DE8328518U1

DE8328518U1 - ELECTROMECHANICAL LINEAR MOTOR

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Publication number: DE8328518U1
Application number: DE19838328518
Authority: DE
Original assignee: Manfred Holzer Kugelgewindespindeln 7600 Offenburg De GmbH
Current assignee: Manfred Holzer Kugelgewindespindeln 7600 Offenburg De GmbH
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1984-02-16

Description

Electromechanical linear drive.

Die Neuerung betrifft einen elektromechanischen Linearantrieb mit einer Gewindespindel, einer damit in Eingriff stehenden, Kugelumlaufmutter und einem, mit der Kugelumlaufmutter gekoppelten, Rotor eines elektrischen Antriebsmotors, der von der Gewindespindel koaxial durchdrungen ist.The innovation relates to an electromechanical linear drive with a threaded spindle and a recirculating ball nut that is in engagement therewith and a rotor of one coupled to the ball screw nut electric drive motor, which is penetrated coaxially by the threaded spindle.

Bei einem derartigen Linearantrieb, bei dem die Gewindespindel stationär angeordnet und die mit der Gewindespindel in Eingriff stehende Kugelumlauf mutter koaxial mit dem Rotor des Antriebsmotors gekoppelt drehbar gelagert ist, ist es erforderlich, daß einerseits die räumlichen Abmessungen des Antriebs, insbesondere des Außendurchmessers des Rotors des Antriebsmotors in einer nojh zweckmäßigen wirtschaftlichen Größe liegt, und daß andererseits durch die koaxiale Anordnung des Rotors zur Kugelumlaufmutter, die Kugelumlaufmutter durch mechanisch-dynamische und/oder thermisch-dynamische Einflüsse wirken können, nicht beeinträchtigt wird. In such a linear drive, in which the threaded spindle is arranged in a stationary manner and the recirculating ball nut which is in engagement with the threaded spindle is rotatable coaxially coupled to the rotor of the drive motor is stored, it is necessary that on the one hand the spatial dimensions of the drive, in particular the outer diameter of the rotor of the drive motor in a nojh practical economic size lies, and that on the other hand by the coaxial arrangement of the rotor to the recirculating ball nut, the recirculating ball nut by mechanical-dynamic and / or thermal-dynamic influences can act, is not impaired.

Bei einigen bekannt gewordenen derartigen Linearantrieben wird der jeweils als sogenannter Holläufer ausgebildete Rotor des Antrieuamotors in einem Falle auf die Kugelumlaufmutter aufgeschrumpft und in einem anderen Falle wird die Kugelumlaufmutter, die am Umfang mit Nuten versehen ist, in den Rotor formschlüssig eingepaßt.In some such linear drives that have become known, the each designed as a so-called roller rotor of the drive motor in one case shrunk onto the recirculating ball nut and in In another case, the recirculating ball nut, which is provided with grooves on the circumference, is fitted in a form-fitting manner into the rotor.

Diese bekannten Antriebe sind beide mit den nicht unerheblichen Nachteilen versehen, daß einerseits oie dort erzielbaren Außendurchmesser der Rotoren und damit des jeweiligen Arriiriebsmotors relativ groß sind und in der Regel nur als Sondermotoren herstellbar sind, und daß andererseits die thermische Beeintceächtiguig der Kugelumlaufmuttsr aus der Betriebatdärmeübertragung vom Rotor auf die Kugelumlaufmutter erheblich ist und diese voll beeinträchtigt, was erforderlichenfalls mit erheblichen Kühlmitteleinrichtungen kompensiert werden muß.These well-known drives are both with the not insignificant Disadvantages provided that on the one hand the outer diameter of the rotors that can be achieved there and thus of the respective locking motor are relatively large are and can usually only be produced as special motors, and that on the other hand, the thermal leg of the recirculating ball nut from the operating intestines transfer from the rotor to the recirculating ball nut is significant and fully affects it, what if necessary must be compensated with considerable coolant facilities.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der nicht nur In seinen räumlichen Abmessungen hinsichtlich des Außendurchmessers des Antriebs· motors zweckmäßig, üblich und wirtschaftlich ist, sondern bei dem auch eine mechanisch-dynamische und/oder thermisch-dynamische Beeinträchtigung zwischen dem Rotor des Antriebemotors und dir Kugelumlaufmutter hinreichend ausgeschlossen ist.The innovation is based on the task of a linear drive of the to create the type mentioned at the beginning, which is not only in its spatial dimensions with regard to the outer diameter of the drive engine is appropriate, common and economical, but also with that a mechanical-dynamic and / or thermal-dynamic impairment between the rotor of the drive motor and the recirculating ball nut is sufficiently excluded.

