WO2021183010A1 - Telescopic linear actuator - Google Patents

Telescopic linear actuator Download PDF

Info

Publication number
WO2021183010A1
WO2021183010A1 PCT/RU2021/050059 RU2021050059W WO2021183010A1 WO 2021183010 A1 WO2021183010 A1 WO 2021183010A1 RU 2021050059 W RU2021050059 W RU 2021050059W WO 2021183010 A1 WO2021183010 A1 WO 2021183010A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
section
linear actuator
drive shaft
telescopic linear
casing
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050059
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич МОИСЕЕНКО
Original Assignee
Сергей Алексеевич МОИСЕЕНКО
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Алексеевич МОИСЕЕНКО filed Critical Сергей Алексеевич МОИСЕЕНКО
Publication of WO2021183010A1 publication Critical patent/WO2021183010A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to devices for converting rotary motion into reciprocating motion using a screw mechanism, namely to telescopic linear drives, and can be used, for example, for the manufacture of lifters, pushers, actuators for various purposes, providing linear movement or positioning of an object due to axial force generated by the rising stem.
  • a telescopic linear actuator including four sections nested in series coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, and a housing into which the folded sections of the device are immersed and which is equipped with a drive mechanism.
  • Each of the three sections is made in the form of a cylinder having an external thread along the entire lateral surface and a reverse internal thread adjacent to the end of the cylinder, from the side of which a smaller section enters, and the fourth section is made in the form of a screw with a thread along the entire lateral surface.
  • the force of rotation from the drive mechanism is transmitted through a nut that encloses the outside of the first section of the largest diameter, which, when rotated, makes an axial movement relative to the body, and also rotates the second section.
  • the second and third, as well as the third and fourth sections interact with each other. Due to the fact that the sections on the inner and outer surfaces have straight and reverse threads, when a rotating force is applied to the first section, all sections rotate and perform unidirectional axial movement.
  • a similar design has a drive described in US patent 1585291 (publ. 05/18/1926), which has a plurality of sections nested one into the other, each of which has an external thread and a reverse internal threads along the entire lateral surface.
  • the rotating force is applied to the section with the smallest diameter.
  • the presence of external threads along the entire lateral surface on the retractable sections requires the installation of additional protective covers, as, for example, described in the application US 2005/0161649 (publ. 28.07.2005).
  • the transfer of the rotating force from the drive mechanism to the first (or last) section requires its installation with the possibility of rotation in an additional housing, which serves as a fixed support during the operation of the device.
  • the application of a rotating force to the first - extreme section requires additional support on which the rotating section would be supported. Otherwise, the first section cannot be used as a support section to be installed directly on the object with which the telescopic linear actuator is to interact.
  • the prototype includes three sections sequentially nested coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, as well as a drive shaft.
  • the first section is made in the form of a glass and has an internal thread made in the part adjacent to the open end of the glass
  • the second section is made in the form of a glass and has an external thread aligned with the internal thread of the first section along the entire side surface, as well as an internal thread having a reverse direction relative to the said external thread and adjacent to the open end of the glass.
  • the third section is made in the form of a cylinder having an external thread matched to the internal thread of the second section along the entire lateral surface.
  • the drive shaft of the device rotates through a central hole made in the bottom of the first section, and engages with a central hole made in the bottom of the second section, with the possibility of free axial movement therein.
  • the rotational force is applied to the second - the middle section of the telescopic drive, as a result of the rotation of which the second section can perform axial movement relative to the first section, and the third section - axial movement relative to the second section, while the extreme support sections do not rotate during operation of the drive.
  • the problem to be solved by the claimed device is to create a simple design of a telescopic linear drive with a fixed support section, free from the indicated drawbacks.
  • the telescopic linear actuator in accordance with this technical solution includes three sections nested in series coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, as well as drive shaft.
  • the first section is made in the form of a glass and has an internal thread.
  • the second section is made in the form of a glass and has an external thread matched with the internal thread of the first section, made in the part adjacent to the bottom of the glass and protruding in the radial direction from the outer side surface, as well as an internal thread having a direction opposite to the said external thread.
  • the third section is made in the form of a hollow part and has an external thread matched with the internal thread of the second section, made in the part adjacent to the end of the part and projecting in the radial direction from the external lateral surface. Assembled, the third section is placed in the second section with an external thread in the direction of the bottom of the second section, and the second section is placed in the first section with an external thread in the direction of the bottom of the first section, while the drive shaft rotates through the central hole made in the bottom of the first section, enters into engagement with a central hole made in the bottom of the second section, with the possibility of free axial movement in it, while the transverse dimensions of the drive shaft and the inner space of the third section are chosen so that the drive shaft can freely rotate in the inner space of the third section.
  • the device In the folded state of the device, its third section is immersed in the second section, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread of the second section and the external thread of the third section, and the second section is immersed in the first section, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread of the first section and the external thread of the second section.
  • the drive shaft which can rotate through the central hole made in the bottom of the first section, also passes through the hole made in the bottom of the second section, while the drive shaft engages with the second section so that it can transmit the rotational force to the second section and at the same time can move freely in the axial direction relative to the hole in the bottom of the second section.
  • the drive shaft extends into the interior of the third section so that it can rotate freely therein.
  • rotating the drive shaft begins to rotate the second section, which, thanks to the threaded connection, begins to move out of the first section, while the second section freely slides along the drive shaft.
  • the simultaneously rotating second section given that its threaded connection with the third section has the opposite direction, causes the third section to extend.
  • all parts of the interacting threaded connections are inside, and not outside the device, as is typical for the prototype, as a result of which the specified result is achieved.
  • the third section of the device can be made in the form of a cylindrical part. Strictly speaking, only the part with an external thread adjacent to the end should be cylindrical, and the rest of the part may have a shape that differs from cylindrical, for example, square in cross-section.
  • the drive shaft is mounted at one end in a bearing located in a central hole in the bottom of the first section. This achieves the constructive unity of the device.
  • the drive shaft and the said hole have a cross-section that differs from the circular shape ... In particular, they can be polygonal or oval.
  • the free end of the third section can be provided with an overlapping support element.
  • this support element and the third section can be made in one piece.
  • the first section of the device can be provided with an external flange for fastening the device.
  • the device can additionally be provided with a casing made in the form of a glass with a central hole in the bottom of the glass.
  • the casing is attached from the inside with the possibility of rotation to the outer side surface of the second section and is installed so that its open end faces towards the first section and covers it from the outside, engaging with it with the possibility of axial movement, and its opening covers the outside of the third section, engaging with it with the possibility of axial movement.
  • the casing which is engaged with the non-rotating first section, blocks the rotation of the third section, but is movable in the axial direction with the second section to which it is attached. At the same time, the casing covers the second section - the only rotating telescopic part of the device.
  • the attachment of the casing to the outer surface of the second section can be performed using a rolling bearing, wherein the outer bearing ring is attached to the inner surface of the casing, preferably in the region adjacent to the bottom of the cup, and the inner bearing ring is attached to the outer lateral surface of the second section, preferably in the area adjacent to its open end.
  • the engagement with the possibility of only axial movement of the casing with the first section can be ensured, for example, by making the engaging inner surface of the casing and the outer surface of the first section with a cross-sectional shape other than circular, in particular square, hexagonal, oval, etc. NS.
  • a cross-sectional shape other than circular, in particular square, hexagonal, oval, etc. NS.
  • FIG. 1 in longitudinal section shows an example of a telescopic linear actuator in accordance with the claimed technical solution.
  • the sections of the device are shown disconnected.
  • FIG. 2-4 show a section through various examples of the drive shaft, wherein FIG. 2 shows a cross-section of a hexagonal shape, FIG. 3 - cruciform, FIG. 4 - oval.
  • FIG. 5 shows what is noted in FIG. 1 section AA, illustrating an example of the third section in the part free of external threads and a drive shaft with a square cross section.
  • FIG. 6 shows a fragment of an exemplary embodiment of the third section of the device, the end of which is provided with a support element.
  • FIG. 7 shows in longitudinal section an example of a telescopic linear actuator with a casing covering the rotating second section and preventing the rotation of the third section of the device.
  • FIG. 8 shows what is noted in FIG. 7 is a section B-B showing the cross-sectional shape of the engaging inner surface of the casing and the outer surface of the first section of the device.
  • FIG. 9 shows the referenced in FIG. 7 are sections C-C showing the cross-sectional shape of the engaging center bore of the casing and the outer surface of the third section of the device.
