EP3927996A1 - Linearaktuator und baukasten zur herstellung dieses linearaktuator - Google Patents

Linearaktuator und baukasten zur herstellung dieses linearaktuator

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EP3927996A1
EP3927996A1 EP19828210.5A EP19828210A EP3927996A1 EP 3927996 A1 EP3927996 A1 EP 3927996A1 EP 19828210 A EP19828210 A EP 19828210A EP 3927996 A1 EP3927996 A1 EP 3927996A1
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EP
European Patent Office
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housing
linear actuator
individual actuators
individual
actuator according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19828210.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Bockenheimer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3927996A1 publication Critical patent/EP3927996A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2031—Actuator casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2053—Screws in parallel arrangement driven simultaneously with an output member moved by the screws
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors

Definitions

  • the present invention relates to a linear actuator and a kit for the produc- tion of this linear actuator.
  • a linear actuator has become known from DE102013222649 A1.
  • the linear actuator has a housing and a rotor of an electric motor arranged in the housing, as well as a screw drive driven by the electric motor.
  • the threaded spindle forms a drive shaft from which is arranged longitudinally displaceable with respect to the housing and penetrates the hous se.
  • This linear actuator is designed in different sizes depending on the application and performance requirements, so that a large number of different linear actuators must be provided.
  • the object of the present invention was to reduce the number of different linear actuators.
  • the linear actuator is made up of several identical individual actuators. Depending on the performance requirements, several identical individual actuators can be combined to form a linear actuator and their output axes can be connected to one another, i.e. connected in parallel. The total output increases with the number of individual actuators connected together.
  • identical means in particular that the external shape of the individual actuators is the same.
  • These individual actuators each have a housing and the output shaft which is arranged to be longitudinally displaceable with respect to the housing and which penetrates the housing.
  • the individual actuator preferably has a screw drive, which is closed to the output shaft, which is pushed longitudinally ver under actuation of the screw drive relative to the housing.
  • An electric motor which drives the screw drive, for example, can be arranged in the housing.
  • the housing can also be part of the stator of the electric motor or accommodate its motor housing.
  • the rotor of the electric motor can drive the screw drive, which is advantageously formed by a planetary roller screw drive known per se.
  • a trapezoidal screw drive or a ball screw drive are further alternatives.
  • the threaded spindle or a nut of the screw drive acting together with the threaded spindle can be at the same time or part of an output shaft which is arranged so that it can be displaced longitudinally relative to the housing and penetrates the housing.
  • the output shaft can be guided in the housing in a longitudinally displaceable manner and secured against rotation.
  • the nut is secured against rotation with respect to the housing and is arranged longitudinally displaceably and is part or at the same time the output shaft that penetrates the housing.
  • the threaded spindle is secured against rotation relative to the housing and is arranged to be longitudinally displaceable and is part or at the same time the output shaft that penetrates the housing.
  • the planetary rollers can be stored in a planetary roller carrier which is arranged between the nut and the threaded spindle. In this case, the planetary roller carrier can be driven in rotation.
  • the threaded spindle is secured against rotation with respect to the housing and is longitudinally displaceable and is part or at the same time the output shaft that penetrates the housing.
  • the housing is designed on its outer circumferential surface as a polygon profile with polygon sides of equal length, which span outer polygonal surfaces arranged around the output shaft. These polygon areas can all be arranged parallel to the axis of the output shaft. At least one of the polygon surfaces of the housing is intended to rest against one of the polygon surfaces of one of the other housings.
  • all of the polygonal surfaces distributed over the circumference are of the same type, so that any two polygonal surfaces can be brought into contact by two individual actuators.
  • the linear actuator can be provided with a coupling element that couples the drive axes of several individual actuators with each other for common adjusting movements Actuators.
  • This coupling element can be designed in a simple embodiment as aticiansplat te, to which the output shafts of all combined single actuators are attached, the combination plate having at least two receptacles for the drive shafts from the individual actuators.
  • a total output of the linear actuator corresponding to the number of individual actuators used can be provided via the coupling element. So it is conceivable to use only a single actuator when the power requirement is only very low, and to switch many of these individual actuators in parallel in a common group when the power requirement increases.
  • the coupling element can have a central output shaft which, depending on the application, can be connected to other machine elements. The coupling element moves together with the output axes of the individual actuators.
  • the packing density of the connected groups of individual actuators can be designed differently.
  • Compact linear actuators with high performance requirements are desired in numerous applications. It is particularly advantageous here to form the polygon profile with a hexagon profile. If several of these individual actuators are connected together, a honeycomb arrangement of the individual actuators is provided with a high packing density. Two adjacent hexagonal surfaces of one and the same housing can be brought into contact with two polygonal surfaces which are each formed on one of the further housings. In this arrangement, a group of several individual actuators is therefore provided to form a linear actuator. Of course, it can be sufficient to connect two individual actuators together. However, it is also possible to combine three, four or more individual actuators without any problems.
  • the polygonal profile can alternatively be provided by a triangular profile, two triangular surfaces arranged adjacent to one another being seen to rest on two triangular surfaces which are each formed on one of the further housings.
  • an association of at least two individual actuators can therefore be provided to form a linear actuator.
  • the polygonal profile can also be designed as an octagonal profile, two octagonal surfaces adjoining a central octagonal surface on the circumferential side for contact with two octagonal surfaces. Chen are provided, which are each formed on one of the further housing. If, for example, four such individual actuators are put together in a closed ring shape, a central passage formed by the four individual actuators is created, which can be used, for example, to accommodate a holder to which this linear actuator is attached.