Oiese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kugelumlaufmutter koaxial mit einem rohrförmigen Flansch versehen iat, auf dem der Rotor angeordnet iat.This object is achieved according to the invention in that the recirculating ball nut is provided coaxially with a tubular flange which the rotor is arranged iat.

Die Kugelumlaufmutter und der Rotor des Antriebsmotors sind damit koaxial zueinander räumlich hintereinander liegend angeordnet* Eine gegenseitige Beeinträchtigung in mechanisch-dynamischer und/oder thermisch-dynamischer Weise ist damit hinreichend ausgeschaltet oder kann bei einem derartigen Aufbau leicht und wirtschaftlich kompensiert werden. Außerdem ist dort ein Außendurchmesser des Rotors möglich, der den gebräuchlichen Abmessungen des Marktes entspricht und einen insgesamt im Außendurchmesser relativ kleinen Antriebsmotor ermöglicht.The recirculating ball nut and the rotor of the drive motor are thus Coaxially arranged one behind the other in space * A mutual impairment in mechanical-dynamic and / or thermal-dynamic way is thus sufficiently switched off or can easily and economically be compensated for with such a structure. In addition, an outer diameter of the rotor is possible there, which corresponds to the usual dimensions of the market and an overall relatively small drive motor in terms of outer diameter enables.

In Weiterbildung der Neuerung ist es vorgesehen, daß die dort erforderlichen Axial- und Radiallager zweckmäßigeruieise einerseits unmittelbar auf dem Umfang der Kugelumlaufmutter und andererseits auf dem rohrförmigen Flansch im Bereich des dortigen freien Endes angeordnet sind. Damit iuird nicht nur ein Höchstmaß an Herstellungsgenauigkeit insgesamt erzielt, sondern auch eine hohe Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des gesamten Linearantriebes sichergestellt. In a further development of the innovation, it is provided that the necessary there Axial and radial bearings expediently on the one hand directly arranged on the circumference of the recirculating ball nut and on the other hand on the tubular flange in the region of the free end there are. This not only ensures the highest level of manufacturing accuracy achieved overall, but also ensured a high level of reliability and economy of the entire linear drive.

Uie die Neuerung im einzelnen gedacht ist, wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht eines Linearantriebs mit einer einfachen Kugelumlaufmutter mit getrennt zugeordnetem Abstreifer undHow the innovation is intended in detail is explained in more detail below using an exemplary embodiment in the drawing. Show it 1 shows a sectional view of a linear drive with a simple recirculating ball nut with a separately assigned scraper and

• · · ♦ t ί · ·• · · ♦ t ί · ·

Fig. 2 eine Tsilschnittansicht auf einen Linearantrieb mit einer sogenannten doppelten Kugelunlaufmutter·Fig. 2 is a Tsilschnitt view of a linear drive with a so-called double ball screw nut

