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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Stellglied, das ein Verschiebungselement durch Übertragen einer Antriebskraft von einem Antriebsabschnitt auf das Verschiebungselement mit Hilfe einer Gewindespindel verschiebt.
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Als Vorrichtung zum Transportieren eines Werkstücks oder dergleichen sind elektrische Stellglieder bekannt, bei denen eine Förderspindel durch eine Drehantriebskraft einer Drehantriebsquelle, bspw. einen Motor oder dergleichen, angetrieben wird, um dadurch einen Gleiter, welcher das Werkstück transportiert, zu verschieben.
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Beispielsweise ist bei dem elektrischen Stellglied
1, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 10-285867 A beschrieben und in
16 dargestellt ist, ein Motor
3 mit einem Ende eines Gehäuses
2, das eine hohle Form aufweist, gekoppelt, und eine Betätigungswelle
4 ist hin und her gehend durch das Innere des Gehäuses
2 eingesetzt. Eine Förderspindelwelle
6 ist über eine Kupplung
5 mit dem Motor
3 gekoppelt. Eine Mutter
7 ist auf die Förderspindelwelle
6 geschraubt. Außerdem wird als Folge der Tatsache, dass die Mutter
7 in der Betätigungswelle
4 aufgenommen ist und mit dieser in Eingriff steht, die Förderspindelwelle
6 durch Antreiben des Motors
3 gedreht, was damit verbunden ist, dass die Mutter
7 und die Betätigungswelle
4 in der axialen Richtung vorwärts und rückwärts verschoben werden.
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Bei dem oben beschrieben Stand der Technik wird aber die Förderspindelwelle 6 an lediglich einer Stelle durch ein Lager 8 an einer Seite getragen, an welcher der Motor 3 angeordnet ist. Da die andere Endseite der Förderspindelwelle 6 an der Seite des Gehäuses 2 ein freies Ende bildet, besteht für den Fall, dass die Länge der Förderspindelwelle 6 in der axialen Richtung lang ist, die Befürchtung, dass die andere Endseite sich schrägstellt und eine exzentrische Position einnimmt. Als Folge hiervon werden Vibrationen generiert, wenn die Förderspindelwelle 6 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird.
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Obwohl an der einen Endseite der Förderspindelwelle 6 eine Stelle vorgesehen ist, die durch das Lager 8 getragen wird, differiert bei dem elektrischen Stellglied 1 außerdem die Länge der Förderspindelwelle 6 in Abhängigkeit von der Größe des Hubes (Hublänge) des elektrischen Stellgliedes 1 in der axialen Richtung. Da die Tragstelle durch das Lager 8 sich ebenfalls ändert, ist es in jedem Fall außerdem notwendig, eine Bearbeitung über die gesamte Hublänge vorzunehmen was zu Komplikationen führt. Außerdem ist es notwendig, vorab verschiedene Förderspindelwellen 6 mit unterschiedlichen Längen vorzubereiten, Dementsprechend wird die Produktivität (einfache Herstellung) des elektrischen Stellgliedes 1 mit der Förderspindelwelle 6 nachteilig beeinflusst und gesenkt.
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Wenn die Mutter 7 innerhalb des Gehäuses 2 in der axialen Richtung verschoben wird, besteht beim Drehen der Förderspindelwelle 6 außerdem die Befürchtung, dass die Mutter 7 zusammen mit der Förderspindelwelle 6 gedreht wird.
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Aus der
US 4,137,784 A ist ein elektromechanisches Stellglied mit einer durch einen Motor angetriebenen Gewindespindel bekannt. Auf die Gewindespindel ist eine Antriebsmutter geschraubt, die rotatorisch mit einem beweglichen inneren Zylinder verbunden ist, indem der bewegliche innere Zylinder auf einen Gewindeabschnitt der Antriebsmutter geschraubt ist. Das nicht angetriebene Ende der Gewindespindel weist einen gewindelosen Abschnitt auf, welcher eine Kunststoffführung und eine Scheibe trägt, die durch einen Schnappring in ihrer Position gehalten werden. Die Führung umgibt den gewindelosen Abschnitt und liegt unmittelbar an der inneren Umfangsfläche des Kolbens an.
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Die
DE 31 18 805 C2 bezieht sich auf eine Linearantriebseinheit mit einem Motor in einem Gehäuse der Lirearantriebseinheit, in dem eine Gewindespindel aufgenommen ist. Das angetriebene Ende der Spindel wird durch Lager abgestützt, während der Rest der Spindel von einer rohrartigen Kolbenstange umgeben ist, wobei die rechte Endseite der Spindel innerhalb der Stange mittels eines Kugellagers gelagert ist. Das Kugellager ist auf einem schmaleren Endabschnitt der Gewindespindel angeordnet und liegt an dem Hauptteil der Gewindespindel mit seiner linken Seite an. Ein Ring ist zwischen dem Kugellager und der hohen Kolbenstange angeordnet und liegt gleichzeitig auch an der rechten Seite des Kugellagers an.