  • the housing of the individual actuator can be designed on its inner lateral surface as a polygonal profile with polygonal sides of the same length, which span inner polygonal surfaces arranged around the output shaft.
  • the inner and / or outer polygon surfaces of the housing can be used as functional surfaces.
  • the outer polygonal surfaces are provided with fastening projections and fastening receptacles for connecting individual actuators to one another, arranged over the circumference.
  • a fastening projection of one housing is assigned to a fastening receptacle of one of the other housings.
  • a simple development can provide several blind holes on the outer circumference of the housing. Dowels can be used as connecting elements in one or more of these blind holes. If a further housing is to be connected, this dowel engages in a blind hole in the further housing.
  • the outer polygon areas can also be used to attach nameplates or to accommodate external position contacts.
  • the inner polygonal surfaces can be used to absorb torques that act between the rotor and the stator of the electric motor.
  • the inner polygonal surfaces can be used to hold material measures or sensors if an axial travel path between the housing and Abretesach se is to be measured.
  • the inner polygon surfaces can be used to guide a thread nut. This may be useful if the threaded spindle is driven by the electric motor and the threaded nut is to be guided in a longitudinally displaceable manner and secured against rotation relative to the housing.
  • a planetary screw drive it is expedient if this is of the type of a planetary screw drive that is faithful to the slope.
  • these planetary rolling gear have a threaded spindle, as well as planets with adjacently arranged, self-contained grooves that mesh with the thread of the threaded spindle, and a nut with formed on the inner circumference, self-contained grooves that with the grooves the planets comb.
  • the planetary rollers are accommodated in a planetary roller carrier that is rotationally driven, i.e.
  • the invention is also to give a kit for the production of this linear actuator.
  • This construction kit comprises a series of identical individual actuators as well as a large number of different coupling elements - which can be formed by combination plates - for each series of individual actuators.
  • Different coupling elements have a different number of receptacles for the output shafts of the individual actuators.
  • a center-to-center distance between two output axes of two combined individual actuators is always the same.
  • the coupling elements assigned to this series have an equally large center-to-center spacing of their receptacles for the output axles. If only two individual actuators are to be assembled, it may be sufficient to provide a coupling element with only two receptacles. If more than two individual actuators are to be put together, the coupling element is enlarged accordingly and has a corresponding number of receptacles.
  • FIG. 1 A schematically illustrated individual actuator of a linear actuator according to the invention in cross section
  • FIG. 2 shows the individual actuator from FIG. 1 in a view
  • FIG. 3 shows the individual actuator from FIG. 2 in a perspective view
  • FIG. 4 shows a linear actuator according to the invention in a view
  • FIG. 5 shows the linear actuator from FIG. 4 in a further view
  • FIG. 6 shows a further linear actuator according to the invention in a view
  • FIG. 7 the linear actuator from FIG. 6 in a further view
  • FIG. 8 a diagram of a further linear actuator according to the invention
  • FIG. 9 shows a diagram of a further linear actuator according to the invention
  • FIG. 10 shows a diagram of a further linear actuator according to the invention.
  • Figures 1 to 3 show a single actuator 1, which has a housing 2 and an electric motor 3 arranged in the housing 2, the rotor 4 of which is indicated here only by dashed lines, drives a screw drive 5, the rotationally driven nut 6 of which cooperates with a threaded spindle 7.
  • the threaded spindle 7 is part of an output shaft 8 which penetrates the housing 2 and is guided in a longitudinally displaceable manner and secured against rotation relative to the housing 2.
  • the housing 2 is formed on its outer circumferential surface as a polygon profile 9 with poly gonches 10 of the same length, the outer polygon surfaces 11 arranged around the output shaft 8 span.
  • the polygon profile 9 is formed by a hexagon profile with hexagon surfaces that form the polygon surfaces 11.
  • the polygon surfaces 11 are designed as functional surfaces 15 and have fastening projections 16 and fastening receptacles 17 distributed around the circumference for connecting individual actuators to one another.
  • the arrangement is selected here so that a fastening projection 16 of one housing 2 is assigned to a fastening receptacle 17 of a housing 2 of another individual actuator 1. This is the case when two of these individual actuators 1 are brought into contact with one another with their polygon surfaces 11 facing one another, as is shown for example in FIGS. 4 and 5.
  • the fastening projections 16 and fastening receptacles 17 in FIG. 1 lie circumferentially next to one another and at a common height along the longitudinal axis of the individual actuator.
  • FIG. 3 A variant of this is indicated in FIG. 3:
  • the functional surfaces 15 are provided with blind holes 18 at their axial end sections. If two such individual actuators 1 are now to be brought into contact with one another with their facing polygonal surfaces 11, pins 19 can be inserted into the two blind holes 18 on one individual actuator 1 the.
  • the protruding pins 19 form fastening projections 35 which engage in the fastening receptacles 36 forming blind holes 18 of the other individual actuator 1 in order to connect the individual actuators 1 to one another.
  • FIGS. 4 and 5 show a first linear actuator which is composed of three of these individual actuators 1. It can be clearly seen that the three individual actuators 1 abut one another with one of the facing polygonal surfaces 11. These polygon areas 11 are all arranged parallel to the output axes 8. The dashed lines show the abutting polygonal surfaces 11 of the three individual actuators 1.