Der, in der Fig· 1 dargestellte, Linearantrieb besteht im einzelnen aus der Gewindespindel 1, die im vorliegenden Falle stationär angeordnet, d.h. an beiden Enden fest in einem nicht näher gezeigten Maschinenbett eingespannt ist. Mit der Gewindespindel 1 steht eine Kugelumlaufmutter in Eingriff, die beim vorliegenden Beispiel zweckmäßigerweise in einem Lägerteil 3 verdrehungssicher gelagert und mittels einer Höhlmutter 13 axial kraftschlüssig befestigt ist. Ik bezeichnet dort einen Verdrehungssicherungsbolzen im Lagerteil 3, der mit der Kugelumlaufmutter 2 in Eingriff steht.The linear drive shown in FIG. 1 consists in detail of the threaded spindle 1, which in the present case is arranged in a stationary manner, ie is clamped firmly at both ends in a machine bed, not shown in detail. A recirculating ball nut is in engagement with the threaded spindle 1; Ik denotes an anti-rotation bolt in the bearing part 3 which is in engagement with the recirculating ball nut 2.

Das Lagerteil 3 ist einstückig mit einem rohrförmigen Flansch U versehen. Das Lagerteil 3 mit dem Flansch k ist sowohl im Bereich der Kugelumlaufmutter 2 als auch im Bereich des freien Endes des Flansches k mit Axial- und Radiallager 5 bzw. G gelagert. 7 bezeichnet den Lagerflansch im Bereich des Lagers 5 und 12 zeigt einen Lagerdeckel im Bereich des Lagers 6. Insbesondere der Lagerflansch 7 ist wiederum mittelbar über die vorderseitige Lagerplatte 1*t auf einem nicht näher dargestellten Werkzeugschlitten befestigt.The bearing part 3 is provided in one piece with a tubular flange U. The bearing part 3 with the flange k is supported both in the area of the recirculating ball nut 2 and in the area of the free end of the flange k with axial and radial bearings 5 and G, respectively. 7 denotes the bearing flange in the area of the bearing 5 and 12 shows a bearing cover in the area of the bearing 6. In particular, the bearing flange 7 is in turn fastened indirectly via the front-side bearing plate 1 * t on a tool slide, not shown in detail.

Auf dem rohrförmigen Flansch k des Lagerteils 3 und damit der Kugelunlaufmutter 2 ist der Rotor θ kraftschlüssig verdrehungssicher gelagert. 9 bezeichnet dort das Statoreisen mit der ülicklung 10. 11 kennzeichnet den Motaraußenmantel.On the tubular flange k of the bearing part 3 and thus the ball nut 2, the rotor θ is non-rotatably mounted in a non-positive manner. 9 there denotes the stator iron with the winding 10. 11 denotes the outer jacket of the motor.

Es liegt im Rahmen der Neuerung, daß die Kugelunlaufmutter 2 erforderlichenfalls einstückig mit dem Lagerteil 3 und dem Flansch h verbunden ist, uenn dies fertigungstechnisch und wirtschaftlich vorteilhaft sein sollte.It is within the scope of the innovation that the ball nut 2 is, if necessary, connected in one piece to the bearing part 3 and the flange h , unless this should be advantageous in terms of production technology and economically.

Es liegt außerdem im Rahmen der Neuerung, daß anstelle der gezeigten sagenannten einfachen Kugelumlaufmutter 2 gemäß Fig. 1 auch eine sogenannte doppelte Kugelumlaufmutter vorgesehen ist, wie diesIt is also within the scope of the innovation that instead of the one shown said simple recirculating ball nut 2 according to FIG. 1 also a so called double recirculating ball nut is provided like this

die Fig. 2 in einem TeilausBchnitt näher zeigt. Dabei ist es sowohl bei der einfachen Kugelumlaufmutter 2 als auch bei der doppelten Kugelumlaufmutter vorgesehen, daß dort die sogenannten, nicht näher gezeigten, Abstreifer entweder getrennt eingebaut oder in der jeweiligen Kugelumlaufmutter integriert sind*Fig. 2 shows in more detail in a partial section. This applies to both the single recirculating ball nut 2 and the double one Recirculating ball nut provided that there the so-called, not shown, scrapers either installed separately or in the respective recirculating ball nuts are integrated *