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In der
WO 2005/079134 A2 ist ein Linearstellartrieb mit einem Elektromotor beschrieben, der eine Spindel über ein Reduktionsgetriebe antreibt. Die Spindel ist von einem rohrförmigen Kolben umgeben. Über eine Spindelmutter wird die Drehbewegung der Spindel in Linearbewegung des rohrförmigen Kolbens überführt. Die Spindel ist an ihrem angetriebenen Ende in einem Gehäuse mittels eines Kugellagers gelagert. Das zweite Ende der Spindel ist innerhalb des rohrförmigen Kolbens angeordnet, wobei ein zusätzlicher Schutzmechanismus an dem äußeren Ende der Spindel vorgesehen ist, für den Fall, dass ein Endanschlag versagt. Der mechanische Stopp umgibt die äußere Umfangsfläche des Endes der Spindel und liegt an der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Kolbens mit seiner äußeren Umfangsfläche an.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Stellglied vorzuschlagen, bei dem die Verschiebung in einer Drehrichtung eines Verschiebungselements bei der Verschiebung des Verschiebungselements zuverlässig verhindert wird. Außerdem soll eine exzentrische Anordnung der Förderspindelwelle verhindert werden, um zu gewährleisten, dass das Verschiebungselement mit hoher Genauigkeit verschoben wird. Schließlich soll die Produktivität des elektrischen Stellgliedes verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das elektrische Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Grundkörper, einen Antriebsabschnitt, der durch die Zufuhr von elektrischem Strom drehend angetrieben wird, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus, der mit dem Antriebsabschnitt verbunden ist, um eine Antriebskraft von dem Antriebsabschnitt zu übertragen, einen Verschiebungsmechanismus, der an dem Grundkörper vorgesehen ist und eine Förderspindel aufweist, die durch die Antriebskraft, welche durch den Antriebskraftübertragungsmechanismus übertragen wird, in Drehrichtung verschoben wird, und ein Verschiebungselement, das in Gewindeeingriff mit der Gewindespindel steht und in einer axialen Richtung des Grundkörpers verschoben wird, ein Verbindungselement, das mit einem Ende der Förderspindel gekoppelt und mit dem Antriebskraftübertragungsmechanismus verbunden ist, einen Tragmechanismus zum Abstützen der Gewindespindel in einer radialen Richtung, und einen Rotationsreguliermechanismus, der an einer äußeren Umfangsfläche des Verschiebungselements angeordnet ist und der in eine Nut des Grundkörpers eingreift und eine Drehverschiebung des Verschiebungselements begrenzt. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Tragmechanismus an einem anderen Ende der Gewindespindel vorgesehen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Stellglieds gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 ist ein Schnitt durch das elektrische Stellglied gemäß 1,
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3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1,
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4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die teilweise geschnitten ist und die Umgebung eines Verbinders darstellt, der an einem Ende der Gewindespindel angeordnet ist,
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5 ist ein vergrößerter Schnitt in der Nähe eines Tragrings, der an einem anderen Ende der Gewindespindel angeordnet ist,
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6 ist ein seitlicher Schnitt, der die Umgebung des Tragrings und eines Halters, die in 5 gezeigt sind, darstellt,
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7 ist ein vergrößerter Schnitt, der ein modifiziertes Beispiel eines Tragrings zeigt, in dem eine Schmiernut an einer äußeren Umfangsfläche vorgesehen ist,
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8A ist ein vergrößerter Schnitt, der ein modifiziertes Bespiel eines Tragrings zeigt, in dem Agitationsnuten vorgesehen sind, um ein Schmiermittel an einer äußeren Umfangsfläche des Tragrings in Bewegung zu versetzen,
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8B ist eine Draufsicht auf den Tragring gemäß 8A,
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9 ist eine perspektivische Ansicht eines Kolbens, der ein Rotationsstoppelement aufweist, das an seiner äußeren Umfangsfläche angebracht ist,
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10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Kolbens gemäß 9, einer Verschiebungsmutter und des Rotationsstoppelementes,
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11 ist ein vertikaler Schnitt, der den Kolben gemäß 9 und das Rotationsstoppelement zeigt,
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12 ist ein seitlicher Schnitt, der die Umgebung des Tragrings und eines Halters bei dem elektrischen Stellglied gemäß 2 zeigt,
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13A ist ein vergrößerter Schnitt, der ein Rotationsstoppelement gemäß eines modifizierten Beispiels zeigt, bei dem Agitationsnuten an dessen äußere Umfangfläche vorgesehen sind,
