WO2022269059A1 - Elektromechanischer antrieb mit ebenem versteifungskörper - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Antrieb (1) mit zwei relativ zueinander bewegbaren Einheiten (2, 3). Um die Positionierbewegung einer Einheit (2, 3) zu präzisieren und den Einfluss einer parasitären Bewegungskomponente auf die Funktion des Antriebs (1) zu eliminieren oder zumindest abzuschwächen und so die Funktionalität des Antriebs (1) sicherzustellen, umfasst der elektromechanische Antrieb (1) ein Kopplungselement (4a), das einen ebenen Versteifungskörper und wenigstens zwei gelenkig an den Versteifungskörper angebundene Verbindungsabschnitte aufweist, wobei mindestens einer der Verbindungsabschnitte an eine der Einheiten (2, 3) gekoppelt ist.

Description

Elektromechanischer Antrieb mit ebenem Versteifungskörper

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Antrieb mit zwei relativ zueinander bewegbaren Einheiten.

Derartige elektromechanische Antriebe, bei denen sich beispielsweise ein Läufer relativ zu einem Stator bewegt, sind bekannt. Bei diesen Antrieben besteht die Aufgabe grundsätzlich darin, eine Antriebsbewegung auf den Läufer oder auf ein mit dem Läufer verbundenes anzutreibendes Ele ment zu übertragen, sodass der Läufer bzw. das anzutreibende Element eine definierte Positio nierbewegung entlang einer Bewegungsrichtung ausführt. Insbesondere bei elektromechanischen Stick-Slip- bzw. Haft-Gleit- oder Trägheitsantrieben und den damit einhergehenden ruckartigen Bewegungen besteht jedoch das Problem, dass parasitäre Bewegungskomponenten, die auf den Läufer bzw. das anzutreibende Element wirken und keiner gewünschten Bewegungskomponente entlang der Bewegungsrichtung entsprechen, einen signifikanten Einfluss auf die Funktion des Antriebs ausüben können, der von Präzisionsverlust bei der Positionierbewegung bis hin zur völ ligen Blockierung des Antriebs reicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen elektromechanischen Antrieb bereitzustellen, der in der Lage ist, die Positionierbewegung des Läufers bzw. eines anzutreiben den Elements zu präzisieren und zugleich den Einfluss einer parasitären Bewegungskomponente auf die Funktion des Antriebs zu eliminieren oder zumindest abzuschwächen und so die Funktio nalität des Antriebs sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektromechanischen Antrieb mit zwei relativ zueinander bewegbaren Einheiten gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß umfasst der elektromechanische Antrieb ein Kopplungselement, das einen ebenen Versteifungskörper und wenigstens zwei gelen kig an den Versteifungskörper angebundene Verbindungsabschnitte aufweist, wobei mindestens einer der Verbindungsabschnitte an eine der Einheiten gekoppelt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen elektromechanischen Antrieb kann das Kopplungselement aufgrund des ebenen Versteifungskörpers und der gelenkig angebundenen Verbindungsabschnitte so ge nutzt werden, dass es immer die gewünschten, für den Antrieb des Läufers bzw. des anzutreiben den Elements erforderlichen, Bewegungskomponenten zulässt und den Einfluss von parasitären Bewegungskomponenten auf die Funktion des Antriebs eliminiert oder zumindest abschwächt.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unteransprüche. Es kann sinnvoll sein, wenn das Kopplungselement fest mit mindestens einer der Einheiten ver bunden ist. Dadurch ist die Übertragung von Bewegungen von dieser Einheit auf das Kopplungs element oder vom Kopplungselement auf diese Einheit auf sehr steife Art möglich.

Es kann von Nutzen sein, wenn wenigstens ein anderer der Verbindungsabschnitte an die andere der Einheiten gekoppelt oder mit einem anzutreibenden Element koppelbar ist. Dadurch kann eine Einheit gegenüber der anderen Einheit eindeutig positioniert werden bzw. die Antriebsbewegung auf ein anzutreibendes Element übertragen werden.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Einheiten entlang einer Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegbar sind und sich der ebene Versteifungskörper in einer zur Bewegungsrichtung parallelen oder senkrechten Ebene erstreckt. Bei der Erstreckung des ebenen Versteifungskörpers in einer Ebene parallel zur Bewegungsrichtung können die gewünschten Bewegungskomponenten opti mal übertragen werden. Bei der Erstreckung des ebenen Versteifungskörpers in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung können parasitäre Bewegungskomponenten bestmöglich blo ckiert werden und deren Einfluss damit eliminiert bzw. abgeschwächt werden.

