbiegen der Förderspindel die Last auf den Rotor nicht. Die Enden der hin- und herlaufenden Förder spindel sind in Pumpenzylindern aufgenommen, um Fluid unter hohem Druck zu pumpen. Mit anderen Worten ist dieses Stellglied ein Fluid-pumpendes Stellglied. Demgemäß weist es kein Verschiebungselement auf und ist nicht in der Lage, ein Werkstück oder dgl. zu transportieren.
Das Dokument PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 044 (M-455), 21.2.1986 beschreibt ein Linearstellglied, das eine an einen elektrischen Motor angeschlossene Schraubenwelle und einen Gleiter aufweist, welcher an einer mit der Schraubenwelle in Eingriff stehenden Mutter angebracht ist.
Die Veröffentlichung PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 103 (M-1221), 13.3.1992 steht in Verbindung mit einer Oldham's-Kupplung. Sie beschreibt im Wesentlichen die Komponenten dieser Kupplung und beschäftigt sich nicht mit Linearstellgliedern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stellglied vorzusehen, bei dem keine Gefahr besteht, dass die Verschiebungsbewegung eines Verschiebungselementes behindert wird, auch wenn das Stellglied einer axialen Abweichung zwischen der Förderschraube und einem Rahmen unterliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Stellglied mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der nachfolgenden Beschreibung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand eines Anschauungsbeispiels dargestellt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Darstellung eines Stellgliedes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen longitudinalen Querschnitt mit einer Darstellung des in 1 dargestellten Stellgliedes;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Darstellung eines für das in 1 dargestellte Stellglied verwendeten Verschiebungsmechanismus;
4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht mit einer Darstellung des in 3 dargestellten Verschiebungsmechanismus;
5 zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie V-V mit einer Darstellung des in 1 dargestellten Stellgliedes;
6 zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie VI-VI mit einer Darstellung des in 1 dargestellten Stellgliedes;
7 zeigt einen longitudinalen Querschnitt mit einer Darstellung eines Stellgliedes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 zeigt einen longitudinalen Querschnitt mit einer Darstellung eines die herkömmliche Technik betreffenden Stellgliedes.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, bezogen auf bevorzugte Ausführungsformen, im Detail beschrieben.
Mit Bezug zu 1 und 2 stellt das Bezugszeichen 30 ein Stellglied gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Stellglied 30 weist im Wesentlichen einen Rahmen 32, der so ausgebildet ist, dass er ein längliches Format aufweist, einen an einem Ende des Rahmens 32 vorgesehenen Motor 34, eine drehbar in dem Rahmen 32 gehaltene Kugelumlaufspindel 36 und einen Verschiebungsmechanismus 38 auf, welcher gleitbar mit dem inneren Umfang des Rahmens 32 in Verbindung steht, um mit Hilfe der Kugelumlaufspindel 36 eine Verschiebung zu erreichen.
Eine Vielzahl von sich erstreckenden Befestigungsnuten 40a bis 40d sind entlang der longitudinalen Richtung auf Seitenoberflächen des Rahmens 32 ausgebildet, die verwendet werden, um das Stellglied 30 mit Hilfe nicht dargestellter Befestigungsmittel, wie bspw. Bolzen, an anderen Elementen zu befestigen. Sensornuten 42a und 42b, an denen nicht dargestellte Positionssensoren befestigt werden, sind zwischen den sich erstreckenden Befestigungsnuten 40a, 40b, 40c, 40d ausgebildet, um sich entlang der longitudinalen Richtung zu erstrecken.
Ein Ende eines Abstandsstückes 44 ist an einem Ende des Rahmens 32 befestigt. Der Motor 34 ist an dem anderen Ende des Abstandsstückes 44 befestigt. Die Kugelumlaufspindel 36 ist über eine Kupplung 48 an eine Drehwelle 46 des Motors 34 angeschlossen. Beide Enden der Kugelumlaufspindel 36 sind drehbar über Lager 52a bis 52c durch Wellenhalteelemente 50a, 50b gehalten, welche an beiden Seiten im Inneren des Rahmens 32 eingebaut sind.