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13B ist ein Draufsicht auf das Rotationsstoppelement gemäß des modifizierten Beispiels, das in 13A gezeigt ist,
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14 ist ein Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem die Verschiebungsmutter und der Kolben in dem elektrischen Stellglied gemäß 1 zu einer anderen Endseite des Grundkörpers verschoben sind,
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15 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Stellglieds gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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16 ist ein Schnitt durch ein elektrisches Stellglied gemäß dem Stand der Technik.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein elektrisches Stellglied gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst das elektrische Stellglied 10 einen länglichen Grundkörper 12, der sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt, eine Abdeckeinheit 14, die mit einem Ende des Grundkörpers 12 gekoppelt ist, einen Antriebsabschnitt 16, der im Wesentlichen parallel zu dem Grundkörper 12 angeordnet ist und der durch ein ihm zugeführtes elektrisches Signal drehend angetrieben wird, einen Verschiebungsmechanismus 20 der im Inneren des Grundkörpers 12 vorgesehen ist und der eine Verschiebungsmutter 18 aufweist, die durch eine Antriebskraft von dem Antriebsabschnitt 16 mit einem bestimmten Hub verschoben werden kann, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 22, welcher die Antriebskraft von dem Antriebsabschnitt 16 auf den Verschiebungsmechanismus überträgt.
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Eine Öffnung 24, die sich mit einem kreisförmigen Querschnitt öffnet, tritt in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Grundkörpers 12 durch. An der äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers 12 ist eine Vielzahl von Sensorbefestigungsnuten 26 vorgesehen, die sich in der axialen Richtung erstrecken.
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Ein Gehäuse 28 ist mit einem Ende des Grundkörpers 12 verschraubt. Ein Adapter 30 der Abdeckeinheit 14, die den Grundkörper 12 und den Antriebsabschnitt 16 verbindet, ist an einem Ende des Grundkörpers durch das Gehäuse 28 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 28 ist ein Paar erster Lager 32 parallel zueinander vorgesehen. Die ersten Lager 32 werden durch reinen Lagerhalter 34, der mit dem Gehäuse 28 verschraubt ist, an ihrer Position gehalten. Durch diese Anordnung werden die ersten Lager 32 im Inneren des Gehäuses 28 gehalten.
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Außerdem ist ein erster Dämpfer 36 an einem Ende des Gehäuses 28 neben dem Lagerhalter 34 angebracht. Der erste Dämpfer 36 besteht aus einem elastischen Material, bspw. Gummi, Urethan oder dergleichen, und ist so angeordnet, dass er der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 zugewandt ist.
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Andererseits ist an dem anderen Ende des Grundkörpers 12 eine zylindrisch geformte Stangenabdeckung 38 innerhalb der Öffnung 24 aufgenommen, wobei die Stangenabdeckung 38 durch einen Stoppring (Anschlag) 39, welcher mit einer Stufe der Öffnung 23 ein Eingriff tritt, an ihrer Position in der Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) fixiert wird. Eine Stangendichtung 40 und ein Hülse 42, die in Gleitkontakt mit einer später beschriebenen Kolbenstange 62 stehen, sind an einer inneren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 38 vorgesehen. Ein zweiter Dämpfer 44 aus einem elastischen Material (bspw. Gummi oder Urethan) ist so angebracht, dass er der einen Endseite des Grundkörpers 12 zugewandt ist.
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Nuten 46, die in einer radialen Richtung zurückgesetzt sind und sich entlang der Axialrichtung erstrecken, sind an einer inneren Umfangsfläche der Öffnung 24 ausgebildet. Ein Rotationsstoppelement (Rotationsbegrenzungsmechanismus) 50, das an einem Kolben (Verschiebungselement) 48 eines später beschriebenen Verschiebungsmechanismus 20 vorgesehen ist, ist in die Nut 46 eingesetzt. Die Nuten 46 sind mehrfach (bspw. vier) an der inneren Umfangsfläche der Öffnung 24 vorgesehen und voneinander durch gleiche Abstände in der Umfangsrichtung beabstandet (vgl. 12).
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Die Abdeckeinheit 14 umfasst einen hohlen Adapter 30, der mit einem Ende des Grundkörpers 12 und einem Ende des Antriebsabschnitts 16 verbunden ist und den Antriebskraftübertragungsmechanismus 22 aufnimmt, und eine Scheibenabdeckung 52, welche eine Öffnung des Adapters 30 verschließt und blockiert. Im Einzelnen werden der Grundkörper 12 und der Antriebsabschnitt 16 über die Abdeckeinheit 14 im Wesentlichen parallel zueinander verbunden (vgl. 2).