  • a telescopic linear actuator includes a first section 10, a second section 20, a third section 30, and a drive shaft 40.
  • the first section 10 is made in the form of a glass having a cylindrical side wall 11 and a bottom 12.
  • An internal thread 13 is made substantially over the entire inner surface of the wall 11, and the center of the bottom 12 has a hole 14, in which, by means of a bearing 15, a drive shaft 40 is rotatably mounted about an axis 16. options for this solution.
  • the first section 10 can be provided with a flange 17.
  • the second section 20 is also made in the form of a glass having a cylindrical side wall 21 and a bottom 22.
  • an internal thread 23 is made, having the opposite direction relative to the internal thread 13 of the first section 10, and a hole 24 is made in the center of the bottom 22 for engaging the second section 20 with the drive shaft 40.
  • an external thread 25 is made, matched with the internal thread 13 of the first section 10. In this case, the external thread 25 protrudes in the radial direction from the outer side surface 26 of the wall 21 so that when the second section 20 is placed inside the first section 10, the outer side surface 26 of the wall 21 does not touch the internal thread 13 of the first section 10.
  • the third section 30 in this example is made in the form of a hollow cylinder having a side wall 31 and open ends 32 and 33.
  • the internal space 34 of the third section 30, bounded by the side wall 31, has transverse expansions sufficient for free rotation of the drive shaft 40 in it.
  • an external thread 35 is made, which is matched with the the third section 30 within the second section 20, the outer side surface 36 of the wall 31 does not touch the internal thread 23 of the second section 20.
  • the third section 30 is immersed in the second section 20, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread 23 of the second section 20 and the external thread 35 of the third section 30.
  • the second section 20 is immersed in the first section 10, while the threaded connection between they are provided by means of an internal thread 13 of the first section 10 and an external thread 25 of the second section 20.
  • the drive shaft 40 mounted in the bearing 15, passes through an opening 24 made in the bottom 22 of the second section 20, and in the inner space 34 of the third section 30.
  • the opposite end of the drive shaft 40 extends outside the first section 10 and is connected to a drive mechanism (not shown in Fig. 1).
  • the engagement of the drive shaft 40 with the second section 20, in which the force of rotation would be transmitted to the second section 20 and at the same time the drive shaft 40 could move freely in the axial direction in the hole 24 of the second section 20, is ensured by the coordinated cross-sectional shape of the drive shaft 40 and the hole 24, with which excludes the rotation of the drive shaft 40 in the hole 24.
  • it can be a shape other than round, for example, hexagonal (Fig. 2), cruciform (Fig. 3), oval (Fig. 4), square, as shown in FIG. 5.
  • the drive shaft 40 extends into the inner space 34 of the third section 30 so that it can freely rotate about the axis 16.
  • the third section 30 has a cylindrical shape.
  • the shape of the third section 30 may be different - depending on the particular application of the device, for example, it may be square in cross-section, as shown in FIG. 5. It also shows a drive shaft 40 of square cross-section, which can rotate freely in the inner space 34 of the third section 30.
  • the rotating drive shaft 40 begins to rotate the second section 20, which, due to the threaded connection with the first section 10, begins to move out of it along the axis 16 while, due to the above-described cross-sectional shape of the drive shaft 40 and the hole 24, the second section 20 slides freely along the drive shaft 40.
  • the second section 20 In the unloaded state from the side of the free end 33 of the third section 30, the latter will rotate together with the second section 20.
  • the rotation of the third section 30 it starts to move out of the second section 20.
  • the second section 20 rotates, the second section 20 simultaneously extends out of the first section 10, and the third section 30 extends out of the second section 20.
  • the end face 33 of the third section 30 may be provided with an overlapping support member 37, which can be integrally formed with the third section 30.
  • the end face 33 of the third section 30 may be provided with means for attaching to an object with which the device interacts, for example , made in the form of a transverse hole 38 in the end face 33, as shown in FIG. 7.
  • the device can be provided with a casing 50, as shown in FIG. 7-9.
  • the casing 50 is made in the form of a glass having a side wall 51 and a bottom 52 with a central hole 54.
  • the casing 50 is attached from the inside to the outer side surface 26 of the second section 20 by means of a rolling bearing 55 and is installed so that its open the end 53 faces towards the first section 10 and encloses it from the outside.
  • the outer ring of the bearing 55 is attached to the inner surface of the casing 50, preferably in the region adjacent to the bottom 52, and the inner ring of the bearing 55 is attached to the outer side surface 26 of the second section 20, preferably in the region adjacent to its open end.
  • an expansion ring 57 can be used to install it.
  • the shroud 50 (see FIG. 8) has a square cross-section with rounded corners.
  • the outer lateral surface 16 of the first section 10 adjacent to the inner surface of the casing 50 has the same cross-sectional shape. Due to the specified form of execution of the abutting surfaces, the casing 50 engages with the first section 10, at which the rotation of the casing 50 relative to the first section is blocked. 10, but the possibility of axial movement of the casing 50 is retained.
  • the casing 50 has antifriction spacers 58 of a material with a low friction coefficient located around the perimeter on the inner side of the casing 50 near its open end 53. Instead of separate spacers 58, a single ring of material with a low coefficient of friction.
  • the opening 54 of the casing 50 externally surrounds the third section 30, engaging with it with the possibility of only axial movement. This is achieved due to the similar design of the hole 54 and the adjacent side surface 36 of the third section 30, which in cross-section have a square shape with rounded corners. Due to the specified form of execution of the adjacent surfaces, the casing 50 engages with the third section 30, which retains the possibility of only axial movement of the casing 50 relative to the third section 30. To reduce sliding friction, the casing 50 has an anti-friction ring 59 made of a material with a low coefficient of friction placed inside the hole 54 around its perimeter.
  • the described adhesion of the casing with the first and third sections is ensured by the cross-sectional shape of the engaging surfaces - it must be different from round, in particular, it can be square, hexagonal, oval, etc. a friend of longitudinal protrusions and grooves that prevent the relative rotation of the interlocking parts, but do not impede their axial moving relative to each other. Specialists are aware of other options for engaging parts, in which their relative rotation is excluded, but the possibility of axial movement is retained.
  • the casing 50 which is engaged with the non-rotating first section 10, blocks the rotation of the third section 30, but is movable in the axial direction with the second section 20 to which it is attached.
  • the second section 20 rotates, synchronous extension of the second section 20 from the first section 10 and the third section 30 from the second section 20 is provided.
  • the third section 30 is immersed in the second section 20, which, in turn, is immersed in the first section 10 while the casing 50 partially or substantially completely covers the outside of the side surface of the first section 10.
  • the second section 20, as in the example illustrated in FIG. 1, is driven into rotation by a drive shaft 40 engaging with the possibility of axial movement with a central hole made in the bottom of the second section 20.
  • the shaft 40 On the opposite side, the shaft 40 is mounted in a bearing 15 at the bottom of the first section 10, and its end is brought out outside the first section 10 and is connected to a gear wheel 45 driven in rotation by an electric motor through a gearbox (not shown in Fig. 7).
  • the casing 50 in the extended state of the device completely covers the second section 20 - the only rotating part of the device, thereby protecting its mechanism from undesirable effects of the external environment.

Abstract

The invention comprises three sections successively and coaxially nested inside one another and being connected by a threaded connection. The first section (10) has an internal thread, the second section (20) has an external thread which matches the internal thread of the first section, and also an internal thread oriented in the opposite direction to said external thread, and the third section (30) has an external thread which matches the internal thread of the second section and which projects radially from the outer side surface (36). A drive shaft (40) passes rotatably through a central opening in the bottom of the first section (10) and engages with a central opening in the bottom of the second section (20) in such a way as to be capable of free axial movement therein.

Description

ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД TELESCOPIC LINEAR ACTUATOR
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с помощью винтового механизма, а именно к телескопическим линейным приводам, и может быть использовано, например, для изготовления подъемников, толкателей, исполнительных механизмов различного назначения, обеспечивающих линейное перемещение или позиционирование объекта за счет осевого усилия, создаваемого выдвижным штоком. The invention relates to devices for converting rotary motion into reciprocating motion using a screw mechanism, namely to telescopic linear drives, and can be used, for example, for the manufacture of lifters, pushers, actuators for various purposes, providing linear movement or positioning of an object due to axial force generated by the rising stem.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ LEVEL OF TECHNOLOGY
Известны различные телескопические линейные приводы. Various telescopic linear actuators are known.