  • the three output shafts 8 are attached to receptacles 12 of a common combination plate 13, for example by means of a screw or clamp connection.
  • the combination plate 13 carries a central output shaft 14 which is arranged parallel to the output shafts 8 of the single actuators 1.
  • the three individual actuators 1 When the linear actuator is actuated, the three individual actuators 1 are energized and the output shafts 8 of the individual actuators move together by a desired stroke. This stroke is transmitted via the combination plate 13 and the central output shaft 14 to a machine element (not shown).
  • the parallel connection of the three single actuators 1 means a tripling of the actuating force available on the central output shaft 14.
  • FIGS. 6 and 7 show two further linear actuators which are composed of several of these individual actuators 1.
  • two individual actuators 1 are connected to one another.
  • four individual actuators 1 are connected to one another.
  • combination plates of different sizes are used.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 6 shows a combination plate 20 with only two receptacles 21 for output axles 8 of the individual actuators 1.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 7 shows a combination plate 22 with four receptacles 23 for output axles 8 of the individual actuators 1.
  • These combination plates 20, 22 each carry one of the central output axes 14.
  • FIG. 9 uses a diagram to show a group of six individual actuators 1 to form a linear actuator, as has already been described in the exemplary embodiment according to FIG .
  • a central opening 28 is formed, which can be used, for example, to hold the overall association of this linear catalyst.
  • a hexagon rod could be used on which each individual linear actuator is held.
  • FIG. 10 shows an association of four individual actuators 30 to form a linear actuator, the housing 31 of which has a polygonal profile 32 in the form of an equilateral octagon and forms an octagonal profile. Otherwise, these individual actuators 30 can have the same structure as the individual actuators 1 described above. It can be clearly seen that all the individual actuators 30 rest against one another with their facing polygonal surfaces 34. In the center of the annular arrangement, a central opening 33 is formed, which can be used, for example, to hold the overall association of this linear catalyst. For example, a square rod could be used on which each individual actuator 30 is held.
  • adapted combination plates are provided, as described above.
  • the design of these combination plates follows the arrangement of the individual actuators and the position of the output axes.
  • These combination plates can, for example, have two, three, four, five or six receptacles for fastening the output axes of the individual actuators.
  • All of the linear actuators described here are built from a common kit.
  • This modular system includes, for example, the series of individual actuators 1, 24, 30 described here as well as a large number of different combination plates for each Series of single actuators.
  • the combination plates differ in the number of mounts and the center-to-center distance of the mounts. Since the honeycomb shape enables a particularly favorable packing density, a simple construction kit can only have the series of individual actuators with a hexagonal profile and a plurality of different combination plates, depending on the number of individual actuators combined with one another.
  • combination plates 13, 20, 22 can be referred to in general form as coupling elements 37, 38, 39, which couple the output shafts of several individual actuators with each other for common Stellbe movements.

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Abstract

Linearaktuator, der aus mehreren baugleichen Einzelaktuatoren (1, 24, 30) zusammengesetzt ist, die jeweils ein Gehäuse (2, 25, 31) und eine in dem Gehäuse (2, 25, 31) längsverschieblich angeordnete Abtriebsachse (8) aufweisen, die das Gehäuse (2, 25, 31) durchdringt, wobei das Gehäuse (2, 25, 31) an seiner äußeren Mantelfläche als Polygonprofil (9, 26, 32) mit gleichlangen Polygonseiten (10) ausgebildet ist, die um die Abtriebsachse (8) herum angeordnete äußere Polygonflächen (11, 27, 34) aufspannen, wobei wenigstens eine der Polygonflächen (11, 27, 34) des Gehäuses (2, 25, 31) zur Anlage an einer der Polygonflächen (11, 27, 34) eines der anderen Gehäuse (2, 25, 31) vorgesehen sind. Die Abtriebsachsen (8) sind mittels eines gemeinsamen Koppelelement (37, 38, 39) miteinander gekoppelt für gemeinsame Stellbewegungen und für eine Parallelschaltung der in den Einzelaktuatoren wirkenden Stellkräfte.

Description

Linearaktuator und Baukasten zur Herstellung dieses Linearaktuator
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearaktuator sowie einen Baukasten für die Herstel lung dieses Linearaktuators.
Aus DE102013222649 A1 ist ein Linearaktuator bekannt geworden. Der Linearaktuator weist ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordneten Rotor eines Elektromotors auf, sowie ei nen von dem Elektromotor angetriebenen Gewindetrieb. Die Gewindespindel bildet eine Ab triebsachse, die gegenüber dem Gehäuse längsverschieblich angeordnet ist und das Gehäu se durchdringt.
Dieser Linearaktuator wird je nach Anwendung und Leistungsanforderung unterschiedlich groß ausgelegt, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Linearaktuatoren bereitgestellt werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Vielzahl unterschiedlicher Linearaktuatoren zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Linearaktuator gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Linearaktuator ist aus mehreren baugleichen Einzelaktuatoren zusammengesetzt. Je nach Leistungsanforderung können mehrere baugleiche Einzelaktuatoren zu einem Linearak tuator zusammengeschlossen und ihre Abtriebsachsen miteinander verbunden werden, also parallel geschaltet werden. Die Gesamtleistung nimmt mit der Anzahl der zusammengeschal teten Einzelaktuatoren zu. Baugleich bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die äußere Gestalt der Einzelaktuatoren gleich ist.