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Der Antriebsabschnitt 16 besteht bspw. aus einer Drehantriebsquelle 54 mit einem Gleichstrommotor, einem Schrittmotor oder dergleichen, die durch elektrischen Strom, welcher von einer nicht dargestellten Stromquelle zugeführt wird, drehend angetrieben wird. Der Antriebsabschnitt 16 ist mit dem einen Ende des Grundkörpers 12 über den Adapter 30 gekoppelt, der an einem Ende des Antriebsabschnitts 16 ausgebildet ist. Eine Antriebsscheibe 56 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 22 ist an einer Antriebswelle 54a des Antriebsabschnitts 16 angebracht.
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Der Verschiebungsmechanismus 20 umfasst eine Gewindespindel 58, die in dem Grundkörper 12 aufgenommen ist, die Verschiebungsmutter 18, die mit der Gewindespindel 58 verschraubt ist, einen Kolben 48, der an einer äußeren Umfangsseite der Verschiebungsmutter 18 angebracht ist, eine Kolbenstange 62, die mit einem Ende des Kolbens 48 verbunden ist, und eine Buchse 64, die das Ende der Kolbenstange 62 verschließt und blockiert.
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Die Gewindespindel 58 weist eine längliche Form in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) auf, wobei an ihrer äußeren Umfangsfläche ein Gewinde eingeschnitten ist. Ein Ende der Gewindespindel 58 ist an der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Grundkörpers 12 vorgesehen, wobei ein Verbinder (Verbindungselement) 66 mit diesem Ende der Gewindespindel 58 gekoppelt ist.
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Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, besteht der Verbinder 66 aus einem metallischen Material, das bspw. durch eine Schneidbearbeitung, Schmieden, eine plastische Bearbeitung oder dergleichen geformt wurde. Außerdem umfasst der Verbinder 66 eine Welle 68 und ein rohrförmiges Element 70, das in einer zylindrischen Form angrenzend an die Welle 68 ausgebildet ist. Ein Ende der Gewindespindel 58 ist durch ein Schrumpfpassung in das Innere des rohrförmigen Elements 70 eingesetzt und hierdurch mit diesem verbunden. Bspw. in dem Fall, dass die Gewindespindel 58 und der Verbinder 66 durch eine Schrumpfpassung miteinander verbunden sind, nachdem der Verbinder 66 auf eine Temperatur von etwa 100°C bis 350°C aufgeheizt wurde, wird die Gewindespindel 68 mit normaler Raumtemperatur in den Verbinder 66 eingesetzt, woraufhin dessen Aufschrumpfung durchgeführt wird (d. h. der Verbinder 66 schrumpft beim Abkühlen, so dass sich eine feste Verbindung mit der Gewindespindel ergibt). Dementsprechend kann der Verbinder 66 einfach und fest mit der Gewindespindel 58 verbunden werden.
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Außerdem ist das Verfahren zur Verbindung der Gewindespindel 58 mit dem Verbinder 66 nicht auf die oben beschriebene Schrumpfverbindung beschränkt. Bspw. kann die Gewindespindel 58 auch mit einem Klebemittel beschichtet und/oder durch eine Presspassung. mit dem rohrförmigen Element verbunden werden. Auf diese Weise kann die Gewindespindel 58 fest durch das Klebemittel mit dem rohrförmigen Element 70 verbunden werden.
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Die äußere Umfangsseite des rohrförmigen Elements 70 wird durch die ersten Lager 32, die in dem Grundkörper 12 bzw. dem Adapter 30 vorgesehen sind, drehend gehalten. Gleichzeitig wird die Welle 68 durch ein zweites Lager 72, das in dem Adapter 30 vorgesehen ist, drehbar gehalten. Außerdem ist eine Abtriebsscheibe 110, die einen Teil des Antriebskraftübertragungsmechanismus 22 bildet, durch eine Schraubverbindung mit der Welle 68 verbunden. Das zweite Lager 72 ist um einen festgelegten Abstand von den ersten Lagern 32 beabstandet und koaxial zu diesen angeordnet. Im Einzelnen wird das eine Ende der Gewindewelle 58 über den Verbinder 66 durch die ersten und zweiten Lager 32, 72 drehbar gehalten.
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Außerdem umfasst der Verbinder 66 einen Flansch 74, der sich radial nach außen erweitert und einem Ende des rohrförmigen Elements 70 gegenüber liegt, wobei der Flansch 74 an einer Seitenfläche der ersten Lager 32 anliegt. Aus diesem Grunde werden die ersten Lager 32 sandwichartig zwischen dem Flansch 74 und einem Ende des Gehäuses 28 gehalten, so dass die ersten Lager 32 innerhalb des Gehäuses 28 aufgenommen und gehalten werden. Zu dieser Zeit ist eine Verschiebung der ersten Lager 32 in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils B) begrenzt.