Die Kugelumlaufspindel 36 ist in den Verschiebungsmechanismus 38 eingeführt (vgl. 3). Wie in 4 dargestellt, ist eine erste Gleitführung 54 an einem Ende des Verschiebungsmechanismus 38 vorgesehen. Die erste Gleitführung 54 hat eine innere Wandung, die von der Kugelumlaufspindel 36 um einen festgelegten Abstand beabstandet ist. Ein diametral erweiterter Abschnitt 56 ist an einem Ende der ersten Gleitführung 54 ausgebildet. Der diametral erweiterte Abschnitt 56 ist auf der Innenwand des Rahmens 32 gleitbar. Ein ringförmiger Permanentmagnet 57 ist in den diametral erweiterten Abschnitt 56 eingebaut. In dieser Ausführungsform detektiert ein (nicht dargestellter) Sensor, der in einer festgelegten Position der Sensornuten 42a, 42b des Rahmens 32 angebracht ist, die magnetische Kraft des Permanentmagneten 57, der zusammen mit dem Verschiebungsmechanismus 38 verschoben wird. So kann bspw. der Betrag der Verschiebung des Verschiebungselementes 38 detektiert werden.
Eine Fördermutter 60, welche so geformt ist, dass sie eine im Wesentlichen zylindrische Konfiguration hat, stößt gegen ein Ende der ersten Gleitführung 54. Die Fördermutter 60 steht mit der Kugelumlaufspindel 36 mit Hilfe von Kugelelementen 62 in Eingriff. Ein Ende eines Mutterhalters 64, welcher einen Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus 58 bildet, ist an einem Ende der Fördermutter 60 befestigt. Der Mutterhalter 64 hat eine Innenwand, die von der Kugelumlaufspindel 36 um einen festgelegten Abstand beabstandet ist. Wie in
4 gezeigt, ist eine erste Führungsnut 66, welche sich in einer senkrecht zu der Kugelumlaufspindel 36 verlaufenden Richtung (durch den Pfeil C angedeutete Richtung) erstreckt, an dem anderen Ende des Mutterhalters 64 ausgebildet. Ein Eingriffselement 68, welches so geformt ist, dass es eine im Wesentlichen ringförmige Konfiguration zur Bildung des Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus 58 aufweist, hat einen ersten Führungsabschnitt 70, der gleitend mit der ersten Führungsnut 66 in Eingriff steht. Ein erster Führungsmechanismus 72 wird durch die erste Führungsnut 66 und den ersten Führungsabschnitt 70 gebildet. Eine Innenwand ist zum Ausbilden einer Öffnung 73 des Eingriffselementes 68 von der Kugelumlaufspindel 36 um einen festgelegten Abstand beabstandet.
Ein zweiter Führungsabschnitt 74 ist auf einer dem ersten Führungsabschnitt 70 gegenüberliegenden Oberfläche des Eingriffselementes 68 vorstehend ausgebildet, wobei sich der zweite Führungsabschnitt 74 jeweils in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Kugelumlaufspindel 36 (durch den Pfeil B angedeutete Richtung) und der Verschiebungsrichtung des ersten Führungsabschnittes 70 erstreckt. Der Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus 58 weist eine zweite Gleitführung 76 auf. Eine zweite Führungsnut 78, die auf der zweiten Gleitführung 76 ausgebildet ist, steht gleitend mit dem zweiten Führungsabschnitt 74 in Eingriff. Ein zweiter Führungsmechanismus 80 wird durch den zweiten Führungsabschnitt 74 und die zweite Führungsnut 78 gebildet. Die zweite Gleitführung 76 ist um einen festgelegten Abstand von der Kugelumlaufspindel 36 beabstandet. Ein diametral erweiterter Abschnitt 82 ist an einem Ende der zweiten Gleitführung 76 ausgebildet. Der diametral erweiterte Abschnitt 82 ist auf der Innenwand des Rahmens 32 gleitbar.