Так, в патенте US 1457825 (опубл. 05.06.1923) описан телескопический линейный привод, включающий последовательно вложенные соосно друг в друга и соединенные посредством резьбового соединения четыре секции и корпус, в который погружаются сложенные секции устройства и который снабжен приводным механизмом. Каждая из трех секций выполнена в форме цилиндра, имеющего наружную резьбу вдоль всей боковой поверхности и обратную внутреннюю резьбу, примыкающую к торцу цилиндра, со стороны которого входит меньшая по диаметру секция, а четвертая секция выполнена в виде винта с резьбой вдоль всей боковой поверхности. Усилие вращения от приводного механизма передается через гайку, охватывающую снаружи первую секцию самого большого диаметра, которая при вращении совершает осевое перемещение относительно корпуса, а также вращает вторую секцию. Аналогично взаимодействуют между собой вторая и третья, а также третья и четвертая секции. За счет того, что секции на внутренней и внешней поверхностях имеют прямые и обратные резьбы, при приложении к первой секции вращающего усилия все секции вращаются и совершают однонаправленное осевое перемещение. So, in the patent US 1457825 (publ. 05.06.1923) a telescopic linear actuator is described, including four sections nested in series coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, and a housing into which the folded sections of the device are immersed and which is equipped with a drive mechanism. Each of the three sections is made in the form of a cylinder having an external thread along the entire lateral surface and a reverse internal thread adjacent to the end of the cylinder, from the side of which a smaller section enters, and the fourth section is made in the form of a screw with a thread along the entire lateral surface. The force of rotation from the drive mechanism is transmitted through a nut that encloses the outside of the first section of the largest diameter, which, when rotated, makes an axial movement relative to the body, and also rotates the second section. Similarly, the second and third, as well as the third and fourth sections interact with each other. Due to the fact that the sections on the inner and outer surfaces have straight and reverse threads, when a rotating force is applied to the first section, all sections rotate and perform unidirectional axial movement.
Аналогичную конструкцию имеет привод, описанный в патенте US 1585291 (опубл. 18.05.1926), который имеет вложенные одна в другую множество секций, каждая из которых имеет наружную резьбу и обратную внутреннюю резьбу, выполненные вдоль всей боковой поверхности. В данной конструкции вращающее усилие прикладывается к секции с наименьшим диаметром. Однако наличие наружной резьбы вдоль всей боковой поверхности на выдвигающихся секциях требует установки дополнительных защитных кожухов, как, например, описано в заявке US 2005/0161649 (опубл. 28.07.2005). Кроме того, передача вращающего усилия от приводного механизма к первой (или последней) секции требует ее установки с возможностью вращения в дополнительном корпусе, который служит неподвижной опорой при работе устройства. A similar design has a drive described in US patent 1585291 (publ. 05/18/1926), which has a plurality of sections nested one into the other, each of which has an external thread and a reverse internal threads along the entire lateral surface. In this design, the rotating force is applied to the section with the smallest diameter. However, the presence of external threads along the entire lateral surface on the retractable sections requires the installation of additional protective covers, as, for example, described in the application US 2005/0161649 (publ. 28.07.2005). In addition, the transfer of the rotating force from the drive mechanism to the first (or last) section requires its installation with the possibility of rotation in an additional housing, which serves as a fixed support during the operation of the device.
Следует отметить, что приложение вращающего усилия к первой - крайней секции требует дополнительной опоры, на которую бы опиралась вращающаяся секция. В противном случае первую секцию нельзя использовать в качестве опорной секции, устанавливаемой непосредственно на объект, с которым должен взаимодействовать телескопический линейный привод. It should be noted that the application of a rotating force to the first - extreme section requires additional support on which the rotating section would be supported. Otherwise, the first section cannot be used as a support section to be installed directly on the object with which the telescopic linear actuator is to interact.
Известны решения, в которых вращающее усилие от приводного механизма передается на второй, не являющийся крайним элемент телескопического линейного привода, при этом первый элемент, поскольку при работе устройства он не вращается, может монтироваться непосредственно на опорную поверхность или выполняется заодно целое с опорной поверхностью. В частности, такие решения описаны в патентах US 3404580 (опубл. 08.10.1968), US 7424833 В2 (опубл. 16.09.2008) и заявке DE 3910814 А1 (опубл. 11.10.1990), описанный в которой телескопический линейный привод принят за прототип. There are known solutions in which the rotational force from the drive mechanism is transmitted to the second, which is not the extreme element of the telescopic linear drive, while the first element, since it does not rotate during operation of the device, can be mounted directly on the supporting surface or is integral with the supporting surface. In particular, such solutions are described in patents US 3404580 (publ. 08.10.1968), US7424833 B2 (publ. 09.16.2008) and application DE 3910814 A1 (publ. 11.10.1990), described in which a telescopic linear actuator is taken as a prototype ...
Прототип включает последовательно вложенные соосно друг в друга и соединенные посредством резьбового соединения три секции, а также приводной вал. Первая секция выполнена в форме стакана и имеет внутреннюю резьбу, выполненную в части, примыкающей к открытому торцу стакана, вторая секция выполнена в форме стакана и имеет согласованную с внутренней резьбой первой секции наружную резьбу вдоль всей боковой поверхности, а также внутреннюю резьбу, имеющую обратное направление относительно упомянутой наружной резьбы и примыкающую к открытому торцу стакана. Третья секция выполнена в виде цилиндра, имеющего согласованную с внутренней резьбой второй секции наружную резьбу вдоль всей боковой поверхности. Приводной вал устройства проходит с возможностью вращения через центральное отверстие, выполненное в дне первой секции, и входит в зацепление с центральным отверстием, выполненным в дне второй секции, с возможностью свободного осевого перемещения в нем. В данной конструкции усилие вращения прикладывается ко второй - срединной секции телескопического привода, в результате вращения которой вторая секция может совершать осевое перемещение относительно первой секции, а третья секция - осевое перемещение относительно второй секции, при этом крайние опорные секции во время работы привода не вращаются. The prototype includes three sections sequentially nested coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, as well as a drive shaft. The first section is made in the form of a glass and has an internal thread made in the part adjacent to the open end of the glass, the second section is made in the form of a glass and has an external thread aligned with the internal thread of the first section along the entire side surface, as well as an internal thread having a reverse direction relative to the said external thread and adjacent to the open end of the glass. The third section is made in the form of a cylinder having an external thread matched to the internal thread of the second section along the entire lateral surface. The drive shaft of the device rotates through a central hole made in the bottom of the first section, and engages with a central hole made in the bottom of the second section, with the possibility of free axial movement therein. In this design, the rotational force is applied to the second - the middle section of the telescopic drive, as a result of the rotation of which the second section can perform axial movement relative to the first section, and the third section - axial movement relative to the second section, while the extreme support sections do not rotate during operation of the drive.
В отличие от прототипа в аналогичной конструкции привода, описанного в патенте US 3404580, раскрыт вариант с шариковым резьбовым соединением, а привода, описанного в патенте US 7424833 В2, - вариант с дополнительными гайками, выполняющими функцию внутренней резьбы первого элемента и функцию внутренней резьбы второго элемента. Unlike the prototype, in a similar design of the drive described in US Pat. No. 3,404,580, an option with a ball threaded connection is disclosed, and the drive described in US Pat. No. 7,424,833 B2 is a variant with additional nuts that perform the function of the internal thread of the first element and the function of the internal thread of the second element. ...