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Anders ausgedrückt dient der Flansch 74 als ein Stopper, der in der Lage ist, eine Verschiebung der ersten Lager 32 in der axialen Richtung zu begrenzen, wobei die ersten Lager 32 zwischen dem Gehäuse 28 und dem Flansch 74 des Verbinders 66 gehalten werden.
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Andererseits ist die andere Endseite (in der Richtung des Pfeils B) der Gewindespindel 58 in das Innere der Kolbenstange eingesetzt. Ein ringförmiger Tragring (Ringkörper) 78 ist durch einen Halter 76 auf dem Ende der Gewindespindel 58 angeordnet (vgl. 5). Der Tragring 78 und der Halter 76 dienen gemeinsam als ein Tragmechanismus, welcher das einen Ende der Spindelwelle 58 in der radialen Richtung trägt und abstützt.
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Der Halter 76 ist in einer ähnlichen Weise wie der oben beschriebene Verbinder 66 bspw. durch Aufschrumpfen auf der äußeren Umfangsseite der Gewindespindel 58 angebracht. Das Verfahren zum Verbinden des Haltern 76 mit der Gewindespindel 78 ist nicht auf das oben beschriebene Aufschrumpfen beschränkt. Beispielsweise kann die Gewindespindel 78 auch in den Halter 76 eingepresst werden, oder die Gewindespindel 58 kann mit einem Klebemittel beschichtet und dann in den Halter 76 eingepresst werden, um an diesem befestigt und gesichert zu werden.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist eine konkave Nut 76a, in welcher der Tragring 78 angebracht ist, an der äußeren Umfangsfläche des Halters 76 vorgesehen. Der Tragring 78, wie er in den 5 und 6 gezeigt ist, ist radial erweiterbar und in die Nut 76a des Halters 76 eingesetzt und entlang der Nut 76a drehbar vorgesehen. Wie in 6 gezeigt ist, umfasst der Tragring 78 außerdem eine Mehrzahl von Tragelementen 80, die von der äußeren Umfangsfläche des Halters 76 radial nach außen vorstehen. Die Tragelemente 80 sind um gleiche Abstände in der Umfangsrichtung des Tragrings 78 voneinander beabstandet.
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Im Einzelnen ist die äußere Umfangsfläche des Drahtrings 78 in einer ungleichmäßigen (konkaven/konvexen) Form mit einer Mehrzahl von (bspw. vier) Tragelementen 80 ausgebildet.
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Außerdem werden die Tragelemente 80 in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche der Kolbenstange 62 versetzt, so dass die Kolbenstange 62 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschiebbar gehalten wird. Eine Endseite (in der Richtung des Pfeils A) und die andere Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 kommunizieren hierbei durch Räume 82, die zwischen benachbart vorgesehenen Tragelementen 80 ausgebildet sind.
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Wenn der Kolben 48 entlang des Inneren des Grundkörpers 12 verschoben wird, kann außerdem ein Verschiebungswiderstand des Kolbens 48, der andernfalls in der Gegenwart eines solchen abgedichteten Raumes auftreten würde, vermieden werden, da innerhalb der Kolbenstange 62 Luft frei durch den Tragring 78 von der einen Endseite zu der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 strömen kann.
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An den Tragelementen 80 ist der Querschnitt der Gleitflächen 80a, die in Gleitkontakt mit der Kolbenstange 62 treten, in der axialen Richtung des Tragrings 78 gekrümmt oder sich verjüngend ausgebildet. Aus diesem Grunde kann der Gleitwiderstand, der auftritt, wenn sich die Kolbenstange 62 gleitend entlang der Tragelemente 80 verschiebt, verringert werden. Gleichzeitig kann ein Schmiermittel, bspw. Schmierfett oder dergleichen, das in der Umgebung des Tragrings 78 verwendet wird, in geeigneter Weise in Kontakt mit den Gleitflächen 80a der Tragelemente 80 gebracht werden.
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Außerdem kann, wie in 7 gezeigt ist, eine Schmiernut 84 mit einer ringförmigen Gestalt in der Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsfläche des Tragrings (Ringkörper) 78a vorgesehen werden, wobei ein Schmiermittel, wie Schmierfett oder dergleichen in die Schmiernut 84 eingefüllt wird. Da das Schmiermittel in geeigneter Weise auf die äußere Umfangsfläche des Tragrings 78a sowie auch die innere Umfangsfläche der Kolbenstange 62 aufgebracht wird, wird der Widerstand abgesenkt, wenn die Kolbenstange 62 durch den Tragring 78a gleitend gehalten wird, und die Kolbenstange 62 kann gleichmäßig verschoben werden. Die Schmiernut 84 kann auch helixförmig an der äußeren Umfangsfläche des Tragrings 78 vorgesehen sein. Wenn die Kolbenstange 62 in der axialen Richtung verschoben wird, kann in einem solchen Fall eine Rotationskraft auf den Tragring 78 aufgebracht werden, was damit verbunden ist, dass das Schmiermittel in der Schmiernut 84 agitiert (in Bewegung versetzt) und wirksam aufgebracht wird.