Es kann praktisch sein, wenn sich die Verbindungsabschnitte, und vorzugsweise das gesamte Kopplungselement, in der gleichen Ebene erstrecken wie der ebene Versteifungskörper. Nach dem die Verbindungsabschnitte gelenkig an den ebenen Versteifungskörper angebunden sind und sich in der gleichen Ebene erstrecken wie der ebene Versteifungskörper, kann eine hohe Schubsteifigkeit und eine geringe Biegesteifigkeit des Kopplungselements in der Erstreckungs ebene erreicht werden.

Es kann nützlich sein, wenn jeder Verbindungsabschnitt über wenigstens ein Festkörpergelenk an den ebenen Versteifungskörper angebunden ist. Mithilfe der Festkörpergelenke ist eine einfa che, robuste und zugleich elastische Anbindung der Verbindungsabschnitte an den ebenen Ver steifungskörper möglich.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der ebene Versteifungskörper ringförmig ausgebildet ist. Aufgrund der ringförmigen Struktur kann eine hohe Steifigkeit (Schubsteifigkeit) in der Erstre ckungsebene des ebenen Versteifungskörpers erreicht werden. Außerdem wird dadurch ein ho mogener Kraftfluss ermöglicht, was Spannungsspitzen im ebenen Versteifungskörper vermeidet. Vorzugsweise hat der ebene Versteifungskörper entlang der gesamten Ringform einen größeren Materialquerschnitt als ein Festkörpergelenk, mit dem ein Verbindungsabschnitt an den Verstei fungskörper angebunden ist. Es kann sinnvoll sein, wenn die Verbindungsabschnitte innerhalb oder außerhalb des ebenen Versteifungskörpers angeordnet sind. Dadurch kann das Kopplungselement an die äußeren Be gebenheiten, insbesondere den zur Verfügung stehenden Bauraum, angepasst werden.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Verbindungsabschnitte spiegelsymmetrisch in Be zug auf eine Mittelachse des ebenen Versteifungskörpers, vorzugsweise doppelt spiegelsymmet risch in Bezug auf zwei Mittellachsen, besonders bevorzugt doppelt spiegelsymmetrisch in Bezug auf zwei sich im rechten Winkel schneidende Mittelachsen, angeordnet sind, wobei sich die Mit telache bzw. die Mittelachsen in der Ebene des ebenen Versteifungskörpers erstrecken. Aufgrund der spiegelsymmetrischen Konfiguration des Kopplungselements können in entgegengesetzte Richtungen wirkende Bewegungskomponenten gleichmäßig gut übertragen bzw. abgeschwächt werden.

Es kann von Nutzen sein, wenn das Kopplungselement vier Verbindungsabschnitte umfasst, von denen zwei erste Verbindungsabschnitte darstellen, die mit einer der Einheiten gekoppelt sind, und zwei zweite Verbindungsabschnitte, die mit der anderen der Einheiten gekoppelt oder mit einem anzutreibenden Element koppelbar sind. Dadurch, dass immer zwei Verbindungsab schnitte mit einer Einheit gekoppelt sind, kann eine stabile und verdrehsichere Anbindung des Kopplungselements an die Einheiten bzw. an das anzutreibende Element geschaffen werden.

Es kann vorteilhaft sein, wenn eine die ersten Verbindungsabschnitte verbindende Linie und eine die zweiten Verbindungsabschnitte verbindende Linie parallel zueinander verlaufen oder sich rechtwinklig schneiden. Zwischen den Krafteinleitungspunkten und den Kraftausleitungspunkten liegt folglich ein Abschnitt des ebenen Versteifungskörpers, wodurch die Schubsteifigkeit des Kopplungselements erhöht wird.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn jeder Verbindungsabschnitt eine Öffnung, vorzugsweise in kreisrunder Form, besonders bevorzugt mit einem umlaufenden Steg, zur Kopplung mit einer der Einheiten oder einem anzutreibenden Element, vorzugsweise über eine Schraube, umfasst. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Anbindung des Kopplungselements an die Ein heiten bzw. das anzutreibende Element geschaffen werden.