Die erste Gleitführung 54 und die zweite Gleitführung 76 sind in beide Enden eines im Wesentlichen zylindrischen Verschiebungselementes 84 eingeschraubt. Die Fördermutter 60, der Mutterhalter 64 und das Eingriffselement 68 sind in das Verschiebungselement 84 eingefügt. Ein Vorsprung 86, welcher sich entlang der longitudinalen Richtung des Stellgliedes 30 erstreckt, ist derart ausgebildet, dass er an einem oberen Abschnitt des Verschiebungselementes 84 vorsteht. Der Vorsprung 86 ist in einen an einem oberen Abschnitt des Rahmens 32 definierten Schlitz 88 eingeführt. Führungselemente 90a, 90b, von denen jedes so geformt ist, dass es eine im Wesentlichen eckige, U-förmige Konfiguration aufweist, sind an beiden Enden des Vorsprungs 86 befestigt. Die Führungselemente 90a, 90b sind auf den Schlitz 88 bildenden Wänden gleitbar. Ein nicht dargestellter Tisch oder dgl. kann auf dem Vorsprung 86 befestigt werden.
Das Stellglied 30 gemäß der ersten Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird dessen Funktionsweise erläutert.
Wenn der Motor 34 angetrieben wird, um die Drehwelle 46 zu drehen, wird die Kugelumlaufspindel 36 über die Kupplung 48 gedreht. Die Drehbewegung wird über die Kugelelemente 62 auf die Fördermutter 60 übertragen. Während dieses Vorgangs wird der Verschiebungsmechanismus 38 von einer Drehung abgehalten, weil die Führungselemente 90a, 90b des Vorsprungs 86 mit den Wänden des Schlitzes 88 in Eingriff stehen. Demgemäß wird die Drehbewegung durch die Fördermutter 60 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt. Daher wird der Verschiebungsmechanismus 38 in Richtung des Pfeils A verschoben.
Als nächstes wird eine Erläuterung für den Fall gegeben, in dem die Kugelumlaufspindel 36 einer axialen Verschiebung in Bezug auf den Rahmen 32 unterworfen ist, wie in den 5 und 6 dargestellt.
Wenn die Kugelumlaufspindel 36 eine axiale Verschiebung um einen Betrag b in Richtung des Pfeils B in Bezug auf den Rahmen 32 aufweist, wie in 5 dargestellt, wird der zweite Führungsabschnitt 74 des Eingriffselementes 68 um den Betrag b mit Bezug auf die zweite Führungsnut 78 der zweiten Gleitführung 76 verschoben, welche den zweiten Führungsmechanismus 80 bildet. Wenn die Kugelumlaufspindel 36 eine axiale Verschiebung um einen Betrag c in Richtung des Pfeils C in Bezug auf den Rahmen 32 aufweist, wie in 6 dargestellt, wird der erste Führungsabschnitt 70 des Eingriffselementes 68 um den Betrag c mit Bezug auf die erste Führungsnut 66 des Mutterhalters 64 verschoben, welcher den ersten Führungsmechanismus 72 bildet. Auf der anderen Seite werden die erste Gleitführung 54 und die zweite Gleitführung 76 nicht in Richtung der Pfeile B, C in Bezug auf den Rahmen 32 verschoben. Daher wird der Mutterhalter 64 in der Tiefenrichtung in den 5 und 6 verschoben, wenn die Kugelumlaufspindel 36 in einem Zustand mit einer axialen Verschiebung in Bezug auf den Rahmen 32 gedreht wird. Dabei gibt es jedoch keine Erhöhung des Gleitwiderstandes zwischen den diametral erweiterten Abschnitten 56, 82 der ersten Gleitführung 54 und der zweiten Gleitführung 76 und der Innenwand des Rahmens 32. Daher besteht keine Gefahr einer Behinderung der Verschiebungsbewegung des Verschiebungsmechanismus 38 (siehe 2).
Demgemäß ist es ausreichend, dass die beiden Enden der Kugelumlaufspindel 36 einer zentrierenden Justage in Bezug auf die Wellenhalteelemente 50a, 50b unterzogen werden, wenn das Stellglied 30 zusammengebaut wird. Es ist nicht notwendig, eine Maßnahme zur Durchführung einer genauen Zentrierungsjustage für die Kugelumlaufspindel 36 und die Fördermutter 60 in Bezug auf den Rahmen 32 vorzusehen. Daher werden der Zusammenbau des Stellglieds 30 vereinfacht und die Betriebseffizienz verbessert.