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Wie in den 8A und 8B gezeigt ist, können außerdem die Tragelemente 80 des Tragrings (Ringkörper) 78b Agitierungsnuten 85 aufweisen, die um einen festgelegten Winkel gegenüber der Achse des Tragrings 78b geneigt und außerdem mit einer festgelegten Tiefe von der äußeren Umfangsfläche der Tragelemente 80 zurückgesetzt sind. Anders ausgedrückt weisen die Agitierungsnuten 85 eine dreieckige Form auf, wobei sie gleichmäßig über den Tragring 78b verteilt sind und im Wesentlichen den gleichen Raum einnehmen wie die Tragelemente 80. Die Agitierungsnuten 85 sind jeweils in den mehreren Tragelemente 80 vorgesehen.
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Wenn die Kolbenstange 82 in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B in 2) verschoben wird, gleitet der Tragring 78, an dem die Agitierungsnuten 85 ausgebildet sind, in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Kolbenstange 62. Aufgrund des Schmiermittels, bspw. Schmierfett oder dergleichen, das in die Agitierungsnuten 85 eintritt (siehe den Pfeil in 8B), wird das Schmiermittel durch die Agitierungsnuten 85 in einer schrägen Richtung relativ zu der Achse der Kolbenstange 62 geführt. Da das Schmiermittel bei einer Verschiebung der Kolbenstange 62 durch die Agitierungsnuten 85 in einer Umfangsrichtung zugeführt wird, kann im Einzelnen die Schmierung zwischen der inneren Umfangsfläche der Kolbenstange 62 und dem Drahtring 78b zuverlässig und effizient durchgeführt werden. Anders ausgedrückt kann durch die Nutzung der Verschiebung der Kolbenstange 62 das Schmiermittel die Schmierung in der Nähe des Tragrings 78b zuverlässig und effizient durchführen, wobei das Schmiermittel in einer Umfangsrichtung an der Innenseite der Kolbenstange 62 bewegt wird.
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Als Folge hiervon kann das Schmiermittel gleichmäßig zwischen der Kolbenstange 62 und dem Tragring 78b aufgebracht werden, wodurch die Schmierung zuverlässig durchgeführt werden kann. Da eine Verschlechterung des Schmiermittels verhindert werden kann, kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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Die Verschiebungsmutter 18 weist eine zylindrische Form auf mit einer axialen Gewindeöffnung (nicht dargestellt) in ihrer Mitte. Die Gewindespindel 58 ist in die Gewindeöffnung eingeschraubt. Bei Drehung der Gewindespindel 58 wird die Verschiebungsmutter 18 im Inneren des Grundkörpers 12 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben.
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Wie in den 9 bis 11 gezeigt ist, umfasst der Kolben 48 einen Abschnitt 86 mit großem Durchmesser, der eine zylindrische Form aufweist und die Verschiebungsmutter 18 aufnimmt, und einen Abschnitt 88 mit kleinem Durchmesser, der angrenzend an den Abschnitt 86 mit großem Durchmesser vorgesehen und mit der Kolbenstange 62 verbunden ist. In einem Zustand, in dem die Verschiebungsmutter 18 in den Abschnitt 86 mit großem Durchmesser eingesetzt ist, werden außerdem der Kolben 48 und die Verschiebungsmutter 18 durch Einsetzen eines Verriegelungsstiftes 90 von einer äußeren Umfangsseite miteinander verbunden.
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Ein Magnet 92 ist an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 86 mit großem Durchmesser in einer Ringnut an einer Stelle an einer Seite (in der Richtung des Pfeils B) neben dem Abschnitt 88 mit kleinem Durchmesser angebracht. Ein durch den Magneten 92 erzeugtes Magnetfeld wird durch einen Positionsdetektionssensor (nicht dargestellt) erfasst, der in einer Sensornut 26 des Grundkörpers 12 installiert ist. Hierdurch kann die Position des Kolbes 48 innerhalb des elektrischen Stellgliedes 10 überprüft werden.
