DE8709223U1 - Linearantriebseinheit - Google Patents

Description

Linearantriebseinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearantriebseinheit mit einem Elektromotor, gegebenenfalls einem Untersetzungsgetriebe, einem Wandermutter-Gewindespindel-Trieb und einer linear verschieblichen Abtriebsstange.

Von den Abnehmern derartiger Linearantriebseinheiten wird, je nach Einsatzbedingungen· entweder eine Ausfiihrungsforiri mit gegen Verdrehen um die eigene Längsachse gesicherter Abtriebsstange oder eine Ausführungsform ohne eine derartige Verdrehungssicherung verlangt, wobei im letztgenannten Fall die Verdrehungssicherung in der Regel durch das an die Abtriebsstange angeschlossene, von dieser anzutreibende Teil geschieht. Eine Verdrehungssicherung geschah bisher vorwiegend durch eine innen an einem die Abtriebsstange umgebenden Rohr angebrachte Längs-Paßfeder, die mit einer entsprechenden, axial verlaufenden Nut in der an der Abtriebsstange befestigten Wandermutter zusammenwirkt. Eine derartige Ausführung ist relativ kostenaufwendig und vor allem recht platzaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearantriebseinheit der eingangs genannten Art mit verdrehungsgesicherter Abtriebsstange in besonders kompakter, einfacher Konstruktion verfügbar zu machen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Linearantriebseinheit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsstange einen nicht-kreisförmigen Außenumfang aufweist und in mindestens einer verdrehungsverhindernden Führung in der Linearantriebseinheit geführt ist.

Die Verdrehungsverhinderungsfunktion ist also von der Wandermutter zu der Abtriebsstange mit nicht-kreisförmigem Außenumfang verlagert und kann axial an einer Stelle der Linearantriebseinheit erfolgen, wo günstige Platzverhältnisse herrschen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10. Zu einigen dieser Anspruchsgegen-Etände werden nachfolgend noch weitere Ausführungen gemacht:

Man ersieht aus den Ansprüchen 2 bis 4, daß den Führungsbüchsen, ebenfalls im Interesse der Kompaktheit der Linearantriebseinheit, auch noch eine Funktion im Zusammenhang mit der Endabschaltung der Linearantriebseinheit in den beiden Endlagen der Abtriebsstange zugewiesen werden kann. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der verdrehungsverhindernden Führung besteht darin, den Außenumfang der Abtriebsstange und den Innenumfang des hiermit zusammenwirkenden, verdrehungsverhindernden Führungsteils sechskantförmig auszubilden; Sechskantstangen sind preiswert und bequem am Markt käuflich. Es gibt jedoch viele andere Möglichkeiten der nicht-kreisförmigen Gestaltung dieser Umfange, wobei hier lediglich auf das besonders einfache Beispiel einer teilweisen Abflachung des Außenumfangs der Abtriebsstange noch hingewiesen werden soll. Die ineinandergeschachtelte Konstruktion gemäß Anspruch 7 ist extrem platzsparend. Hier entfaltet die Erfindung eine besonders durchschlagende Wirkung _r da bei dem hohlen Rotor der darin zur Verfügung stehende Raum dem Durchmesser nach sehr begrenzt ist und eine herkömmliche, in diesem Raum liegende Verdrehungssieherung räumlich extrem schwierig unterzubringen ist bzw. zum unerwünschten Übergang auf kleinere Gewindespindeldurchmesser zwingen würde.

Die Erfindung bringt auch mit sich, daß man je nach Wunsch eine Ausführung mit verdrehungsgesicherter Abtriebsstange oder ohne eine derartige Verdrehungssicherung liefern kann. Im letztgenannten Fall ersetzt man lediglich die Abtriebsstange durch eine £»olche mit kreisrundem Außenumfang, die Führungsbüchse durch eine solche mit kreisrundem Innenumfang und kreisrundem Außenumfang, das Halterungsteil der Führungsbüchse durch ein solches mit kreisrundem Irinenumfang und gegebenenfalls die weitere Führungsbüchse durch eine solche mit kreisrundem Innen umfang. Somit werden Produktion und Lagerhaltung sehr vereinfacht.

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Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch eine Linearantriebseinheit.

Die gezeichnete Linearantriebseinheit 2 besitzt ein im wesentlichen zylindrisches, axial aus zwei Teilen zusammengesetztes Gehäuse 4, das an den Stirnseiten durch Abschlußdeckel 6 und 8 abgeschlossen ist. Ein in der Zeichnung etwas rechts von der Mitte liegender axialer Bereich des Gehäuses, der etwa ein Drittel der Länge des Gehäuses 4 einnimmt, ist zur Unterbringung eines Elektromotors 10 genutzt, der im wesentlichen aus einem im Gehäuse 4 angeordneten, zylindrischen Stator 12 und einem innerhalb des Stators 12 drehbaren Rotor 14 besteht. Der Rotor 14 ist auf einer hohlen Rotorwelle 16 befestigt, die sowohl nach rechte als auch nach links aus dem Bereich des Stators 12 herausführt.