Diese Einzelaktuatoren weisen jeweils ein Gehäuse auf und die gegenüber dem Gehäuse längsverschieblich angeordnete Abtriebsachse, die das Gehäuse durchdringt.
Der Einzelaktuator weist vorzugsweise einen Gewindetrieb auf, der an die Abtriebsachse an geschlossen ist, die unter Betätigung des Gewindetriebs gegenüber dem Gehäuse längs ver schoben wird. In dem Gehäuse kann ein Elektromotor angeordnet sein, der beispielsweise den Gewindetrieb antreibt. Das Gehäuse kann zugleich Teil des Stators des Elektromotors sein oder dessen Motorgehäuse aufnehmen. Der Rotor des Elektromotors kann den Gewindetrieb antreiben, der in günstiger Weise durch einen an sich bekannten Planetenwälzgewindetrieb gebildet ist. Ein Trapezgewindetrieb oder ein Kugelgewindetrieb sind weitere Alternativen. Die Gewinde spindel oder eine mit der Gewindespindel zusammen wirkende Mutter des Gewindetriebs können zugleich oder Teil einer Abtriebsachse sein, die gegenüber dem Gehäuse längsver schieblich angeordnet ist und das Gehäuse durchdringt. Die Abtriebsachse kann in dem Ge häuse längsverschieblich und verdrehgesichert geführt sein. Im Fall einer drehangetriebenen Gewindespindel ist die Mutter gegenüber dem Gehäuse verdrehgesichert und längsverschieb lich angeordnet und Teil oder zugleich die Abtriebsachse, die das Gehäuse durchdringt. Im Fall einer drehangetriebenen Mutter ist die Gewindespindel gegenüber dem Gehäuse ver drehgesichert und längsverschieblich angeordnet und Teil oder zugleich die Abtriebsachse, die das Gehäuse durchdringt. Im Fall eines Planetenwälzgewindetriebs können die Planeten rollen in einem Planetenrollenträger gelagert sein, der zwischen der Mutter und der Gewinde spindel angeordnet ist. In diesem Fall kann der Planetenrollenträger drehangetrieben sein. Die Gewindespindel ist gegenüber dem Gehäuse verdrehgesichert und längsverschieblich ange ordnet und Teil oder zugleich die Abtriebsachse, die das Gehäuse durchdringt.
Das Gehäuse ist an seiner äußeren Mantelfläche als Polygonprofil mit gleichlangen Polygon seiten ausgebildet, die um die Abtriebsachse herum angeordnete äußere Polygonflächen auf spannen. Diese Polygonflächen können sämtlich parallel zu der Achse der Abtriebsachse an geordnet sein. Wenigstens eine der Polygonflächen des Gehäuses ist zur Anlage an einer der Polygonflächen eines der anderen Gehäuse vorgesehen. Das bedeutet, beispielsweise zwei Einzelaktuatoren können mit ihren einander zugewandten Polygonflächen zur Anlage anei nander gebracht und miteinander fixiert werden. Vorzugsweise sind sämtliche der über den Umfang verteilt angeordneten Polygonflächen gleichartig, so dass zwei beliebige Polygonflä chen von zwei Einzelaktuatoren zur Anlage gebracht werden können.
In diesem Fall kann der Linearaktuator mit einem Koppelelement versehen sein, das die Ab triebsachsen mehrerer Einzelaktuatoren miteinander koppelt für gemeinsame Stellbewegun gen. Das Koppelelement bündelt eine in den jeweiligen Abtriebsachsen der Einzelaktuatoren wirkende Stellkraft, dient also einer Parallelschaltung der in den Einzelaktuatoren wirkenden Stellkräfte. Dieses Koppelement kann in einer einfachen Ausgestaltung als Kombinationsplat te ausgebildet sein, an der die Abtriebsachsen aller miteinander kombinierten Einzelaktua toren befestigt sind, wobei die Kombinationsplatte wenigstens zwei Aufnahmen für die Ab triebsachsen der Einzelaktuatoren aufweist. Das bedeutet, über das Koppelelement kann eine der Anzahl der eingesetzten Einzelaktuatoren entsprechende Gesamtleistung des Linearaktu ators bereitgestellt werden. So ist es denkbar bei einer nur sehr geringen Leistungsanforde rung lediglich einen Einzelaktuator zu verwenden, und bei steigendem Leistungsbedarf ent sprechend viele dieser Einzelaktuatoren parallel zu schalten in einem gemeinsamen Verband. Das Koppelelement kann eine zentrale Abtriebsachse aufweisen, die je nach Anwendung an weitere Maschinenelemente angeschlossen werden kann. Das Koppelelement verfährt ge meinsam mit den Abtriebsachsen der Einzelaktuatoren.
Je nach Gestaltung des Polygonprofils kann die Packungsdichte der zusammengeschlosse nen Verbände von Einzelaktuatoren unterschiedlich gestaltet werden.