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An der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 86 mit großem Durchmesser ist außerdem eine Befestigungsaussparung 94 ausgebildet, die durch einen Bereich an einer Endseite des Grundkörpers 12 (in der Richtung des Pfeils A) definiert wird, der radial nach innen zurückgesetzt ist. An der Umfangsfläche ist ein gerändelter Abschnitt (geriffelter Abschnitt) 96 ausgebildet, der eine Mehrzahl von Zacken mit einer ungleichmäßigen (konkaven/konvexen) Form in radialer Richtung aufweist. An dem Ende des Abschnitts 86 mit großem Durchmesser ist neben dem gerändelten Abschnitt 96 ist eine ringförmige Eingriffsnut 98 ausgebildet, deren Durchmesser weiter zurückgesetzt ist als der des gerändelten Abschnitt 96. Ein Abschnitt eines Rotationsstoppelementes 50 (wird unten beschrieben) ist an der Befestigungsaussparung 94 mit dem gerändelten Abschnitt 96 und der Eingriffsnut 98 angebracht.
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Das Rotationsstoppelement 50 wird durch Spritzgießen aus einem Kunstharz- oder Kunststoffmaterial (bspw. Fluorharz) mit einem geringen Gleitwiderstand geformt und umfasst einen ringförmigen Basisabschnitt 100 und mehrere Paare von Vorsprüngen 102, die von diesem radial nach außen vorstehen.
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Der Basisabschnitt 100 weist einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf und umfasst eine radial nach innen vorstehende Klaue 104 an seiner inneren Umfangsfläche. Die Klaue 104 ist an einem Ende des Basisabschnitts 100 angeordnet und weist einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, der sich in einer Richtung radial nach innen von dem Basisabschnitt 100 allmählich verjüngt.
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Die Vorsprünge 102 umfassen gerade Abschnitte 106, die im Querschnitt rechteckig geformt sind und gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Basisabschnitts 100 radial nach außen gewölbt sind, wobei sie sich in geraden Linien entlang der axialen Richtung des Basisabschnitts 100 erstrecken, und Federabschnitte 108, die mit Enden der geraden Abschnitte 106 verbunden sind und um einen festgelegte Länge in der axialen Richtung von den Enden des Basisabschnitts 100 vorstehen. Die Außendurchmesser der geraden Abschnitte 106 und der Federabschnitte 108 sind im Wesentlichen gleich. Die Federabschnitte 108 sind so geformt, dass sie sich zu ihren Enden radial nach außen allmählich erweitern. Im Einzelnen dienen die Federabschnitte 108 als Federn mit Rückstellkräften, die jeweils radial nach außen vorgespannt sind.
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Außerdem sind die Vorsprünge 102 paarweise mit einem festgelegten Abstand entlang der äußeren Umfangsfläche des Basisabschnitts 100 vorgesehen. Vier Paare solcher Vorsprünge 102 sind an dem Basisabschnitt 100 vorgesehen und jeweils mit gleichen Abständen voneinander beabstandet.
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Das Rotationsstoppelement 50 wird mit einer Presspassung auf eine äußere Umfangsfläche des Abschnitts 86 mit großem Durchmesser des Kolbens 48 von einer Endseite aufgesetzt, an welcher die Federabschnitte 108 angeordnet sind. Hierbei sind die Federabschnitte 108 in der äußeren Umfangsseite des Abschnitts 86 mit großem Durchmesser angeordnet, während der Basisabschnitt 100 mit den geraden Abschnitten 106 in der Befestigungsaussparung 94 angebracht ist und die Klaue 104 in die Eingriffsnut 98 eingreift. Als Folge hiervon wird eine Verschiebung des Rotationsstoppelements 50 in der axialen Richtung begrenzt, und das Rotationsstoppelement 50 wird an der äußeren Umfangfläche des Kolbens 48 befestigt. Da der Basisabschnitt 100 auf den gerändelten Abschnitt 96 gepresst ist, wird außerdem eine Verschiebung des Basisabschnitts 100 in einer Drehrichtung relativ zu dem Kolben 48 begrenzt.
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Im Einzelnen ist das Rotationsstoppelement 50 integral mit dem Kolben 48 in einem Zustand verbunden, in dem eine Verschiebung in Axial- und Drehrichtungen gegenüber dem Kolben 48 durch die Klaue 104, die in die Eingriffsnut 98 eingreift, und den Basisabschnitt 100, der auf den gerändelten Abschnitt 96 gepresst ist, verhindert wird. Anders ausgedrückt wird das Rotationsstoppelement 50 immer gemeinsam mit dem Kolben 48 verschoben, ohne sich relativ zu dem Kolben 48 zu bewegen.