In dem Gehäuse 4 sind mehrere scheibenartige Halterungs- teil· befestigt, die der Lagerung oder Halterung von Tellen in der Linearantriebseinheit 2 dienen und, soweit erforderlieh, nachfolgend noch genauer besprochen werden. Rechts und links vom Stator 12 befindet sich jeweils ein derartiges Balterungeteil 18, in denen die Rotorwelle 16 drehbar gelagert ist.

Das rechte Ende der Rotorwelle 16 ist mit Außenverzahnung j versehen und bildet das Sonnenrad eines Planeten-Unter setzungsgetriebes 20, das insgesamt axial rechts neben | dem Elektromotor 10 in dem Gehäuse 4 angeordnet ist. Der stillstehende Auflenzahnkranz des Planetengetriebes 20 ist am innenumfang des Gehäuses 4 vorgesehen. Der Abtrieb

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von dem Planetengetriebe 20 erfolgt über einen scheibenartigen Planetenradträger 22, der auf einer Gewindespindel 24 drehfest befestigt ist.

Die Gewindespindel 24 ist rechts im dortigen Gehäusedeckel 8 drehbar gelagert, erstreckt sich von dort nach links durch die hohle Rotorwelle 16 nahezu durch die gesÄ^lte Linearantriebseinheit und ist am linken Ende mit einem Wälzlager 26 versehen. Auf der Gewindespindel 24 befindet sich eine Wandermutter 28, die außen rund ist und sich mit ihrem Außenumfang am Innenumfang der hohles. Rotorwelle 16 abstützt. Sowohl die Gewindespindel 24 als auch die Wandermutter 28 haben jeweils ein miteinander komplementäres Trapezgewinde.

An der Wandermutter 28 ist eine Abtriebsstange 30 befestigt, die - radial betrachtet - zwischen der Rotorwelle 16 und der Gewindespindel 24 angeordnet ist und - axial betrachtet - von der Wandermutter 28 aus nach links durch die Linearantriebseinheit 2 hindurch und durch den linken Gehäusedeckel 6 nach außen führt. Die Abtriebsstange ist also hohl. Das genannte Wälzlager 26 stützt sich außen am Innenumfang der Abtriebestange 30 ab, wobei jedoch die Abtriebsotange 30 axial gegenüber der axial stillstehenden Gewindespindel 24 verschieblich ist. Die Wandermutter 28 hat einen Wanderungeweg, der etwa vom rechter« Lager des Elektromotors 10 bis etwa 20% vor dem linken Ende der Linearantriebseinheit 2 reicht.

Die Abtriebsstange 30 ist am Außenumfang als Sechekant ausgebildet. Ein Stück vor dem linken Ende der Linearantriebseinheit ist eins der bereite grundsätzlich genannten Halterungsteile vorgesehen. Dieses Halterungsteil 32 hat

einen sechskantförmigen Innenumfang. Zwischen diesem Innenumfang und dem Außenumfang der Abtriebsstange 30 befindet sich eine Führungshülse 34 aus Kunststoff, die einen sechseckigen Außenumfang und einen mit der Abtriebsstange 30 zusammenpassenden, sechseckigen Innenumfang besitzt. Im linken Gehäusedeckel 6 ist eine weitere Führungsbüchse 36 mit rundem Außenumfang und sechseckigem Innenumfang angeordnet, deren Innenumfang ebenfalls mit der Abtriebsstange 30 zusammenpaßt.

Die Führungsbüchse 34 liegt rechts gegen einen Anschlag, ist aber nach links relativ zu dem Halterungsteil 32 axial verschiebbar. Die weitere Führungsbüchse 36 liegt nach links gegen einen Anschlag, ist jedoch nach rechts relativ zu dem Gehäusedeckel 6 axial verschiebbar. Zwischen den beiden Führungsbüchsen 34, 36 ist eine Druck-Spiralfeder 38 angeordnet. Wenn die Abtriebsstange 30 ganz nach rechts gefahren wizd, drückt sie über einen Zwischenring gegen das linke Ende der weiteren Führungsbüchse 36 und nimmt diese gegen die Kraft der Feder 38 nach rechts nit. Wenn die Abtriebsstange 30 ganz nach links bewegt wird, drückt die Wandermutter 28 gegen die rechte Endfläche der Führungsbüchse 34 und nimmt diese gegen die Kraft der Feder 38 nach links mit. Wenn eine der beiden Führungsbüchsen 34, 36 in der beschriebenen Weise axial mitgenommen wird, betätigt sie einen in dem Gehäuse 4 befestigten Endschalter 40, wodurch der Strom zu dem Elektromotor 10 unterbrochen wird.