In zahlreichen Anwendungen werden kompakt bauende Linearaktuatoren bei hohen Leis tungsanforderungen gewünscht. Hier ist es besonders günstig, das Polygonprofil durch ein Hexagon-Profil auszubilden. Wenn mehrere dieser Einzelaktuatoren zusammengeschlossen werden, ist eine wabenförmige Anordnung der Einzelaktuatoren bereit gestellt mit großer Pa ckungsdichte. Zwei einander benachbart angeordnete Hexagonflächen ein und desselben Gehäuses können zur Anlage an zwei Polygonflächen gebracht werden, die jeweils an einem der weiteren Gehäuse ausgebildet sind. In dieser Anordnung ist demzufolge ein Verband von mehreren Einzelaktuatoren zu einem Linearaktuator bereitgestellt. Selbstverständlich kann es ausreichend sein, zwei Einzelaktuatoren zusammen zu schließen. Jedoch ist auch ein Zu sammenschließen von drei, vier oder weiteren Einzelaktuatoren problemlos möglich.
Das Polygonprofil kann alternativ durch ein Dreieck-Profil bereitgestellt werden, wobei zwei einander benachbart angeordnete Dreiecksflächen zur Anlage an zwei Dreiecksflächen vor gesehen sind, die jeweils an einem der weiteren Gehäuse ausgebildet sind. In dieser Anord nung kann demzufolge ein Verband von wenigstens zwei Einzelaktuatoren zu einem Linearak tuator bereitgestellt werden.
Das Polygonprofil kann auch als Oktagon-Profil ausgebildet sein, wobei zwei an eine mittlere Oktagonfläche umfangsseitig anschließende Oktagonflächen zur Anlage an zwei Oktagonflä- chen vorgesehen sind, die jeweils an einem der weiteren Gehäuse ausgebildet sind. Legt man beispielsweise vier derartiger Einzelaktuatoren ringförmig geschlossen zusammen, entsteht eine von den vier Einzelaktuatoren gebildete zentrale Durchführung, die beispielsweise zur Aufnahme eines Halters dienen kann, an dem dieser Linearaktuator befestigt ist.
Das Gehäuse des Einzelaktuators kann an seiner inneren Mantelfläche als Polygonprofil mit gleichlangen Polygonseiten ausgebildet sein, die um die Abtriebsachse herum angeordnete innere Polygonflächen aufspannen.
Die inneren und / oder äußeren Polygonflächen der Gehäuse können als Funktionsflächen eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die äußeren Polygonflächen mit über den Umfang ver teilt angeordneten Befestigungsvorsprüngen und Befestigungsaufnahmen zum Verbinden von Einzelaktuatoren miteinander versehen. Ein Befestigungsvorsprung des einen Gehäuses ist in diesem Fall einer Befestigungsaufnahme eines der anderen Gehäuse zugeordnet. Eine einfa che Weiterbildung kann mehrere Sacklöcher am Außenumfang des Gehäuses vorsehen. In ein oder mehrere dieser Sacklächer können Dübel als Verbindungslemente eingesetzt wer den. Wenn dann ein weiteres Gehäuse angeschlossen werden soll, greift dieser Dübel in ein Sackloch des weiteren Gehäuses ein.
Die äußeren Polygonflächen können auch zur Befestigung von Typenschildern oder zur Auf nahme externer Positionskontakte verwendet werden. Die inneren Polygonflächen können zur Aufnahme von Drehmomenten dienen, die zwischen dem Rotor und dem Stator des Elektro motors wirken. Die inneren Polygonflächen können zur Halterung von Maßverkörperungen oder von Sensoren dienen, wenn ein axialer Verfahrweg zwischen Gehäuse und Abtriebsach se gemessen werden soll. Die inneren Polygonflächen können der Führung einer Gewinde mutter dienen. Dies mag zweckmäßig sein, wenn die Gewindespindel von dem Elektromotor angetrieben wird und die Gewindemutter gegenüber dem Gehäuse längsverschieblich und verdrehgesichert zu führen ist.
Im Fall eines Planetenwälzgewindetriebes ist zweckmäßig, wenn dieser vom Typ eines stei gungstreuen Planetenwälzgewindetriebes ist. In vielen Fällen haben diese Planetenwälzge windetriebe eine Gewindespindel, sowie Planeten mit einander benachbart angeordneten, in sich geschlossenen Rillen, die mit dem Gewinde der Gewindespindel kämmen, sowie eine Mutter mit am Innenumfang ausgebildeten, in sich geschlossenen Rillen, die mit den Rillen der Planeten kämmen. Um sicher zu stellen, dass ein Schlupf zwischen den Planeten und der Mutter oder der Gewindespindel keinen Einfluss auf einen Verstellweg der Abtriebsachse hat, ist es besonders günstig, wenn die Planetenrollen in einem Planetenrollenträger aufgenom men sind, der drehangetrieben ist, also um die Gewindespindel rotiert. Alternativ bietet sich an, die Gewindespindel drehanzutreiben. In beiden Fällen entspricht eine Relativdrehung zwi schen den Planten und der Gewindespindel um 360 Grad der Steigung des Gewindes der Gewindespindel. Derartige Planetenwälzgewindetriebe bieten sich für erfindungsgemäße Li nearaktuatoren in besonders günstiger Weise an.