Во всех этих решениях телескопического линейного привода за счет перенесения вращающего усилия от приводного вала на второй, не являющийся крайним элемент устройства, исключается вращение первого - опорного элемента. Однако, поскольку второй и третий элементы устройства имеют наружную резьбу вдоль всей боковой поверхности, то при выдвижении привода резьба оказывается открытой, что небезопасно при использовании устройства, а также может привести к загрязнению резьбы и поломке устройства. Либо, чтобы этого избежать, потребуются специальные меры защиты, например, кожух, выдвигающийся вместе с телескопическими элементами устройства. In all these solutions of the telescopic linear drive, due to the transfer of the rotating force from the drive shaft to the second, which is not the extreme element of the device, rotation of the first - supporting element is excluded. However, since the second and third elements of the device have external threads along the entire lateral surface, when the actuator is extended, the thread is exposed, which is unsafe when using the device, and can also lead to contamination of the threads and damage to the device. Or, to avoid this, special protective measures will be required, for example, a casing that slides out together with the telescopic elements of the device.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является создание свободной от указанных недостатков простой конструкции телескопического линейного привода с неподвижной опорной секцией. The problem to be solved by the claimed device is to create a simple design of a telescopic linear drive with a fixed support section, free from the indicated drawbacks.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
Телескопический линейный привод в соответствии с настоящим техническим решением включает последовательно вложенные соосно друг в друга и соединенные посредством резьбового соединения три секции, а также приводной вал. Первая секция выполнена в форме стакана и имеет внутреннюю резьбу. Вторая секция выполнена в форме стакана и имеет согласованную с внутренней резьбой первой секции наружную резьбу, выполненную в части, примыкающей к дну стакана, и выступающую в радиальном направлении от наружной боковой поверхности, а также внутреннюю резьбу, имеющую обратное направление относительно упомянутой наружной резьбы. Третья секция выполнена в форме полой детали и имеет согласованную с внутренней резьбой второй секции наружную резьбу, выполненную в части, примыкающей к торцу детали, и выступающую в радиальном направлении от наружной боковой поверхности. В сборе третья секция размещена во второй секции наружной резьбой в направлении дна второй секции, а вторая секция размещена в первой секции наружной резьбой в направлении дна первой секции, при этом приводной вал проходит с возможностью вращения через центральное отверстие, выполненное в дне первой секции, входит в зацепление с центральным отверстием, выполненным в дне второй секции, с возможностью свободного осевого перемещения в нем, при этом поперечные размеры приводного вала и внутреннего пространства третьей секции выбраны так, что приводной вал может свободно вращаться во внутреннем пространстве третьей секции. The telescopic linear actuator in accordance with this technical solution includes three sections nested in series coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, as well as drive shaft. The first section is made in the form of a glass and has an internal thread. The second section is made in the form of a glass and has an external thread matched with the internal thread of the first section, made in the part adjacent to the bottom of the glass and protruding in the radial direction from the outer side surface, as well as an internal thread having a direction opposite to the said external thread. The third section is made in the form of a hollow part and has an external thread matched with the internal thread of the second section, made in the part adjacent to the end of the part and projecting in the radial direction from the external lateral surface. Assembled, the third section is placed in the second section with an external thread in the direction of the bottom of the second section, and the second section is placed in the first section with an external thread in the direction of the bottom of the first section, while the drive shaft rotates through the central hole made in the bottom of the first section, enters into engagement with a central hole made in the bottom of the second section, with the possibility of free axial movement in it, while the transverse dimensions of the drive shaft and the inner space of the third section are chosen so that the drive shaft can freely rotate in the inner space of the third section.
В сложенном состоянии устройства его третья секция погружена во вторую секцию, при этом резьбовое соединение между ними обеспечивается посредством внутренней резьбы второй секции и наружной резьбы третьей секции, а вторая секция погружена в первую секцию, при этом резьбовое соединение между ними обеспечивается посредством внутренней резьбы первой секции и наружной резьбы второй секции. Приводной вал, проходящий с возможностью вращения через центральное отверстие, выполненное в дне первой секции, проходит также через отверстие, выполненное в дне второй секции, при этом приводной вал входит в зацепление со второй секцией так, что может передавать на вторую секцию усилие вращения и одновременно может свободно перемещаться в осевом направлении относительно отверстия в дне второй секции. Также в сложенном состоянии приводной вал проходит во внутреннее пространство третьей секции так, что может свободно в нем вращаться. При использовании устройства вращающийся приводной вал начинает вращать вторую секцию, которая благодаря резьбовому соединению начинает выдвигаться из первой секции, при этом вторая секция свободно скользит вдоль приводного вала. Одновременно вращающаяся вторая секция, учитывая, что ее резьбовое соединение с третьей секцией имеет противоположное направление, вызывает выдвижение третьей секции. В выдвинутом состоянии секций все части взаимодействующих резьбовых соединений оказываются внутри, а не снаружи устройства, как это характерно для прототипа, в результате чего обеспечивается достижение указанного результата. In the folded state of the device, its third section is immersed in the second section, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread of the second section and the external thread of the third section, and the second section is immersed in the first section, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread of the first section and the external thread of the second section. The drive shaft, which can rotate through the central hole made in the bottom of the first section, also passes through the hole made in the bottom of the second section, while the drive shaft engages with the second section so that it can transmit the rotational force to the second section and at the same time can move freely in the axial direction relative to the hole in the bottom of the second section. Also, in the folded state, the drive shaft extends into the interior of the third section so that it can rotate freely therein. When using the device, rotating the drive shaft begins to rotate the second section, which, thanks to the threaded connection, begins to move out of the first section, while the second section freely slides along the drive shaft. The simultaneously rotating second section, given that its threaded connection with the third section has the opposite direction, causes the third section to extend. In the extended state of the sections, all parts of the interacting threaded connections are inside, and not outside the device, as is typical for the prototype, as a result of which the specified result is achieved.
В частном случае третья секция устройства может быть выполнена в форме цилиндрической детали. Строго говоря, цилиндрической должна быть только примыкающая к торцу часть с наружной резьбой, а вся остальная часть может иметь форму, отличающуюся от цилиндрической, например, квадратной в поперечном сечении. In a particular case, the third section of the device can be made in the form of a cylindrical part. Strictly speaking, only the part with an external thread adjacent to the end should be cylindrical, and the rest of the part may have a shape that differs from cylindrical, for example, square in cross-section.
Предпочтительно, чтобы приводной вал одним концом был установлен в подшипнике, размещенном в центральном отверстии дна первой секции. Этим достигается конструктивное единство устройства. Preferably, the drive shaft is mounted at one end in a bearing located in a central hole in the bottom of the first section. This achieves the constructive unity of the device.
Чтобы обеспечить указанное зацепление приводного вала со второй секцией устройства, при котором вращение вала передается на вторую секцию, но при этом сохраняется свободное осевое перемещение вала в отверстии, выполненном в дне второй секции, приводной вал и упомянутое отверстие имеют поперечное сечение, отличающееся от круглой формы. В частности, они могут иметь форму многоугольника или овальную форму. To ensure the specified engagement of the drive shaft with the second section of the device, in which the rotation of the shaft is transmitted to the second section, but at the same time the free axial movement of the shaft in the hole made in the bottom of the second section is maintained, the drive shaft and the said hole have a cross-section that differs from the circular shape ... In particular, they can be polygonal or oval.
Дополнительно, чтобы образовать опорную площадку, свободный торец третьей секции - торец, противоположный торцу с наружной резьбой, может быть снабжен перекрывающим его опорным элементом. В частном случае этот опорный элемент и третья секция могут быть выполнены заодно целое. Additionally, in order to form the support platform, the free end of the third section, the end opposite to the external threaded end, can be provided with an overlapping support element. In a particular case, this support element and the third section can be made in one piece.
Дополнительно первая секция устройства может быть снабжена наружным фланцем для крепления устройства. Additionally, the first section of the device can be provided with an external flange for fastening the device.
С целью предотвращения вращения третьей секции вместе со второй секцией во время работы устройства, когда третья секция не имеет соединения с объектом воздействия, при котором блокируется такое ее вращение, устройство дополнительно может быть снабжено кожухом, выполненным в форме стакана с центральным отверстием в дне стакана. При этом кожух изнутри крепится с возможностью вращения к наружной боковой поверхности второй секции и устанавливается так, что его открытый торец обращен в направлении первой секции и охватывает ее снаружи, входя в зацепление с ней с возможностью осевого перемещения, а его отверстие охватывает снаружи третью секцию, входя в зацепление с ней с возможностью осевого перемещения. В таком исполнении кожух, сцепленный с не вращающейся первой секцией, блокирует вращение третьей секции, однако имеет возможность перемещаться в осевом направлении вместе со второй секцией, к которой он прикреплен. Одновременно кожух закрывает вторую секцию - единственную вращающуюся телескопического часть устройства. In order to prevent rotation of the third section together with the second section during operation of the device, when the third section has no connection with the object of influence, at which such it is blocked rotation, the device can additionally be provided with a casing made in the form of a glass with a central hole in the bottom of the glass. In this case, the casing is attached from the inside with the possibility of rotation to the outer side surface of the second section and is installed so that its open end faces towards the first section and covers it from the outside, engaging with it with the possibility of axial movement, and its opening covers the outside of the third section, engaging with it with the possibility of axial movement. In such an embodiment, the casing, which is engaged with the non-rotating first section, blocks the rotation of the third section, but is movable in the axial direction with the second section to which it is attached. At the same time, the casing covers the second section - the only rotating telescopic part of the device.