Der Verschiebemechanismus 38 ist in der Lage, eine geeignete Verschiebung auch dann zu erreichen, wenn das Stellglied 30 ein längliches Format mit einer lang ausgeformten Kugelumlaufspindel 36 aufweist und die Kugelumlaufspindel 36 aufgrund ihres eigenen Gewichts durchgebogen ist oder sogar wenn die Kugelumlaufspindel 36 aufgrund eines auf den Verschiebemechanismus 38 ausgeübten Gewichtes eines Werkstücks oder dgl. durchgebogen ist. Daher ist es möglich, ein Stellglied 30 mit einem langen Verschiebungsbereich zu erhalten. Es ist möglich, das Gewicht eines Werkstückes zu vergrößern, welches durch das Stellglied 30 transportiert werden kann.
Als nächstes wird mit Bezug auf 7 ein Stellglied 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. Dieselben Komponenten oder Teile wie die zuvor in der ersten Ausführungsform beschriebenen werden mit den selben Bezugszeichen versehen, wobei deren detaillierte Erläuterung unterbleibt.
Ein Gehäuse 104 ist an einem Ende eines Rahmens 102 des Stellglieds 100 befestigt. Das Gehäuse 104 ist mit einem Motor 106 versehen, der parallel zu dem Rahmen 102 angeordnet ist. Eine Rolle 110 ist auf einer Drehwelle 108 des Motors 106 vorgesehen. Auf der anderen Seite ist eine Rolle 112 auf einem Ende einer Kugelumlaufspindel 111 vorgesehen, welche drehbar durch ein Wellenhalteelement 103 des Rahmens 102 gehalten wird. Ein Gurt 113 ist um die Rollen 110, 112 gelegt.
Die Fördermutter 60 steht über die Kugelelemente 62 mit der Kugelumlaufspindel 111 in der selben Weise in Eingriff, wie in dem Stellglied 30 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Mutterhalter 64 ist an der Fördermutter 60 befestigt. Wie in 4 dargestellt, steht der erste Führungsabschnitt 70 des Eingriffselementes 68 mit der ersten Führungsnut 66 des Mutterhalters 64 gleitend in Eingriff. Der zweite Führungsabschnitt 74 des Eingriffselementes 68 steht mit der auf einer Gleitführung 114 geformten Führungsnut 78 gleitend in Eingriff.
Ein zylindrisches Verschiebungselement 116, welches die Fördermutter 60, den Mutterhalter 64 und das Eingriffselement 68 umgibt, ist an einem Ende der Gleitführung 114 vorgesehen. Ein Ende eines zylindrischen Elementes 118 ist an dem anderen Ende der Gleitführung 114 befestigt. Das andere Ende des zylindrischen Elementes 118 steht durch das Ende des Rahmens 102 vor und ist durch ein Halteelement 120 gleitbar an dem Rahmen 102 gehalten. Das Ende der Kugelumlaufspindel 111 ist durch ein Wellenhalteelement 122 drehbar in dem zylindrischen Element 118 gehalten. Das zylindrische Element 118 ist durch ein Deckelelement 124 geschlossen. Auf diese Weise wird das Stellglied 100 vor Staub oder dgl. bewahrt, der andernfalls von der Außenseite des Stellgliedes 100 in das Innere des Rahmens 102 eintreten könnte. Das Stellglied 100 ist daher völlig frei von der Gefahr des Anhaltens von Staub oder dgl. an der Kugelumlaufspindel 111.
Das Stellglied 100 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen wie zuvor beschrieben konstruiert. Als nächstes wird dessen Funktionsweise erläutert.
Wenn der Motor 106 angetrieben wird, wird die Rolle 110 durch die Drehwelle 108 gedreht. Die Drehbewegung wird mit Hilfe des Gurtes 113 und der Rolle 112 auf die Kugelumlaufspindel 111 übertragen. Die Drehbewegung der Kugelumlaufspindel 111 wird durch die Fördermutter 60 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt, und die Gleitführung 114 wird in Richtung des Pfeils D verschoben. Demgemäß wird das zylindrische Element 118 in Richtungen verschoben, um eine Vor- und Rückwärtsbewegung in Bezug auf den Rahmen 102 auszuführen.