Die Erfindung liegt auch darin, einen Baukasten zur Herstellung dieses Linearaktuators anzu geben. Dieser Baukasten umfasst eine Baureihe baugleicher Einzelaktuatoren sowie eine Vielzahl von unterschiedlichen Koppelelementen - die durch Kombinationsplatten gebildet sein können - für jede Baureihe der Einzelaktuatoren. Unterschiedliche Koppelelemente wei sen eine unterschiedliche Anzahl von Aufnahmen für die Abtriebsachsen der Einzelaktuatoren aufweisen. Innerhalb einer Baureihe baugleicher Einzelaktuatoren ist ein Mittenabstand von zwei Abtriebsachsen von zwei zusammengesetzten Einzelaktuatoren immer gleich groß. Die dieser Baureihe zugeordneten Koppelelemente haben einen gleich großen Mittenabstand ih rer Aufnahmen für die Abtriebsachsen. Wenn nur zwei Einzelaktuatoren zusammengesetzt werden sollen, mag es ausreichend sein, ein Koppelelement mit nur zwei Aufnahmen bereit zustellen. Wenn mehr als zwei Einzelaktuatoren zusammengesetzt werden sollen, wird das Koppelelement entsprechend vergrößert und weist eine entsprechende Anzahl von Aufnah men auf.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zehn Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Einen schematisch dargestellten Einzelaktuator eines erfindungsgemäßen Li nearaktuators im Querschnitt,
Figur 2 den Einzelaktuator aus Figur 1 in einer Ansicht,
Figur 3 den Einzelaktuator aus Figur 2 in perspektivischer Darstellung,
Figur 4 einen erfindungsgemäßen Linearaktuator in einer Ansicht,
Figur 5 den Linearaktuator aus Figur 4 in einer weiteren Ansicht,
Figur 6 einen weiteren erfindungsgemäßen Linearaktuator in einer Ansicht,
Figur 7 den Linearaktuator aus Figur 6 in einer weiteren Ansicht,
Figur 8 ein Schema eines weiteren erfindungsgemäßen Linearaktuators, Figur 9 ein Schema eines weiteren erfindungsgemäßen Linearaktuators,
Figur 10 ein Schema eines weiteren erfindungsgemäßen Linearaktuators.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen Einzelaktuator 1 , der ein Gehäuse 2 und ein in dem Gehäuse 2 angeordneten Elektromotors 3 aufweist, dessen hier nur gestrichelt angedeuteter Rotor 4 einen Gewindetrieb 5 antreibt, dessen drehangetriebene Mutter 6 mit einer Gewindespindel 7 zusammenwirkt. Die Gewindespindel 7 ist Teil einer Abtriebsachse 8, die das Gehäuse 2 durchdringt und gegenüber dem Gehäuse 2 längsverschieblich und verdrehgesichert geführt ist.
Das Gehäuse 2 ist an seiner äußeren Mantelfläche als Polygonprofil 9 mit gleichlangen Poly gonseiten 10 ausgebildet, die um die Abtriebsachse 8 herum angeordnete äußere Polygonflä chen 11 aufspannen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Polygonprofil 9 durch ein Hexagon-Profil mit Hexagon flächen ausgebildet, die die Polygonflächen 11 bilden.
Der Figur 1 kann entnommen werden, dass die Polygonflächen 11 als Funktionsflächen 15 ausgebildet sind und umfangsseitig verteilt angeordnete Befestigungsvorsprünge 16 und Be festigungsaufnahmen 17 zum Verbinden von Einzelaktuatoren miteinander aufweist. Die An ordnung ist hier so gewählt, dass ein Befestigungsvorsprung 16 des einen Gehäuses 2 einer Befestigungsaufnahme 17 eines Gehäuses 2 eines anderen Einzelaktuators 1 zugeordnet ist. Dies ist der Fall, wenn zwei dieser Einzelaktuatoren 1 mit ihren einander zugewandten Poly gonflächen 11 zur Anlage aneinander gebracht werden, wie es beispielsweise in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist.
Die Befestigungsvorsprünge 16 und Befestigungsaufnahmen 17 in Figur 1 liegen umfangssei tig nebeneinander und entlang der Längsachse des Einzelaktuators auf einer gemeinsamen Höhe.
In Figur 3 ist eine Variante hierzu angedeutet: Die Funktionsflächen 15 sind an ihren axialen Endabschnitten mit Sacklöchern 18 versehen. Sollen nun zwei derartige Einzelaktuatoren 1 mit ihren einander zugewandten Polygonflächen 11 zur Anlage aneinander gebracht werden, können an dem einen Einzelaktuator 1 Zapfen 19 in die beiden Sacklöcher 18 eingesetzt wer- den. Die vorstehenden Zapfen 19 bilden Befestigungsvorsprünge 35, die in die Befestigungs aufnahmen 36 bildenden Sacklöcher 18 des anderen Einzelaktuators 1 eingreifen um die bei den Einzelaktuatoren 1 miteinander zu verbinden.
Mit beiden beschriebenen Varianten eine einwandfreie Positionierung und Verbindung der Einzelaktuatoren 1 miteinander gewährleistet werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen einen ersten Linearaktuator, der aus drei dieser Einzelaktuatoren 1 zusammengesetzt ist. Deutlich ist zu erkennen, dass die drei Einzelaktuatoren 1 mit einan der zugewandten Polygonflächen 1 1 aneinander anliegen. Diese Polygonflächen 11 sind sämtlich parallel zu den Abtriebsachsen 8 angeordnet. Die gestrichelten Linien zeigen die an einander anliegenden Polygonflächen 11 der drei Einzelaktuatoren 1.
Die drei Abtriebsachsen 8 sind an Aufnahmen 12 einer gemeinsamen Kombinationsplatte 13 befestigt, beispielsweise durch eine Schraub- oder Klemmverbindung. Die Kombinationsplatte 13 trägt eine zentrale Abtriebsachse 14, die parallel zu den Abtriebsachsen 8 der Einzelaktua toren 1 angeordnet ist.