В частном случае крепление кожуха к наружной поверхности второй секции может быть выполнено с помощью подшипника качения, при этом наружное кольцо подшипника крепится к внутренней поверхности кожуха, предпочтительно в области, прилегающей к дну стакана, а внутреннее кольцо подшипника крепится к наружной боковой поверхности второй секции, предпочтительно в области, прилегающей к ее открытому торцу. In a particular case, the attachment of the casing to the outer surface of the second section can be performed using a rolling bearing, wherein the outer bearing ring is attached to the inner surface of the casing, preferably in the region adjacent to the bottom of the cup, and the inner bearing ring is attached to the outer lateral surface of the second section, preferably in the area adjacent to its open end.
Сцепление с возможностью только осевого перемещения кожуха с первой секцией может быть обеспечено, например, за счет выполнения входящих в зацепление внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности первой секции с формой поперечного сечения, отличающейся от круглой, в частности, квадратной, гексагональной, овальной и т.п. Как вариант, возможно выполнение на указанных поверхностях соответствующих друг другу продольных выступов и канавок, препятствующих относительному вращению сцепленных деталей, но не препятствующих их осевому перемещению относительно друг друга. The engagement with the possibility of only axial movement of the casing with the first section can be ensured, for example, by making the engaging inner surface of the casing and the outer surface of the first section with a cross-sectional shape other than circular, in particular square, hexagonal, oval, etc. NS. Alternatively, it is possible to make on the said surfaces corresponding to each other longitudinal protrusions and grooves that prevent the relative rotation of the interlocking parts, but do not prevent their axial movement relative to each other.
Аналогичным образом может быть выполнена форма поперечного сечения центрального отверстия кожуха и наружной поверхности третьей секции, входящих в зацепление с возможностью только осевого перемещения относительно друг друга. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ Likewise, the cross-sectional shape of the central opening of the casing and the outer surface of the third section, engaging with the possibility of only axial movement relative to each other, can be made. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
На Фиг. 1 в продольном сечении показан пример выполнения телескопического линейного привода в соответствии с заявленным техническим решением. При этом для удобства восприятия секции устройства показаны разъединенными. FIG. 1 in longitudinal section shows an example of a telescopic linear actuator in accordance with the claimed technical solution. In this case, for convenience of perception, the sections of the device are shown disconnected.
На Фиг. 2-4 показано сечение различных примеров выполнения приводного вала, при этом на Фиг. 2 показано сечение гексагональной формы, на Фиг. 3 - крестообразной формы, на Фиг. 4 - овальной формы. FIG. 2-4 show a section through various examples of the drive shaft, wherein FIG. 2 shows a cross-section of a hexagonal shape, FIG. 3 - cruciform, FIG. 4 - oval.
На Фиг. 5 показано отмеченное на Фиг. 1 сечение А-А, иллюстрирующее пример выполнения третьей секции в части, свободной от наружной резьбы, и приводного вала квадратного сечения. FIG. 5 shows what is noted in FIG. 1 section AA, illustrating an example of the third section in the part free of external threads and a drive shaft with a square cross section.
На Фиг. 6 показан фрагмент примера выполнения третьей секции устройства, торец которой снабжен опорным элементом. FIG. 6 shows a fragment of an exemplary embodiment of the third section of the device, the end of which is provided with a support element.
На Фиг. 7 в продольном сечении показан пример выполнения телескопического линейного привода с кожухом, закрывающим вращающуюся вторую секцию, и препятствующим вращению третьей секции устройства. FIG. 7 shows in longitudinal section an example of a telescopic linear actuator with a casing covering the rotating second section and preventing the rotation of the third section of the device.
На Фиг. 8 показано отмеченное на Фиг. 7 сечение В-В, иллюстрирующее форму поперечного сечения входящих в зацепление внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности первой секции устройства. FIG. 8 shows what is noted in FIG. 7 is a section B-B showing the cross-sectional shape of the engaging inner surface of the casing and the outer surface of the first section of the device.
На Фиг. 9 показано отмеченное на Фиг. 7 сечение С-С, иллюстрирующее форму поперечного сечения входящих в зацепление центрального отверстия кожуха и наружной поверхности третьей секции устройства. FIG. 9 shows the referenced in FIG. 7 are sections C-C showing the cross-sectional shape of the engaging center bore of the casing and the outer surface of the third section of the device.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ CARRYING OUT THE INVENTION
Телескопический линейный привод, примерный вариант которого показан на Фиг. 1, включает первую секцию 10, вторую секцию 20, третью секцию 30 и приводной вал 40. Первая секция 10 выполнена в форме стакана, имеющего цилиндрическую боковую стенку 11 и дно 12. По существу по всей внутренней поверхности стенки 11 выполнена внутренняя резьба 13, а центре дна 12 выполнено отверстие 14, в котором с помощью подшипника 15 установлен с возможностью вращения вокруг оси 16 приводной вал 40. Соединение приводного вала 40 с внешним электромотором или иным приводным механизмом не показано: специалистам известны различные варианты этого решения. Для крепления устройства первая секция 10 может быть снабжена фланцем 17. A telescopic linear actuator, an exemplary embodiment of which is shown in FIG. 1, includes a first section 10, a second section 20, a third section 30, and a drive shaft 40. The first section 10 is made in the form of a glass having a cylindrical side wall 11 and a bottom 12. An internal thread 13 is made substantially over the entire inner surface of the wall 11, and the center of the bottom 12 has a hole 14, in which, by means of a bearing 15, a drive shaft 40 is rotatably mounted about an axis 16. options for this solution. For fastening the device, the first section 10 can be provided with a flange 17.
Вторая секция 20 также выполнена в форме стакана, имеющего цилиндрическую боковую стенку 21 и дно 22. По существу по всей внутренней поверхности стенки 21 выполнена внутренняя резьба 23, имеющая обратное направление относительно внутренней резьбы 13 первой секции 10, а в центре дна 22 выполнено отверстие 24 для зацепления второй секции 20 с приводным валом 40. Кроме того, на наружной поверхности боковой стенки 21 в части, примыкающей к дну 22, выполнена наружная резьба 25, согласованная с внутренней резьбой 13 первой секции 10. При этом наружная резьба 25 выступает в радиальном направлении от наружной боковой поверхности 26 стенки 21 так, что при размещении второй секции 20 внутри первой секции 10 наружная боковая поверхность 26 стенки 21 не касается внутренней резьбы 13 первой секции 10. The second section 20 is also made in the form of a glass having a cylindrical side wall 21 and a bottom 22. On essentially the entire inner surface of the wall 21, an internal thread 23 is made, having the opposite direction relative to the internal thread 13 of the first section 10, and a hole 24 is made in the center of the bottom 22 for engaging the second section 20 with the drive shaft 40. In addition, on the outer surface of the side wall 21 in the part adjacent to the bottom 22, an external thread 25 is made, matched with the internal thread 13 of the first section 10. In this case, the external thread 25 protrudes in the radial direction from the outer side surface 26 of the wall 21 so that when the second section 20 is placed inside the first section 10, the outer side surface 26 of the wall 21 does not touch the internal thread 13 of the first section 10.
Третья секция 30 в данном примере выполнена в форме полого цилиндра, имеющего боковую стенку 31 и открытые торцы 32 и 33. Внутреннее пространство 34 третьей секции 30, ограниченное боковой стенкой 31 , имеет поперечные размены достаточные для свободного вращения в нем приводного вала 40. Кроме того, на наружной поверхности боковой стенки 31 в части, примыкающей к дну 32, выполнена наружная резьба 35, согласованная с внутренней резьбой 23 второй секции 20. При этом наружная резьба 35 выступает в радиальном направлении от наружной боковой поверхности 36 стенки 31 так, что при размещении третьей секции 30 внутри второй секции 20 наружная боковая поверхность 36 стенки 31 не касается внутренней резьбы 23 второй секции 20. The third section 30 in this example is made in the form of a hollow cylinder having a side wall 31 and open ends 32 and 33. The internal space 34 of the third section 30, bounded by the side wall 31, has transverse expansions sufficient for free rotation of the drive shaft 40 in it. In addition, , on the outer surface of the side wall 31 in the part adjacent to the bottom 32, an external thread 35 is made, which is matched with the the third section 30 within the second section 20, the outer side surface 36 of the wall 31 does not touch the internal thread 23 of the second section 20.