Es kann praktisch sein, wenn die Verbindungsabschnitte in integral mit dem ebenen Versteifungs körper verbundenen Laschen angeordnet sind und Festkörpergelenke durch Aussparungen in den Laschen gebildet sind. Dadurch kann das Kopplungselement auf einfache Weise aus einem zusammenhängenden Material hergestellt werden. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Kopplungselement ein einstückiges ebenes Blech ist oder aus mehreren ebenen Blechen zusammengesetzt ist. Dadurch ist eine kostengünstige und einfache Herstellung des Kopplungselements, beispielsweise durch Ausstanzen, möglich.

Es kann von Vorteil sein, wenn die relativ zueinander bewegbaren Einheiten durch einen Stator und einen Läufer gebildet sind, wobei der Läufer relativ zum Stator, vorzugsweise mittels einem oder mehreren Führungselementen bewegbar ist.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1a bis Fig. 1c zeigen verschiedene perspektivische Ansichten und eine Draufsicht eines er findungsgemäßen Antriebs nach einer ersten Ausführungsform.

Fig. 2a und 2b zeigen eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Kopplungselements, welches Bestandteil des Antriebs gemäß der ersten Ausführungsform ist.

Fig. 3a und 3b zeigen verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Antriebs nach einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 4a und 4b zeigen eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht des Antriebs nach der zweiten Ausführungsform, wobei der Läufer des Antriebs aus Gründen der Veranschaulichung nicht dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht eines Kopplungselements, welches Bestandteil des Antriebs gemäß der zweiten Ausführungsform ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1a bis Fig. 1c zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechani schen Antriebs 1a. Der elektromechanische Antrieb 1a umfasst einen Stator 2 und einen Läufer 3, die als relativ zueinander bewegbare Einheiten ausgebildet sind. Der Läufer 3 ist mithilfe eines Führungselements 5 relativ zum Stator 2 bewegbar. Bei dem elektromechanischen Antrieb 1a kann es sich beispielsweise um einen Haft-Gleit-Antrieb handeln, bei dem das Führungselement 5 fest mit einem im Stator 2 untergebrachten elektromechanischen Aktor, z. B. einem Piezoaktor, verbunden ist und der Läufer 3 in Haft-Gleit-Kontakt mit dem Führungselement 5 steht. Durch die vom elektromechanischen Aktor auf das Führungselement 5 übertragenen Bewegungen und die Trägheit des Läufers 3, kann der Läufer 3 in einer Bewegungsrichtung x entlang des Führungs elements 5 bewegt werden. Neben einem Haft-Gleit-Antrieb kann es sich bei dem elektromecha- nischen Antrieb 1a auch um einen Stehwellenmotor handeln, bei dem ein im Stator 2 unterge brachter elektromechanischer Aktor eine oder mehrere Friktionselemente umfasst, die bei geeig neter Anregung des Aktors eine definierte, vorzugsweise elliptische, Schwingungsbewegung aus führen und so das Führungselement 5 antreiben. In diesem Fall ist der Läufer 3 fest mit dem Führungselement 5 verbunden und bewegt sich samt Führungselement 5 in Bewegungsrichtung x relativ zum Stator 2. Darüber hinaus sind weitere Funktionsprinzipien des elektromechanischen Antriebs 1a denkbar. Beispielhaft wird hier noch auf die Möglichkeit eines Schreitmotors verwie sen.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das Führungselement 5 stabförmig ausgebildet. Der Läu fer 3 umfasst eine komplementär zur Stabform des Führungselements 5 ausgebildete Öffnung, durch die das Führungselement 5 hindurchragt. Das heißt, der Läufer 3 ist zumindest abschnitts weise durch eine Art Hülse gebildet, die mit dem Führungselement 5 in Kontakt steht. Weiterhin umfasst der Läufer 3 einen Befestigungsabschnitt, an dem ein Kopplungselement 4a befestigt werden kann. Im vorliegenden Fall ist das Kopplungselement 4a näherungsweise eine dünne H- förmige Platte, welche an einem ihrer Schenkel mit dem Läufer 3 gekoppelt ist und an dem ande ren Schenkel mit einem nicht dargestellten anzutreibenden Element gekoppelt werden kann. Da bei ist das Kopplungselement 4a so an den Läufer 3 gekoppelt, dass die Schenkel parallel zur Bewegungsrichtung x ausgerichtet sind.