Wenn die Kugelumlaufspindel 112 eine axiale Abweichung in Bezug auf den Rahmen 102 erfährt, wird die folgende Aktion in der gleichen Weise wie bei dem Stellglied 30 gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt. D. h., der zweite Führungsabschnitt 74 macht eine gleitende Bewegung in Bezug auf die zweite Führungsnut 78, und so wird das Eingriffselement 68 in Bezug auf das Gleitelement 114 verschoben. Ferner macht der erste Gleitabschnitt 70 in der ersten Führungsnut 66 eine gleitende Bewegung, und so wird der Mutterhalter 64 in Bezug auf das Eingriffselement 68 verschoben (siehe 4). Demgemäß wird der Gleitwiderstand zwischen der Gleitführung 114 und der Innenwand des Rahmens 102 nicht erhöht, auch wenn die Kugelumlaufspindel 111 in einem Zustand axialer Verschiebung in Bezug auf den Rahmen 102 gedreht wird. Daher besteht keine Gefahr, die Verschiebungsbewegung des zylindrischen Elementes 118 zu behindern (siehe 7).
Daher ist es ausreichend, dass beide Enden der Kugelumlaufspindel 111 einer zentrierenden Justage in Bezug auf das Halteelement 120, das Wellenhalteelement 122 und das Wellenhalteelement 103 unterzogen werden, wenn das Stellglied 100 zusammengebaut wird. Es ist nicht notwendig, eine Maßnahme zur Durchführung einer genauen Zentrierungsjustage für die Kugelumlaufspindel 111 und die Fördermutter 60 in Bezug auf den Rahmen 102 vorzusehen. Daher werden der Zusammenbau des Stellgliedes 100 vereinfacht und die Betriebseffizienz verbessert.
Das zylindrische Element 118 ist in der Lage, eine geeignete Verschiebung auch dann durchzuführen, wenn die Kugelumlaufspindel 111 aufgrund ihres eigenen Gewichtes durchgebogen wird oder wenn die Kugelumlaufspindel 111 aufgrund eines auf das zylindrische Element 118 ausgeübten Gewichtes durchgebogen wird. Demgemäß ist es möglich, ein Stellglied 100 mit einem langen Verschiebungsbereich zu erhalten. Es ist möglich, das Gewicht des Werkstückes zu erhöhen.
Wie zuvor beschrieben, wurden die Kugelumlaufspindeln 36, 111 in den Stellgliedern 30, 100 gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform als Förderspindeln verwendet. Es ist jedoch ebenso möglich, eine Gleitschraube zu verwenden.
Ein flexibles Element, bspw. aus Gummi, kann anstelle des Eingriffselementes 68 verwendet werden, um den Mutterhalter 64 an die zweite Gleitführung 76 oder die Gleitführung 114 anzuschließen, so dass der Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus 58 gebildet wird.