В сложенном состоянии устройства его третья секция 30 погружена во вторую секцию 20, при этом резьбовое соединение между ними обеспечивается посредством внутренней резьбы 23 второй секции 20 и наружной резьбы 35 третьей секции 30. Вторая секция 20 погружена в первую секцию 10, при этом резьбовое соединение между ними обеспечивается посредством внутренней резьбы 13 первой секции 10 и наружной резьбы 25 второй секции 20. Приводной вал 40, установленный в подшипнике 15, проходит через отверстие 24, выполненное в дне 22 второй секции 20, и во внутреннее пространство 34 третьей секции 30. Противоположный конец приводного вала 40 выведен за пределы первой секции 10 и подсоединяется к приводному механизму (на Фиг. 1 не показан). In the folded state of the device, its third section 30 is immersed in the second section 20, while the threaded connection between them is provided by means of the internal thread 23 of the second section 20 and the external thread 35 of the third section 30. The second section 20 is immersed in the first section 10, while the threaded connection between they are provided by means of an internal thread 13 of the first section 10 and an external thread 25 of the second section 20. The drive shaft 40, mounted in the bearing 15, passes through an opening 24 made in the bottom 22 of the second section 20, and in the inner space 34 of the third section 30. The opposite end of the drive shaft 40 extends outside the first section 10 and is connected to a drive mechanism (not shown in Fig. 1).
Зацепление приводного вала 40 со второй секцией 20, при котором на вторую секцию 20 передавалось бы усилие вращения и одновременно приводной вал 40 мог бы свободно перемещаться в осевом направлении в отверстии 24 второй секции 20, обеспечивается согласованной формой сечения приводного вала 40 и отверстия 24, при которой исключается проворачивание приводного вала 40 в отверстии 24. В общем случае, это может быть форма, отличающаяся от круглой, например, гексагональная (Фиг. 2), крестообразная (Фиг. 3), овальная (Фиг. 4), квадратная, как показано на Фиг. 5. The engagement of the drive shaft 40 with the second section 20, in which the force of rotation would be transmitted to the second section 20 and at the same time the drive shaft 40 could move freely in the axial direction in the hole 24 of the second section 20, is ensured by the coordinated cross-sectional shape of the drive shaft 40 and the hole 24, with which excludes the rotation of the drive shaft 40 in the hole 24. In general, it can be a shape other than round, for example, hexagonal (Fig. 2), cruciform (Fig. 3), oval (Fig. 4), square, as shown in FIG. 5.
Также в сложенном состоянии устройства приводной вал 40 проходит во внутреннее пространство 34 третьей секции 30 так, что может свободно в нем вращаться вокруг оси 16. Как было отмечено выше, в данном примере третья секция 30 имеет цилиндрическую форму. В этом случае предпочтительным с точки зрения поперечных размеров третьей секции 30 и устройства в целом будет выполнение приводного вала 40 и соответствующего отверстия 24 второй секции 20 с гексагональным поперечным сечением, как показано на Фиг. 2. Однако форма третьей секции 30 (в части боковой стенки 31 вне резьбы 35) может быть иной - в зависимости от особенностей применения устройства, например, может быть квадратной в поперечном сечении, как показано на Фиг. 5. Там же показан приводной вал 40 квадратного сечения, который может свободно вращаться во внутреннем пространстве 34 третьей секции 30. Also in the folded state of the device, the drive shaft 40 extends into the inner space 34 of the third section 30 so that it can freely rotate about the axis 16. As noted above, in this example, the third section 30 has a cylindrical shape. In this case, it would be preferable from the point of view of the transverse dimensions of the third section 30 and the device as a whole to make the drive shaft 40 and the corresponding opening 24 of the second section 20 with a hexagonal cross-section, as shown in FIG. 2. However, the shape of the third section 30 (in the part of the side wall 31 outside the thread 35) may be different - depending on the particular application of the device, for example, it may be square in cross-section, as shown in FIG. 5. It also shows a drive shaft 40 of square cross-section, which can rotate freely in the inner space 34 of the third section 30.
При использовании устройства вращающийся приводной вал 40 начинает вращать вторую секцию 20, которая благодаря резьбовому соединению с первой секцией 10 начинает из нее выдвигаться вдоль оси 16 при этом, за счет описанной выше формы поперечного сечения приводного вала 40 и отверстия 24, вторая секция 20 свободно скользит вдоль приводного вала 40. В ненагруженном состоянии со стороны свободного торца 33 третьей секции 30, последняя будет вращаться вместе со второй секцией 20. Однако в случае, если создается препятствие вращению третьей секции 30, она начинает выдвигаться из второй секции 20. В итоге при вращении второй секции 20 одновременно вторая секция 20 выдвигается из первой секции 10, а третья секция 30 выдвигается из второй секции 20. Это обеспечивается за счет того, что резьбовое соединение второй секции 20 с третьей секцией 30 имеет противоположное направление относительно резьбового соединения второй секции 20 с первой секцией 10. При вращении приводного вала 40 в обратном направлении происходит вращение второй секции 20 в обратном направлении и складывание устройства. Дополнительно, как показано на Фиг. 6, торец 33 третьей секции 30 может быть снабжен перекрывающим его опорным элементом 37, который может быть выполнен заодно целое с третьей секцией 30. Как вариант, торец 33 третьей секции 30 может быть снабжен средством для присоединения к объекту, с которым взаимодействует устройство, например, выполненное в виде поперечного отверстия 38 в торце 33, как это показано на Фиг. 7. When using the device, the rotating drive shaft 40 begins to rotate the second section 20, which, due to the threaded connection with the first section 10, begins to move out of it along the axis 16 while, due to the above-described cross-sectional shape of the drive shaft 40 and the hole 24, the second section 20 slides freely along the drive shaft 40. In the unloaded state from the side of the free end 33 of the third section 30, the latter will rotate together with the second section 20. However, if the rotation of the third section 30, it starts to move out of the second section 20. As a result, when the second section 20 rotates, the second section 20 simultaneously extends out of the first section 10, and the third section 30 extends out of the second section 20. This is provided due to the fact that the threaded connection of the second section 20 with the third section 30 has the opposite direction with respect to the threaded connection of the second section 20 with the first section 10. When the drive shaft 40 rotates in the opposite direction, the second section 20 rotates in the opposite direction and the device is folded. Additionally, as shown in FIG. 6, the end face 33 of the third section 30 may be provided with an overlapping support member 37, which can be integrally formed with the third section 30. Alternatively, the end face 33 of the third section 30 may be provided with means for attaching to an object with which the device interacts, for example , made in the form of a transverse hole 38 in the end face 33, as shown in FIG. 7.
Как можно видеть, в выдвинутом состоянии секций 10, 20 и 30 телескопического линейного привода в соответствии с настоящим изобретением все части взаимодействующих резьбовых соединений (13 и 25, а также 23 и 35) оказываются внутри устройства, в результате чего обеспечивается достижение указанного результата. As can be seen, in the extended state of the telescopic linear actuator sections 10, 20 and 30 in accordance with the present invention, all parts of the interacting threaded connections (13 and 25, as well as 23 and 35) are inside the device, as a result of which the specified result is achieved.
Дополнительно, чтобы предотвратить вращение третьей секции 30 вместе со второй секцией 20 во время работы устройства, когда третья секция 30 не имеет соединения с объектом воздействия, при котором блокируется такое ее вращение, устройство может быть снабжено кожухом 50, как это показано на Фиг. 7 - 9. Кожух 50 выполнен в форме стакана, имеющего боковую стенку 51 и дно 52 с центральным отверстием 54. При этом кожух 50 с внутренней стороны крепится к наружной боковой поверхности 26 второй секции 20 посредством подшипника качения 55 и устанавливается так, что его открытый торец 53 обращен в направлении первой секции 10 и охватывает ее снаружи. При этом наружное кольцо подшипника 55 крепится к внутренней поверхности кожуха 50, предпочтительно в области, прилегающей к дну 52, а внутреннее кольцо подшипника 55 крепится к наружной боковой поверхности 26 второй секции 20, предпочтительно в области, прилегающей к ее открытому торцу. При необходимости, с учетом габаритных размеров подшипника 55, для его установки может быть использовано компенсирующее кольцо 57. Additionally, in order to prevent the third section 30 from rotating with the second section 20 during operation of the device, when the third section 30 is not connected to the object of influence, which blocks such rotation, the device can be provided with a casing 50, as shown in FIG. 7-9. The casing 50 is made in the form of a glass having a side wall 51 and a bottom 52 with a central hole 54. In this case, the casing 50 is attached from the inside to the outer side surface 26 of the second section 20 by means of a rolling bearing 55 and is installed so that its open the end 53 faces towards the first section 10 and encloses it from the outside. In this case, the outer ring of the bearing 55 is attached to the inner surface of the casing 50, preferably in the region adjacent to the bottom 52, and the inner ring of the bearing 55 is attached to the outer side surface 26 of the second section 20, preferably in the region adjacent to its open end. At If necessary, taking into account the overall dimensions of the bearing 55, an expansion ring 57 can be used to install it.