Das Kopplungselement 4a wird im Folgenden mit Bezug auf die Fig. 2a und 2b näher beschrieben. Das Kopplungselement 4a in Gestalt einer H-förmigen Platte umfasst im Wesentlichen einen ring förmigen ebenen Versteifungskörper 4a1 (durch den gestrichelten Kreis angedeutet) und zwei integral mit diesem verbundene Laschen 4a4, die den Schenkeln der H-förmigen Platte entspre chen. Der ebene Versteifungskörper 4a1 stellt somit eine Verbindungsstelle der Schenkel dar. In jeder der Laschen 4a4 sind zwei Verbindungsabschnitte 4a2 in Form von Öffnungen ausgebildet. Die Verbindungsabschnitte 4a2 einer Lasche 4a4 sind, vorzugsweise über Schrauben 6, mit dem Läufer 3 gekoppelt, die Verbindungsabschnitte 4a2 der anderen Lasche 4a4 können, vorzugs weise über Schrauben 6, mit dem nicht dargestellten anzutreibenden Element gekoppelt werden. Im vorliegenden Fall weisen die Öffnungen, die die Verbindungsabschnitte 4a2 bilden, und die Öffnung, die im ringförmigen ebenen Versteifungskörper 4a1 vorgesehen ist, näherungsweise den gleichen Durchmesser auf.

Insbesondere sind die Verbindungsabschnitte 4a2 über Festkörpergelenke 4a3 mit dem ebenen Versteifungskörper 4a1 verbunden. Die Festkörpergelenke 4a3 sind dabei gebildet durch Ausspa- rungen 4a5 in den Laschen 4a4 sowie durch Einschnitte entlang der äußeren Kontur des Kopp lungselements 4a (Einschnitte zwischen den Schenkeln). Dadurch sind die Verbindungsab schnitte 4a2 gelenkig an den ebenen Versteifungskörper 4a1 angebunden. Der ebene Verstei fungskörper 4a1 weist, wie in Fig. 2a sichtbar dargestellt ist, entlang der gesamten Ringform einen größeren Materialquerschnitt auf als jedes der Festkörpergelenke 4a3, mit denen die Verbin dungsabschnitte 4a2 an den Versteifungskörper 4a1 angebunden sind (die Ringwandstärke der Ringform ist größer als die Breite jedes der Festkörpergelenke 4a3).

Des Weiteren ist das gesamte Kopplungselement 4a spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse s1 und zu einer senkrecht dazu angeordneten Mittelachse s2 ausgebildet. Das Kopplungselement 4a kann bevorzugt aus einem einstückigen Blech oder alternativ aus mehreren zusammengesetz ten Blechen bestehen.

Im Betrieb werden die Kräfte vom Läufer 3 über die zwei Verbindungabschnitte 4a2 einer Lasche 4a4 (eines Schenkels) in das Kopplungselement 4a eingeleitet und über die ringförmige Struktur des ebenen Versteifungskörpers 4a1 an die Verbindungsabschnitte 4a2 der zweiten Lasche 4a4 (des zweiten Schenkels) geleitet und von dort auf das anzutreibende Element übertragen. Da sich der ringförmige ebene Versteifungskörper 4a1 und die Verbindungsabschnitte 4a2 in der gleichen Ebene erstrecken, wird in dieser Ebene eine hohe Schubsteifigkeit erreicht. Dadurch kann die gewünschte Bewegungskomponente des Läufers 3, die in Bewegungsrichtung x wirkt, möglichst steif auf das anzutreibende Element übertragen werden, was die Präzision der Positionierbewe gung verbessert. Auf der anderen Seite werden Kräfte, die senkrecht zur Erstreckungsebene des Kopplungselements 4a auf die Verbindungsabschnitte 4a2 einwirken, aufgrund der gelenkigen und in diesem Lastfall biegeweich wirkenden Anbindung der Verbindungsabschnitte 4a2 an den ebenen Versteifungskörper 4a1 durch ein Aufbiegen oder Abbiegen der Verbindungsabschnitte 4a2 aufgenommen. Das heißt, aufgrund der geringen Biegesteifigkeit des Kopplungselements 4a in Bezug auf eine in der Ebene des Kopplungselements 4a liegende Achse können der Antrieb und das anzutreibende Element hinsichtlich parasitärer Bewegungskomponenten, entkoppelt wer den, was wesentlich zu einer störungsfreien und präzisen Funktion des Antriebs beiträgt.