Der Teilschnitt der Fig· 2 zeigt die sogenannte doppelte Kugelumlaufmutter 2¹, die im Vergleich zur Kugelumlaufmutter Z nach Fig. 1 axial relativ länger ist, und die dort mittels einer sogenannten Überwurfmutter 13' axial kraftschlüssig im Lagerteil 3 verdrehungsgesichert befestigt ist. Es ist jedoch auch bei einer verwendeten doppelten Kugelumlaufmutter 2· erforderlichenfalls vorgesehen, diese einstückig mit dem Lagerteil 3 insbesondere jedoch mit dem rohrförmigen Flansch h, zusammen mit dem Lagerteil 3, zu verbinden· Auf dem rohrförmigen Flansch if ist wiederum der Rotor θ des Antriebsmotors kraftschlüssig gelagert.The partial section in FIG. 2 shows the so-called double recirculating ball ^{nut 2 1} , which is relatively longer axially compared to the recirculating ball nut Z according to FIG. However, if a double recirculating ball nut 2 is used, it is provided, if necessary, to connect it in one piece with the bearing part 3, but in particular with the tubular flange h, together with the bearing part 3. The rotor θ of the drive motor is again non-positive on the tubular flange if stored.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele eines Linearantriebs zeigen offensichtlich die vorteilhafte Anordnung von Kugelumlaufmutter und Rotor koaxial räumlich hintereinander liegend. Damit ist eine gegenseitige Beeinträchtigung sowohl in mechanisch-dynamischer als auch in thermisch-dynamischer Weise hinreichend ausgeschaltet. Dabei ist es erforderlichenfalls vorgesehen, daß zwischen der Kugelumlaufmutter Lnd dem Rotor insbesondere ein thermisch wirkender Puffer angeordnet ist. Ein derartiger Puffer kann ein schlechter bJärmeleiter sein, insbesondere kann das Lagerteil 3 mit dem Flansch l* aus einem thermisch nicht leitenden ader minder leitenden Werkstoff,beispielsweise Kohlefiber oder Keramik, hergestellt sein.The illustrated exemplary embodiments of a linear drive obviously show the advantageous arrangement of the recirculating ball nut and rotor lying coaxially one behind the other. This means that mutual interference in both a mechanical-dynamic and a thermo-dynamic manner is sufficiently eliminated. If necessary, it is provided that a thermally acting buffer is arranged between the recirculating ball nut Lnd and the rotor. Such a buffer can be a poor thermal conductor, in particular the bearing part 3 with the flange 1 * can be made from a thermally non-conductive or less conductive material, for example carbon fiber or ceramic.

Claims

Protection claims

1. An electro-mechanical linear actuator with a threaded spindle, a standing with the threaded spindle engages, the ball nut and an output coupled with the ball nut _r rotor of an electric Antriebsmctors, which is penetrated coaxially by the threaded spindle, characterized in that the ball nut (2, 2 ¹⁾ is provided coaxially with a tubular flange (if) on which the rotor (8) is arranged.

2. Linear drive according to claim 1, characterized in that the tubular flange (U) integral with the recirculating ball nut (2,?. ') Is connected.

3. Linear drive according to claim 1, characterized in that the tubular flange (U) is integral with a bearing part (3) is provided, and that in · the bearing part (3) extending coaxially the recirculating ball nut (2, 2>) is mounted in a form-fitting and non-rotating manner.

U. Linear drive according to claim 1 to 3, characterized in that the recirculating ball nut (2, 2 ') to the rotor (6) is arranged spatially coaxially one behind the other.

5. Linear drive according to claim 1 to U, characterized in that that in the area of the recirculating ball nut (2, 2 ') on the one hand and in the area of the free end of the flange (U) on the other hand one each Axial and radial bearings (5 or * 6) is arranged.

6. Linear drive according to claim 1 to 5, characterized in that that the bearing part (3) and / or the flange (Ό made of a carbon fiber or Ceramic material is made.

7. Linear drive according to claim 1 to 6, characterized in that the linear drive can be fastened on one side via a bearing plate (1U). - 2 -