Unter Betätigung des Linearaktuators werden die drei Einzelaktuatoren 1 bestromt und die Abtriebsachsen 8 der Einzelaktuatoren verfahren gemeinsam um einen gewünschten Hub. Dieser Hub wird über die Kombinationsplatte 13 und die zentrale Abtriebsachse 14 auf ein nicht abgebildetes Maschinenelement übertragen. Die Parallelschaltung der drei Einzelaktua toren 1 bedeutet eine Verdreifachung der an der zentralen Abtriebsachse 14 zur Verfügung stehenden Stellkraft.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei weitere Linearaktuatoren, die aus mehreren dieser Einzelak tuatoren 1 zusammengesetzt sind. Gemäß Figur 6 sind zwei Einzelaktuatoren 1 miteinander verbunden. Gemäß Figur 6 sind vier Einzelaktuatoren 1 miteinander verbunden. Abhängig von der Anzahl der zuammengesetzten Einzelaktuatoren 1 kommen unterschiedlich große Kombinationsplatten zum Einsatz. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 zeigt eine Kombi nationsplatte 20 mit nur zwei Aufnahmen 21 für Abtriebsachsen 8 der Einzelaktuatoren 1. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 zeigt eine Kombinationsplatte 22 mit vier Aufnahmen 23 für Abtriebsachsen 8 der Einzelaktuatoren 1. Diese Kombinationsplatten 20, 22 tragen beide jeweils eine der zentralen Abtriebsachsen 14. Figur 8 zeigt anhand eines Schemas einen Verband von sechs Einzelaktuatoren 24 zu einem Linearaktuator, deren Gehäuse 25 ein Polygonprofil in Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweisen. Ansonsten können diese Einzelaktuatoren 24 den gleichen Aufbau wie die oben beschriebenen Einzelaktuatoren 1 aufweisen. Deutlich ist zu erkennen, dass alle Einzelaktua toren 24 mit ihren einander zugewandten Polygonflächen 27 aneinander anliegen.
Figur 9 zeigt anhand eines Schemas einen Verband von sechs Einzelaktuatoren 1 zu einem Linearaktuator, wie sie auch schon in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 beschrieben wurden Deutlich ist zu erkennen, dass alle Einzelaktuatoren 1 ringförmig angeordnet sind und mit ihren einander zugewandten Polygonflächen 1 1 aneinander anliegen. Im Zentrum der ring förmigen Anordnung ist eine zentrale Öffnung 28 gebildet, die beispielsweise zur Halterung des Gesamtverbandes dieses Linearkatuators genutzt werden kann, Beispielsweise könnte ein Hexagon-Stab eingesetzt sein, an dem jeder einzelne Linearaktuator gehaltert ist.
Figur 10 zeigt anhand eines Schemas einen Verband von vier Einzelaktuatoren 30 zu einem Linearaktuator, deren Gehäuse 31 ein Polygonprofil 32 in Form eines gleichseitigen Achtecks aufweisen und ein Oktagonprofil bilden. Ansonsten können diese Einzelaktuatoren 30 den gleichen Aufbau wie die oben beschriebenen Einzelaktuatoren 1 aufweisen. Deutlich ist zu er kennen, dass alle Einzelaktuatoren 30 mit ihren einander zugewandten Polygonflächen 34 aneinander anliegen. Im Zentrum der ringförmigen Anordnung ist eine zentrale Öffnung 33 gebildet, die beispielsweise zur Halterung des Gesamtverbandes dieses Linearkatuators ge nutzt werden kann, Beispielsweise könnte ein Vierkant-Stab eingesetzt sein, an dem jeder einzelne Einzelaktuator 30 gehaltert ist.
In allen Ausführungsbeispielen sind jeweils angepasste Kombinationsplatten bereitgestellt, wir sie weiter oben beschrieben sind. Das Design dieser Kombinationsplatten folgt der Anordnung der Einzelaktuatoren und der Lage der Abtriebsachsen. Diese Kombinationsplatten können beispielsweise zwei, drei, vier, fünf oder sechs Aufnahmen zur Befestigung der Abtriebsach sen der Einzelaktuatoren aufweisen.
Sämtliche hier beschriebenen Linearaktuatoren sind aus einem gemeinsamen Baukasten ge baut. Dieser Baukasten umfasst beispielsweise die hier beschriebenen Baureihen der Einzel aktuatoren 1 , 24, 30 sowie eine Vielzahl von unterschiedlichen Kombinationsplatten für jede Baureihe der Einzelaktuatoren. Die Kombinationsplatten unterscheiden sich durch die Anzahl der Aufnahmen sowie durch den Mittenabstand der Aufnahmen. Da die Wabenform eine be sonders günstige Packungsdichte ermöglicht, kann ein einfacher Baukasten lediglich die Bau reihe von Einzelaktuatoren mit Hexagonalprofil aufweisen sowie eine Mehrzahl unterschiedli- eher Kombinationsplatten, abhängig von der Anzahl der miteinander kombinierten Einzelaktu atoren.
Die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgeschlagenen Kombinationsplatten 13, 20, 22 können in allgemeiner Form als Koppelelemente 37, 38, 39 bezeichnet werden, die die Abtriebsachsen mehrerer Einzelaktuatoren miteinander koppeln für gemeinsame Stellbe wegungen.