Claims

Stellglied (30; 100) mit einer Förderspindel (36; 111), die so ausgestaltet ist, dass sie durch eine Drehantriebsquelle (34; 106) gedreht wird; eine Fördermutter (60), die mit der Förderspindel (36; 111) in Eingriff steht und so ausgestaltet ist, dass sie die Drehbewegung der Förderspindel (36; 111) in eine geradlinige Bewegung umwandelt; einem Rahmen (32; 102) mit einem im Wesentlichen zylindrischen hohlen Raum, der die Förderspindel (36; 111) und die Fördermutter darin aufnimmt; einem Verschiebungselement (84; 116), das so ausgestaltet ist, dass es sich entlang des im Wesentlichen zylindrischen hohlen Raumes in dem Rahmen (32; 102) entsprechend einer Verschiebungswirkung der Fördermutter (60) bewegt; und einem Eingriffselement (68), das so ausgestaltet ist, dass es die Fördermutter (60) und das Verschiebungselement (84; 116) verbindet, gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen zylindrische Gleitführung (54, 76; 114), die in dem im Wesentlichen zylindrischen hohlen Raum in dem Rahmen (32, 102) aufgenommen und mit dem Verschiebungselement (84; 116) verbunden ist, wobei die im Wesentlichen zylindrische Gleitführung (54, 76; 114) eine Seitenwand aufweist, weiche entsprechend der Verschiebungswirkung der För dermutter (60) gleitend in Kontakt mit einer Innenwand steht, die den im Wesentlichen zylindrischen hohlen Raum in dem Rahmen (32; 102) festlegt, einem Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus (58), der mit dem Verschiebungselement (84; 116) und der Fördermutter (60) in Eingriff steht, so dass sich die Fördermutter (60) in einer Richtung senkrecht zu einer Verschiebungsrichtung des Verschiebungselementes (84; 116) verschieben kann, wobei der Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus (58) das Eingriffselement (68) umfasst, wobei das Eingriffselement (68) erste und zweite Führungsmechanismen (72, 80) aufweist, die jeweils ein Loch haben, durch welches die Förderspindel (36; 111) hindurchtritt, und eine Längsachse, und die jeweils linear in einer Richtung senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Verschiebungselementes (84; 116) verschiebbar sind, wobei, wenn die Förderspindel (86; 111) relativ zu dem im Wesentlichen zylindrischen hohlen Raum in dem Rahmen (32; 102) axial abweicht, die Fördermutter (60) durch den Axialexzentrizitäts-Absorptionsmechanismus (58) verschoben wird und der Gleitwiderstand zwischen der im Wesentlichen zylindrischen Gleitführung (54, 76; 114) und der Innenwand des im Wesentlichen hohlen Raumes in dem Rahmen (32; 102) nicht zunimmt.
Stellglied (30; 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsmechanismus (72) an einem Verbindungsbereich zwischen der Fördermutter (60) und dem Eingriffselement (68) vorgesehen ist, und dass der zweite Führungsmechanismus (80) in einer Richtung, die sich von der Verschiebungsrichtung des ersten Führungsmechanismus (72) unterscheidet, linear verschiebbar und an einem Verbindungsbereich zwischen dem Eingriffselement (68) und dem Verschiebungselement (84; 116) vorgesehen ist.
Stellglied (30; 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Führungsmechanismus (72) als auch der zweite Führungsmechanismus (80) einen Führungsabschnitt (70, 74) aufweist, der mit einer linearen Gestalt ausgebildet ist, und eine Führungsnut (66, 78), die gleitend in Eingriff mit dem Führungsabschnitt (70, 74) steht.
Stellglied (30; 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Führungsmechanismus (80) in einer Richtung senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des ersten Führungsmechanismus (72) linear verschieben kann.
Stellglied (30; 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (68) eine Öffnung (73) aufweist, in welche die Förderspindel (36; 111) eingesetzt ist, und dass eine Wand zur Bildung der Öffnung (73) um einen festgelegten Abstand von der Förderspindel (36; 111) beabstandet ist.
Stellglied (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebungselement (84) einen Vorsprung (86) aufweist, der durch einen Schlitz (88), welcher durch den Rahmen (32) ausgebildet ist, nach außen vorsteht, und dass die Verschiebungsbewegung des Verschiebungselementes (84) über den Vorsprung zu der Außenseite des Rahmens (32) übertragen wird.
Stellglied (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylindrisches Element (118), das so in dem Rahmen (102) angeordnet ist, dass es die Förderspindel (111) umgibt, ein Ende aufweist, welches an dem Verschiebungselement (116) befestigt ist, und dass das zylindrische Element (118) in Richtungen verschiebbar ist, so dass es Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen relativ zu dem Rahmen (102) durchführt.
Stellglied (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebsquelle (34) koaxial zu der Förderspindel (36) angeordnet ist, und dass die Drehbewegung der Drehantriebsquelle (34) über eine Kupplung (48) auf die Förderspindel (36) übertragen wird.
Stellglied (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebsquelle (106) parallel zu der Förderspindel (111) angeordnet ist, und dass die Drehantriebskraft der Drehantriebsquelle (106) über ein Drehantriebskraftübertragungsmittel (110, 112, 113) auf die Förderspindel (111) übertragen wird.