В данном примере осуществления изобретения кожух 50 (см. Фиг. 8) имеет поперечное сечение квадратной формы со скругленными углами. Такую же форму имеет в поперечном сечении примыкающая к внутренней поверхности кожуха 50 наружная боковая поверхность 16 первой секции 10. За счет указанной формы выполнения примыкающих друг к другу поверхностей кожух 50 входит в зацепление с первой секцией 10, при котором блокируется вращение кожуха 50 относительно первой секции 10, но сохраняется возможность осевого перемещения кожуха 50. Для уменьшения трения скольжения кожух 50 имеет антифрикционные прокладки 58 из материала с низким коэффициентом трения, размещенные по периметру с внутренней стороны кожуха 50 вблизи его открытого конца 53. Вместо отдельных прокладок 58 можно использовать единое кольцо из материала с низким коэффициентом трения. In this embodiment, the shroud 50 (see FIG. 8) has a square cross-section with rounded corners. The outer lateral surface 16 of the first section 10 adjacent to the inner surface of the casing 50 has the same cross-sectional shape. Due to the specified form of execution of the abutting surfaces, the casing 50 engages with the first section 10, at which the rotation of the casing 50 relative to the first section is blocked. 10, but the possibility of axial movement of the casing 50 is retained. To reduce sliding friction, the casing 50 has antifriction spacers 58 of a material with a low friction coefficient located around the perimeter on the inner side of the casing 50 near its open end 53. Instead of separate spacers 58, a single ring of material with a low coefficient of friction.
Отверстие 54 кожуха 50 охватывает снаружи третью секцию 30, входя в зацепление с ней с возможностью только осевого перемещения. Это достигается за счет аналогичного выполнения отверстия 54 и примыкающей к нему боковой поверхности 36 третьей секции 30, которые в поперечном сечении имеют квадратную форму со скругленными углами. За счет указанной формы выполнения примыкающих друг к другу поверхностей кожух 50 входит в зацепление с третьей секцией 30, при котором сохраняется возможность только осевого перемещения кожуха 50 относительно третьей секции 30. Для уменьшения трения скольжения кожух 50 имеет антифрикционное кольцо 59 из материала с низким коэффициентом трения, размещенное внутри отверстия 54 по его периметру. The opening 54 of the casing 50 externally surrounds the third section 30, engaging with it with the possibility of only axial movement. This is achieved due to the similar design of the hole 54 and the adjacent side surface 36 of the third section 30, which in cross-section have a square shape with rounded corners. Due to the specified form of execution of the adjacent surfaces, the casing 50 engages with the third section 30, which retains the possibility of only axial movement of the casing 50 relative to the third section 30. To reduce sliding friction, the casing 50 has an anti-friction ring 59 made of a material with a low coefficient of friction placed inside the hole 54 around its perimeter.
В общем случае описанное сцепление кожуха с первой и третьей секциями обеспечивается формой поперечного сечения входящих в зацепление поверхностей - она должна отличаться от круглой, в частности может быть квадратной, гексагональной, овальной и т. п. Как вариант, возможно выполнение на указанных поверхностях соответствующих друг другу продольных выступов и канавок, препятствующих относительному вращению сцепленных деталей, но не препятствующих их осевому перемещению относительно друг друга. Специалистам известны и иные варианты зацепления деталей, при котором исключается их относительное вращение, но сохраняется возможность осевого перемещения. In the general case, the described adhesion of the casing with the first and third sections is ensured by the cross-sectional shape of the engaging surfaces - it must be different from round, in particular, it can be square, hexagonal, oval, etc. a friend of longitudinal protrusions and grooves that prevent the relative rotation of the interlocking parts, but do not impede their axial moving relative to each other. Specialists are aware of other options for engaging parts, in which their relative rotation is excluded, but the possibility of axial movement is retained.
При таком выполнении кожух 50, сцепленный с не вращающейся первой секцией 10, блокирует вращение третьей секции 30, однако имеет возможность перемещаться в осевом направлении вместе со второй секцией 20, к которой он прикреплен. В итоге при вращении второй секции 20 обеспечивается синхронное выдвижение второй секции 20 из первой секции 10 и третьей секции 30 из второй секции 20. В сложенном состоянии устройства третья секция 30 погружена во вторую секцию 20, которая, в свою очередь, погружена в первую секцию 10, при этом кожух 50 частично или по существу полностью закрывает снаружи боковую поверхность первой секции 10. With this configuration, the casing 50, which is engaged with the non-rotating first section 10, blocks the rotation of the third section 30, but is movable in the axial direction with the second section 20 to which it is attached. As a result, when the second section 20 rotates, synchronous extension of the second section 20 from the first section 10 and the third section 30 from the second section 20 is provided. In the folded state of the device, the third section 30 is immersed in the second section 20, which, in turn, is immersed in the first section 10 while the casing 50 partially or substantially completely covers the outside of the side surface of the first section 10.
Вторая секция 20, как и в примере, проиллюстрированном Фиг. 1, приводится во вращение приводным валом 40, входящим в зацепление с возможностью осевого перемещения с центральным отверстием, выполненным в дне второй секции 20. С противоположной стороны вал 40 установлен в подшипнике 15 в дне первой секции 10, а его конец выведен наружу первой секции 10 и соединен с зубчатым колесом 45, приводимым во вращение электромотором через редуктор (на Фиг. 7 не показаны). The second section 20, as in the example illustrated in FIG. 1, is driven into rotation by a drive shaft 40 engaging with the possibility of axial movement with a central hole made in the bottom of the second section 20. On the opposite side, the shaft 40 is mounted in a bearing 15 at the bottom of the first section 10, and its end is brought out outside the first section 10 and is connected to a gear wheel 45 driven in rotation by an electric motor through a gearbox (not shown in Fig. 7).
Одновременно, кроме выполнения функции блокировки вращения третьей секции 30, кожух 50 в выдвинутом состоянии устройства полностью закрывает вторую секцию 20 - единственную вращающуюся часть устройства, защищая тем самым его механизм от нежелательного воздействия внешней среды. At the same time, in addition to performing the function of blocking the rotation of the third section 30, the casing 50 in the extended state of the device completely covers the second section 20 - the only rotating part of the device, thereby protecting its mechanism from undesirable effects of the external environment.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Телескопический линейный привод, включающий последовательно вложенные соосно друг в друга и соединенные посредством резьбового соединения три секции, а также приводной вал, при этом первая секция выполнена в форме стакана и имеет внутреннюю резьбу, вторая секция выполнена в форме стакана и имеет согласованную с внутренней резьбой первой секции наружную резьбу, выполненную в части, примыкающей к дну стакана, и выступающую в радиальном направлении от наружной боковой поверхности, а также внутреннюю резьбу, имеющую обратное направление относительно упомянутой наружной резьбы, третья секция выполнена в форме полой детали и имеет согласованную с внутренней резьбой второй секции наружную резьбу, выполненную в части, примыкающей к торцу детали, и выступающую в радиальном направлении от наружной боковой поверхности, при этом в сборе третья секция размещена во второй секции наружной резьбой в направлении дна второй секции, а вторая секция размещена в первой секции наружной резьбой в направлении дна первой секции, при этом приводной вал проходит с возможностью вращения через центральное отверстие, выполненное в дне первой секции, входит в зацепление с центральным отверстием, выполненным в дне второй секции, с возможностью свободного осевого перемещения в нем, при этом поперечные размеры приводного вала и внутреннего пространства третьей секции выбраны так, что приводной вал может свободно вращаться в во внутреннем пространстве третьей секции. 1. Telescopic linear actuator, including three sections nested in series coaxially into each other and connected by means of a threaded connection, as well as a drive shaft, while the first section is made in the form of a cup and has an internal thread, the second section is made in the form of a cup and has a consistent by the thread of the first section, an external thread made in the part adjacent to the bottom of the glass and protruding in the radial direction from the outer side surface, as well as an internal thread having a direction opposite to the said external thread, the third section is made in the form of a hollow part and has a consistent by the thread of the second section, an external thread made in the part adjacent to the end of the part and protruding in the radial direction from the outer side surface, while assembled, the third section is placed in the second section with an external thread in the direction of the bottom of the second section, and the second section is placed in the first section male thread in direction the bottom of the first section, while the drive shaft rotates through the central hole made in the bottom of the first section, engages with the central hole made in the bottom of the second section, with the possibility of free axial movement in it, while the transverse dimensions of the drive shaft and the interior of the third section are selected so that the drive shaft can freely rotate in the interior of the third section.