Bezugszahlenliste
1 Einzelaktuator
2 Gehäuse
3 Elektromotor
4 Rotor
5 Gewindetrieb
6 Mutter
7 Gewindespindel
8 Abtriebsachse
9 Polygonprofil
10 Polygonseiten
11 Polygonfläche
12 Aufnahme
13 Kombinationsplatte
14 zentrale Abtriebsachse
15 Funktionsfläche
16 Befestigungsvorsprung
17 Befestigungsaufnahme
18 Sackloch
19 Zapfen
20 Kombinationsplatte
21 Aufnahme
22 Kombinationsplatte
23 Aufnahme
24 Einzelaktuator
25 Gehäuse
26 Polygonprofil
27 Polygonfläche
28 zentrale Öffnung
29 zentrale Öffnung
30 Einzelaktuator
31 Gehäuse
32 Polygonprofil
33 zentrale Öffnung
34 Polygonfläche 35 Befestigungsvorsprünge
36 Befestigungsaufnahmen
37 Koppelelement
38 Koppelelement 39 Koppelelement

Claims

Patentansprüche
1. Linearaktuator, der aus mehreren baugleichen Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) zusammenge setzt ist, die jeweils ein Gehäuse (2, 25, 31) und eine in dem Gehäuse (2, 25, 31) längsver schieblich angeordnete Abtriebsachse (8) aufweisen, die das Gehäuse (2, 25, 31) durch dringt, wobei das Gehäuse (2, 25, 31) an seiner äußeren Mantelfläche als Polygonprofil (9,
26, 32) mit gleichlangen Polygonseiten (10) ausgebildet ist, die um die Abtriebsachse (8) her um angeordnete äußere Polygonflächen (11 , 27, 34) aufspannen, wobei wenigstens eine der Polygonflächen (11 , 27, 34) des Gehäuses (2, 25, 31) zur Anlage an einer der Polygonflä chen (11 , 27, 34) eines der anderen Gehäuse (2, 25, 31) vorgesehen sind.
2. Linearaktuator nach Anspruch 1 , dessen Einzelaktuator (1 , 24, 30) einen in dem Gehäuse (2, 25, 31) angeordneten Rotor (4) eines Elektromotors (3) sowie einen von dem Elektromotor (3) angetriebenen Gewindetrieb (5) aufweisen, dessen gegenüber dem Gehäuse (2, 25, 31) längsverschieblich angeordnete Abtriebsachse (8) das Gehäuse (2, 25, 31) durchdringt.
3. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dessen Polygonprofil (9, 26, 32) durch ein Dreieck-Profil gebildet ist, wobei zwei einander benachbart angeordnete Dreieckflächen zur Anlage an zwei Dreieckflächen vorgesehen sind, die jeweils an einem der weiteren Ge häuse (2, 25, 31) ausgebildet sind.
4. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Polygonprofil (9, 26, 32) durch ein Hexagon-Profil gebildet ist, wobei zwei einander benachbart angeordnete Hexagonflächen zur Anlage an zwei Hexagonflächen vorgesehen sind, die jeweils an einem der weiteren Ge häuse (2, 25, 31) ausgebildet sind.
5. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Polygonprofil (9, 26, 32) durch ein Oktagon-Profil ausgebildet ist, wobei zwei an eine mittlere Oktagonfläche umfangsseitig anschließende Oktagonflächen zur Anlage an zwei Oktagonflächen vorgesehen sind, die je weils an einem der weiteren Gehäuse (2, 25, 31) ausgebildet sind.
6. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen Gehäuse (2, 25, 31) des Einzel aktuators (1 , 24, 30) an seiner inneren Mantelfläche als Polygonprofil (9, 26, 32) mit gleichlan gen Polygonseiten ausgebildet ist, die um die Abtriebsachse (8) herum angeordnete innere Polygonflächen aufspannen.
7. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen innere und / oder äußere Poly gonflächen (11 , 27, 34) als Funktionsflächen (15) ausgebildet sind.
8. Linearaktuator nach Anspruch 7, dessen Gehäuse (2, 25, 31) des Einzelaktuators (1 , 24,
30) an den Funktionsflächen (15) umfangsseitig verteilt angeordnete Befestigungsvorsprünge (16, 35) und Befestigungsaufnahmen (17, 36) zum Verbinden von Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) miteinander aufweist, wobei ein Befestigungsvorsprung (16, 35) des einen Gehäuses(2, 25,
31) einer Befestigungsaufnahme (17, 36) eines der anderen Gehäuse (2, 25, 31)zugeordnet ist.
9. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Koppelelement (37, 38, 39), an dem die Abtriebsachsen (8) aller miteinander kombinierten Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) be festigt sind, wobei das Koppelelement (37, 38, 39) wenigstens zwei Aufnahmen (12, 23) für die Abtriebsachsen (8) der Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) sowie eine zentrale Abtriebsachse (14) aufweist.
10. Baukasten zur Herstellung eines Linearaktuators nach Anspruch 8 oder 9, der wenigstens eine Baureihe baugleicher Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) sowie eine Vielzahl von unterschiedli chen Koppelelementen (37, 38, 39) für jede Baureihe der Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) auf weist, wobei unterschiedliche Koppelelemente (37, 38, 39) eine unterschiedliche Anzahl von Aufnahmen (12, 23) für die Abtriebsachsen (8) der Einzelaktuatoren (1 , 24, 30) aufweisen.
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