Mit anderen Worten ist das Kopplungselement 4a so ausgebildet, dass es bei bestimmungsge mäßem Einsatz keine oder nur sehr geringfügige Deformationen in seiner Erstreckungsebene ausführt und vergleichsweise große Deformationen aus dieser Ebene heraus bzw. in einer Ebene senkrecht dazu.

Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs 1b ist in den Fig. 3a und 3b gezeigt. Analog zur ersten Ausführungsform umfasst der elektromechanische Antrieb 1b relativ zueinander bewegbare Einheiten in Form eines Stators 2 und eines Läufers 3. In diesem Fall ist der Läufer 3 mit den Enden zweier Führungselemente 5 verbunden, die durch Öffnungen im Stator 2 ragen und mit im Stator 2 untergebrachten elektromechanischen Aktoren in Eingriff stehen. Die Führungselemente 5 werden folglich von den Aktoren angetrieben und be wegen sich samt Läufer 3 relativ zum Stator 2 entlang der Bewegungsrichtung x. In Bezug auf den Stator 1 bzw. den Läufer 3 sind die Führungselemente 5 diametral gegenüberliegend ange ordnet. Ein Kopplungselement 4b ist sowohl mit dem Stator 2 als auch mit dem Läufer 3 verbun den. Die Anbindung des Kopplungselements 4b an den Stator 2 ist in den Fig. 4a und 4b nochmals verdeutlicht. Zu Anschauungszwecken ist in den Fig. 4a und 4b der Läufer 3 nicht dargestellt.

Fig. 5 zeigt das Kopplungselement 4b im Detail. Das Kopplungselement 4b umfasst einen ebenen Versteifungskörper 4b1 und vier integral mit diesem verbundene Laschen 4b4. In jeder Lasche 4b4 sind ein Verbindungsabschnitt 4b2 sowie Festkörpergelenke 4b3 zur gelenkigen Anbindung der Verbindungsabschnitte 4b2 an den ebenen Versteifungskörper 4b1 bereitgestellt. Analog zum Kopplungselement 4a sind die Festkörpergelenke 4b3 durch Aussparungen 4b5 und entspre chende Einschnitte zwischen den Laschen 4b4 ausgebildet. Damit umfasst das Kopplungsele ment 4b die gleichen Bestandteile wie das zuvor beschriebene Kopplungselement 4a. Auch die Funktionen der einzelnen Bestandteile des Kopplungselements 4b entsprechen den Funktionen der Bestandteile des Kopplungselements 4a. Das Kopplungselement 4b unterscheidet sich vom Kopplungselement 4a daher lediglich in der Anordnung und der konkreten Ausgestaltung sowie der Dimensionierung der einzelnen Bestandteile. Insbesondere beträgt der Durchmesser der im ringförmigen ebenen Versteifungskörper 4b1 ausgebildeten Öffnung ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens das Zehnfache, des jeweiligen Durchmessers der Öffnungen, die in den Verbindungs abschnitten 4b2 ausgebildet sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel weist der ebene Verstei fungskörper 4b1, wie in Fig. 5 sichtbar dargestellt ist, entlang der gesamten Ringform einen grö ßeren Materialquerschnitt auf als jedes der Festkörpergelenke 4b3, mit denen die Verbindungs abschnitte 4b2 an den Versteifungskörper 4b1 angebunden sind (die Ringwandstärke der Ring form ist größer als die Breite jedes der Festkörpergelenke 4b3).

Den Fig. 3 und 4 kann entnommen werden, dass die Verbindungsabschnitte 4b2, die in bezüglich des ebenen Versteifungskörpers 4b1 gegenüberliegenden Laschen 4b4 bereitgestellt sind, mit der gleichen Einheit verbunden sind. Das heißt, für den Fall, dass die entlang der Mittelachse s1 angeordneten Verbindungsabschnitte 4b2 mit dem Stator 2 verbunden sind, sind die entlang der Mittelachse s2 angeordneten Verbindungsabschnitte 4b2 mit dem Läufer 3 verbunden. Da das Kopplungselement 4b spiegelsymmetrisch zur Mittelachse s1 und zur Mittelachse s2 ausgebildet ist, können auch die entlang der Mittelachse s2 angeordneten Verbindungsabschnitte 4b2 mit dem Stator 2 verbunden sein und die entlang der Mittelachse s1 angeordneten Verbindungsabschnitte 4b2 mit dem Läufer 3 verbunden sein.