Beim Betrieb der Linearantriebseinheit 2 läuft also der Kraftfluß von dem Rotor 14 über die Rotorwelle 16 nach rechts zu dem Planetengetriebe 20, von dort zu der drehbaren aber axial feststehenden Gewindespindel 24, von dort zu der mittels der Abtriebsstange 30 drehfest gehaltenen

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aber axial verschiebbaren Wandermutter 28, die ihre Axialbewegung der Abtriebsstange 30 mitteilt. Die Verdrehsicherung der Abtriebsstange 30 erfolgt durch die Führungsbüchse 34, und zwar axial ein Stück links von dem Elektromotor 10 und nicht etwa innerhalb der Rotorwelle 16 im besonders platzbeengten Bereich innerhalb des Elektromotors 10. Die weitere Führungsbüchse 36 dient nicht der Verdrehungssicherung, aber die sechshantförmige Ausbildung des Innenumfangs der weiteren Führungsbüchse 36 bringt dort eine Abdichtung mit sich.

Die Gewindespindel 24 stützt sich in Axialrichtung mit einem Wälzlager 42 gegen den rechten Gehäusedeckel 8 ab. Am rechten Gehäusedeckel 8 ist ferner ein Befestigungsteil 44 befestigt, mit dem die Linearantriebseinheit 2 an einem Stationärteil befestigt werden kann. Am linken Ende der Abtriebsstange 30 befindet sich ein Befestigungsauge 46 zum Anschluß an ein linear anzutreibendes Teil.

Die beiden Führungsbüchsen 34, 36 bestehen aus Kunststoff. Das Halterungsteil 32 besteht entweder ganz aas Kunst stoff oder ist mit einem inneren Einsatz aus Kunststoff versehen.

Claims (10)

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   Linearantriebseinheit

   Ansprüche

   1. Linearantriebseinheit mit einem Elektromotor, gegebenenfalls einem Untersetzungsgetriebe, eint&lgr; Wandermutter-Gewindespindel-Trieb und einer linear verschieblichen Abtriebsstange,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsstange (30) einen nicht-kreisförmigen Außenumfang aufweist und in mindestens einer verdrehungsverhindernden Führung (34) in der Linearantriebseinheit (2) geführt ist.
2. 2. Linearantriebseinheit nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß für die verdrehungsverhindernde Führung eine FÜhrungsbüchee (34) vorgesehen ist, die mit einem nicht-kreisförmigen Außenumfang verdrehungsgesichert in der Linearantriebseinheit (2) angeordnet ist.
3. 3. Linearantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Axialabstand zu der verdrehungsverhindernden Führung (34) eine (weitere) Führungsbüchse (36) vorgesehen ist.
4. 4. Linearantriebseinheit nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Füh: -ingsbüchsen (34; 36) jeweils auf die andere Führungsbüchse zu axial in der Linearantriebseinheit (2) verschieblich angeordnet sind und jeweils bei Verschiebung mit einem den Elektromotor (10) abschaltenden Schalter (40) in Eingriff kommen; daß zwischen den beiden Führungsbüchsen (34; 36) eine Druckfeder (38) vorgesehen 1st; und daß die Abtriebsstange (30), ggf. über Zwischenteile, In den Endlagen axial jeweils gegen eine der beiden Führungsbüchsen (34; 36) drückt.
5. 5. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Abtriebs* Stange (30) und/oder der Innenumfang der Führungsbüchse (34) und/oder der Außenumfang der Führungebüchse (34) und/oder der Innenumfang der weiteren Führungsbüchse (36) sechskantförtoig ist.
6. 6. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

   gekennzeichnet durch ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse.
7. 7. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (14, 16) des Elektromotors (10) hohl ist; daß die Gewindespindel

   (24) koaxial durch den hohlen Rotor (14, 16) verläuft; und daß die Abtriebsstange (30) zwischen dem Rotor (14, 16) und der Gewindespindel (24) sowie koaxial zu diesen durch den hohlen Rotor (14, 16) verläuft.
8. 8. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein Planetengetriebe (20) als Untersetzungsgetriebe vorr^sehen ist.
9. 9. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche

   1 bis 8,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Führung, vorzugsweise die Führungsbüchse (34) und/oder die weitere Führungsbüchse (36), aus Kunststoff bestehen.
10. 10. Linearantriebseinheit nach einem der Ansprüche

    2 bis 9,

    dadurch gekennzeichnet, daß die verdrehungsgesicherte Anordnung der Führungsbüchse (34) in einem ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehenden Halterungsteil (32) vorgenommen ist.