2. Телескопический линейный привод по п. 1, в котором третья секция выполнена в форме цилиндрической детали. 2. Telescopic linear actuator according to claim. 1, in which the third section is made in the form of a cylindrical part.
3. Телескопический линейный привод по п. 1, в котором приводной вал одним концом установлен в подшипнике, размещенном в центральном отверстии дна первой секции. 3. Telescopic linear actuator according to claim 1, wherein the drive shaft is mounted at one end in a bearing located in the central hole in the bottom of the first section.
4. Телескопический линейный привод по п. 1, в котором приводной вал и отверстие, выполненное в дне второй секции, имеют поперечное сечение, отличающееся от круглой формы. 4. A telescopic linear actuator according to claim 1, wherein the drive shaft and the hole made in the bottom of the second section have a cross-section other than circular.
5. Телескопический линейный привод по п. 4, в котором приводной вал и отверстие, выполненное в дне второй секции, имеют поперечное сечение в форме многоугольника. 5. The telescopic linear actuator of claim 4, wherein the drive shaft and the hole formed in the bottom of the second section have a polygon-shaped cross-section.
6. Телескопический линейный привод по п. 4, в котором приводной вал и отверстие, выполненное в дне второй секции, имеют поперечное сечение овальной формы. 6. The telescopic linear actuator of claim. 4, wherein the drive shaft and the hole made in the bottom of the second section have an oval cross-section.
7. Телескопический линейный привод по п. 1, в котором торец третьей секции, противоположный торцу с наружной резьбой, дополнительно снабжен перекрывающим торец опорным элементом. 7. Telescopic linear actuator according to claim. 1, in which the end of the third section, opposite the end with an external thread, is additionally provided with a supporting element overlapping the end.
8. Телескопический линейный привод по п. 7, в котором упомянутый опорный элемент и третья секция выполнены заодно целое. 8. Telescopic linear actuator according to claim 7, wherein said support element and the third section are integrally formed.
9. Телескопический линейный привод по п. 1, в котором первая секция снабжена наружным фланцем для крепления привода. 9. The telescopic linear actuator of claim 1, wherein the first section is provided with an outer flange for attaching the actuator.
10. Телескопический линейный привод по п. 1, дополнительно включающий кожух, выполненный в форме стакана с центральным отверстием в дне стакана, при этом кожух изнутри прикреплен с возможностью вращения к наружной боковой поверхности второй секции и установлен так, что его открытый торец обращен в направлении первой секции и охватывает ее снаружи, входя в зацепление с ней с возможностью осевого перемещения, а его отверстие охватывает снаружи третью секцию, входя в зацепление с ней с возможностью осевого перемещения. 10. Telescopic linear actuator according to claim 1, additionally including a casing made in the form of a cup with a central hole in the bottom of the cup, wherein the casing is rotatably attached from the inside to the outer lateral surface of the second section and is installed so that its open end faces in the direction the first section and covers it from the outside, engaging with it with the possibility of axial movement, and its hole covers the outside of the third section, engaging with it with the possibility of axial movement.
11. Телескопический линейный привод по п. 10, в котором крепление кожуха к наружной боковой поверхности второй секции выполнено с помощью подшипника качения. 11. Telescopic linear actuator according to claim 10, wherein the casing is attached to the outer side surface of the second section using a rolling bearing.
12. Телескопический линейный привод по п. 10, в котором входящие в зацепление внутренняя поверхность кожуха и наружная поверхность первой секции имеют поперечное сечение, отличающееся от круглой формы. 12. The telescopic linear actuator of claim 10, wherein the engaging inner surface of the casing and the outer surface of the first section have a cross section other than circular.
13. Телескопический линейный привод по п. 10, в котором входящие в зацепление центральное отверстие кожуха и наружная поверхность третьей секции имеют поперечное сечение, отличающееся от круглой формы. 13. The telescopic linear actuator of claim 10, wherein the engaging center bore of the casing and the outer surface of the third section have a cross section other than circular.
PCT/RU2021/050059 2020-03-10 2021-03-09 Telescopic linear actuator WO2021183010A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110201 2020-03-10
RU2020110201 2020-03-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021183010A1 true WO2021183010A1 (en) 2021-09-16

Family

ID=77671911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050059 WO2021183010A1 (en) 2020-03-10 2021-03-09 Telescopic linear actuator

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021183010A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114934940A (en) * 2022-03-24 2022-08-23 广东博智林机器人有限公司 Telescopic device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1737373A (en) * 1927-04-01 1929-11-26 Nat Standard Co Lifting jack
SU975328A1 (en) * 1981-02-24 1982-11-23 Предприятие П/Я В-8178 Thread protection apparatus
SU1588956A1 (en) * 1988-06-30 1990-08-30 Тернопольский Филиал Львовского Политехнического Института Screw transmission with protection device
DE3910814A1 (en) * 1989-04-04 1990-10-11 Hasenclever Maschf Sms Screw-driven linear stroke unit
RU2423630C1 (en) * 2010-05-07 2011-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Elasto-dampening clutch
DE202016100995U1 (en) * 2015-04-28 2016-06-02 Nidec Corporation Rotary transmission assembly, apparatus for converting rotary motion to linear motion and motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1737373A (en) * 1927-04-01 1929-11-26 Nat Standard Co Lifting jack
SU975328A1 (en) * 1981-02-24 1982-11-23 Предприятие П/Я В-8178 Thread protection apparatus
SU1588956A1 (en) * 1988-06-30 1990-08-30 Тернопольский Филиал Львовского Политехнического Института Screw transmission with protection device
DE3910814A1 (en) * 1989-04-04 1990-10-11 Hasenclever Maschf Sms Screw-driven linear stroke unit
RU2423630C1 (en) * 2010-05-07 2011-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Elasto-dampening clutch
DE202016100995U1 (en) * 2015-04-28 2016-06-02 Nidec Corporation Rotary transmission assembly, apparatus for converting rotary motion to linear motion and motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114934940A (en) * 2022-03-24 2022-08-23 广东博智林机器人有限公司 Telescopic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101703498B1 (en) Wave-gear-type linear-actuation mechanism
US8932176B2 (en) Linear actuator and method of operation thereof
AU1351700A (en) Electric Actuator
US10837532B2 (en) Linear actuator
US9512909B2 (en) Actuator assembly for translating a movable element of a driveline component
EP0572543B1 (en) Miniature linear actuator
JP2011052760A (en) Rotation-linear motion conversion mechanism and actuator
WO2021183010A1 (en) Telescopic linear actuator
WO2014157032A1 (en) Linear actuator
CN106122407B (en) Screw drive assembly and seat assembly having a screw drive assembly
JP6338340B2 (en) Linear actuator
EP3462060A1 (en) Ballscrew actuators
JP2008116037A (en) Electrically-operated actuator
RU198105U1 (en) TELESCOPIC LINEAR DRIVE
JP2005163922A (en) Actuator
JP6055514B2 (en) Linear actuator
JP6996462B2 (en) Rotary actuator
JP3736238B2 (en) Electric linear actuator
JP2018128011A (en) Cam phasing systems and cam phasing methods
CN214425040U (en) Linear telescopic transmission device
WO2021006764A1 (en) Roller-screw reduction gear, drive mechanism and pivot assembly
JP2005121184A (en) Actuator
GB2437973A (en) Actuator having wave generating means
JP5381810B2 (en) Variable valve mechanism for actuator and engine
JP2023006290A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21768958

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21768958

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1