Die Verbindungsabschnitte 4b2 werden vorzugsweise über Schrauben 6 mit dem Stator 2 bzw. dem Läufer 3 verbunden, wobei Distanzringe 7 zwischen jedem Verbindungsabschnitt 4b2 und der entsprechenden Anlageseite des Stators 2 und des Läufers 3 bereitgestellt sind. Dadurch liegt das Kopplungselement 4b nicht plan auf der Anlageseite des Stators 2 bzw. des Läufers 3 auf, sondern ist beanstandet von diesen Anlageseiten angeordnet.

Wie vorstehend bereits erwähnt, erfolgt der Antrieb des Läufers 3 über zwei diametral gegenüber liegende Führungselemente 5, die durch Öffnungen im Stator 2 ragen und sich relativ zu diesem bewegen. Um ein Verklemmen des elektromechanischen Antriebs 1b zu verhindern, ist es erfor derlich, dass die Führungselemente 5, insbesondere deren Längsachsen, stets im gleichen Ab stand zueinander und exakt deckungsgleich mit den Längsachsen der Öffnungen im Stator 2 aus gerichtet sind. Mithilfe des Kopplungselements 4b, das sowohl mit dem Stator 2 als auch mit dem Läufer 3 verbunden ist, können Kräfte, die senkrecht zur Bewegungsrichtung x auf den Läufer 3 wirken, direkt in den Stator 2 abgeleitet werden, sodass die Position und Lage des Läufers 3 und der Führungselemente 5 von diesen Kräften nicht beeinflusst wird. Das heißt, eine senkrecht zur Bewegungsrichtung x auftretende parasitäre Bewegungskomponente des Läufers 3 wird aufgrund der hohen Schubsteifigkeit des Kopplungselements 4b in seiner Erstreckungsebene blockiert, so dass der Läufer 3 relativ zum Stator 2 in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung x präzise zentriert werden kann, was maßgeblich zu einem störungsfreien Antrieb beiträgt und ein Verklem men der Führungselemente 5 in Bezug auf den Stator 2 verhindert.

Auf der anderen Seite werden Kräfte, die in Bewegungsrichtung x auf die Verbindungsabschnitte 4b2 des Kopplungselements 4b wirken, durch die gelenkige und in diesem Lastfall biegeweich wirkende Anbindung der Verbindungsabschnitte 4b2 an den ebenen Versteifungskörper 4b1 durch ein Aufbiegen oder Abbiegen der Verbindungsabschnitte 4b2 aufgenommen. Das heißt, aufgrund der geringen Biegesteifigkeit des Kopplungselements 4b in Bezug auf eine in der Ebene des Kopplungselements 4b liegende Achse, lässt das Kopplungselement 4b eine gewünschte, in Bewegungsrichtung x wirkende Bewegungskomponente des Läufers 3 zu, sodass der Läufer 3 relativ zum Stator 2 bewegt werden kann. Der mögliche Stellweg des Läufers 3 ist dabei von der elastischen Biegeverformungskapazität des Kopplungselements 4b abhängig. Analog zum Kopplungselement 4a ist das Kopplungselement 4b daher so ausgebildet, dass es bei bestimmungsgemäßem Einsatz keine oder nur sehr geringfügige Deformationen in seiner Er streckungsebene ausführt und vergleichsweise große Deformationen aus dieser Ebene heraus bzw. in einer Ebene senkrecht dazu.

Weiterhin kann auch das Kopplungselement 4b aus einem einstückigen Blech oder aus mehreren zusammengesetzten Blechen bestehen.

Die obigen Ausführungen beschreiben zwei Kopplungselemente 4a, 4b, bei denen die Verbin dungsabschnitte 4a2, 4b2 bzw. die die Verbindungsabschnitte 4a2, 4b2 aufweisenden Laschen 4a4, 4b4 außerhalb des ringförmigen, ebenen Versteifungskörpers 4a1, 4b1 angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Verbindungsabschnitte 4a2, 4b2 innerhalb des ringförmigen, ebe nen Versteifungskörpers angeordnet sind, z.B. um entsprechenden Bauraumanforderungen ge recht zu werden. Außerdem können so nochmals andere Dimensionierungen des ebenen Ver steifungskörpers 4a1, 4b1 und der Verbindungsabschnitte 4a2, 4b2 bzw. der Laschen 4a4, 4b4 realisiert werden, wodurch sich die entsprechenden Steifigkeiten des Kopplungselements 4a, 4b je nach Anwendungsfall anpassen lassen.

Bezugszeichenliste

1a, 1b elektromechanischer Antrieb 2 Stator 3 Läufer

4a, 4b Kopplungselement 4a1, 4b1 ebener Versteifungskörper 4a2, 4b2 Verbindungsabschnitt 4a3, 4b3 Festkörpergelenk 4a4, 4b4 Lasche 4a5, 4b5 Aussparung

5 Führungselement

6 Schraube 7 Distanzring s1, s2 Mittelachse x Bewegungsrichtung

Claims

Ansprüche

1. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) mit zwei relativ zueinander bewegbaren Einheiten (2, 3) und einem Kopplungselement (4a, 4b), das einen ebenen Versteifungskörper (4a1, 4b1) und wenigstens zwei gelenkig an den Versteifungskörper (4a1, 4b1) angebundene Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) aufweist, wobei mindestens einer der Verbindungsab schnitte (4a2, 4b2) an eine der Einheiten (2, 3) gekoppelt ist.

2. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4a, 4b) fest mit mindestens einer der Einheiten (2, 3) verbunden ist.

3. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein anderer der Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) an die andere der Einheiten (2, 3) gekoppelt oder mit einem anzutreibenden Element koppelbar ist.

4. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten (2, 3) entlang einer Bewegungsrichtung (x) relativ zueinander bewegbar sind und sich der ebene Versteifungskörper (4a 1, 4b1) in ei ner zur Bewegungsrichtung (x) parallelen oder senkrechten Ebene erstreckt.

5. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2), und vorzugs weise das gesamte Kopplungselement (4a, 4b), in der gleichen Ebene erstrecken wie der ebene Versteifungskörper (4a1, 4b1).

6. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungsabschnitt (4a2, 4b2) über wenigstens ein Festkörpergelenk (4a3, 4b3) an den ebenen Versteifungskörper (4a1, 4b1) angebun den ist.

7. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Versteifungskörper (4a1, 4b1) ringförmig aus gebildet ist.

8. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) innerhalb oder au ßerhalb des ebenen Versteifungskörpers (4a1, 4b1) angeordnet sind.

9. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) spiegelsymmet risch in Bezug auf eine Mittelachse (s1, s2) des ebenen Versteifungskörpers (4a1, 4b1), vorzugsweise doppelt spiegelsymmetrisch in Bezug auf zwei Mittellachsen (s1, s2), be sonders bevorzugt doppelt spiegelsymmetrisch in Bezug auf zwei sich im rechten Winkel schneidende Mittelachsen (s1, s2), angeordnet sind, wobei sich die Mittelache (s1, s2) bzw. die Mittelachsen (s1, s2) in der Ebene des ebenen Versteifungskörpers (4a 1, 4b1) erstrecken.

10. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4a, 4b) vier Verbindungsab schnitte (4a2, 4b2) umfasst, von denen zwei erste Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) dar stellen, die mit einer der Einheiten (2, 3) gekoppelt sind, und zwei zweite Verbindungsab schnitte (4a2, 4b2), die mit der anderen der Einheiten (2, 3) gekoppelt oder mit einem anzutreibenden Element koppelbar sind.

11. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine die ersten Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) verbindende Linie und eine die zweiten Verbin dungsabschnitte (4a2, 4b2) verbindende Linie parallel zueinander verlaufen oder sich rechtwinklig schneiden.

12. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungsabschnitt (4a2, 4b2) eine Öffnung, vor zugsweise in kreisrunder Form, besonders bevorzugt mit einem umlaufenden Steg, zur Kopplung mit einer der Einheiten (2, 3) oder einem anzutreibenden Element (5), vorzugs weise über eine Schraube (6), umfasst.

13. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (4a2, 4b2) in integral mit dem ebenen Versteifungskörper (4a 1, 4b1) verbundenen Laschen (4a4, 4b4) angeordnet sind und Festkörpergelenke (4a3, 4b3) durch Aussparungen (4a5, 4b5) in den Laschen (4a4, 4b4) gebildet sind.

14. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4a, 4b) ein einstückiges ebenes Blech ist oder aus mehreren ebenen Blechen zusammengesetzt ist.

15. Elektromechanischer Antrieb (1a, 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zueinander bewegbaren Einheiten durch einen Stator (2) und einen Läufer (3) gebildet sind, wobei der Läufer (3) relativ zum Stator (2), vorzugsweise mittels einem oder mehreren Führungselementen (5) bewegbar ist.