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Wenn das Rotationsstoppelement 50 zusammen mit dem Kolben 48 durch das Innere des Grundkörpers 12 eingesetzt wird, werden die Paare von Vorsprüngen 102 jeweils durch die Nuten 46 des Grundkörpers 12 eingesetzt. Hierdurch wird eine Drehverschiebung der Verschiebungsmutter 18 und des Kolbens 48 mit dem Rotationsstoppelement 50 in dem Grundkörper 12 verhindert.
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Da die Vorsprünge 102 so in die Nuten 46 eingesetzt sind, dass der Durchmesser der Federabschnitte 108 radial nach innen zusammengepresst wird, wird die elastische Kraft der Federabschnitte 108 als ein aufgebrachter Druck ausgeübt, der radial nach außen auf die Wandflächen der Nuten 46 wirkt.
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Außerdem gleitet das Rotationsstoppelement 50 entlang der Nuten 46 des Grundkörpers 12 über die geraden Abschnitte 106 und die Federabschnitte 108 der Vorsprünge 102. Durch Ausbilden der Gleitflächen 80a, die entlang der Nuten 46 gleiten, so dass diese im Querschnitt die Form einer Evolventen-Kurve aufweisen, können Lasten, die in der Drehrichtung aufgebracht werden, in geeigneter Weise aufgenommen werden.
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Die Kolbenstange 62 weist eine rohrförmige Gestalt mit einer festgelegten Länge auf. Ein Ende der Kolbenstange 62 ist auf den Abschnitt 88 mit kleinem Durchmesser des Kolben 48 aufgeschraubt, während eine blockförmige Buchse 64 in dem anderen Ende der Kolbenstange 62 angebracht ist und dieses abdichtet. Die Gewindespindel 58 ist innerhalb der Kolbenstange 62 aufgenommen, so dass der Tragring 78 in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche der Kolbenstange 62 positioniert wird. Die Stangendichtung 40 und die Hülse 42 sind in Gleitkontakt an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 62 vorgesehen. Bei Verschiebung des Kolbens 48 wird die Kolbenstange 62 außerdem zusammen mit dem Kolben 48 in der axialen Richtung verschoben, woraufhin die Kolbenstange 62 von der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 nach außen vorsteht.
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Wie in den 13A und 13B gezeigt ist, können Agitierungsnuten 109, über welche ein Schmiermittel, bspw. Schmierfett oder dergleichen in Bewegung versetzt werden kann, an den Vorsprüngen 102 des Rotationsstoppelementes 50a vorgesehen werden. An dem Rotationsstoppelement 50a sind rechtwinklig geformte ausbauchte Abschnitte 111 ausgebildet, die relativ zu einer äußeren Umfangsfläche des Basisabschnitts 100 nach außen gewölbt sind. Ein Paar von Federabschnitten 108 ist jeweils mit Endabschnitten der ausgebrauchten Abschnitten 111 verbunden und erstreckt sich in der axialen Richtung. Die Agitierungsnuten 109 sind um einen festgelegten Winkel gegenüber der Achse des Rotationsstoppelements 50a an den ausgebauten Abschnitten 111 geneigt und außerdem um eine festgelegte Tiefe gegenüber der äußeren Umfangsfläche der ausgebrauchten Abschnitte 111 zurückgesetzt. Anders ausgedrückt weisen die Agitierungsnuten 109 eine dreieckige Form auf und sind in die ausgebrauchten Abschnitte 111 zurückgesetzt.
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Wenn das Rotationsstoppelement 50a zusammen mit dem Kolben 48 in der axialen Richtung verschoben wird, tritt außerdem das Schmiermittel, bspw. Schmierfett oder dergleichen, in der Umgebung des Rotationsstoppelements 50a in Verbindung mit der Verschiebung des Rotationsstoppelements 50a in die Agitierungsnuten 109 ein, und das Schmiermittel wird durch die Agitierungsnuten 109, die gegenüber der Achse des Kolbens 48 geneigt sind, in einer schrägen Richtung abgeführt. Da das Schmiermittel durch die Agitierungsnuten 109 in einer Umfangsrichtung in die Öffnung 24 des Grundkörpers 12 eingeführt wird, kann die Schmierung zwischen der Öffnung 24 des Grundkörpers 12 und dem Rotationsstoppelement 50a zuverlässig und effizient durchgeführt werden. Anders ausgedrückt kann durch die Nutzung der Verschiebung des Kolbens 48 das Schmiermittel in der Umgebung des Rotationsstoppelements 50a die Schmierung zuverlässig und effizient durchführen, während das Schmiermittel an der Innenseite des Grundkörpers 12 in einer Umfangsrichtung bewegt wird.
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Als Folge hiervon kann das Schmiermittel gleichmäßig zwischen dem Kolben 48, dem Rotationsstoppelement 50a und dem Grundkörper 12 aufgebracht werden, wodurch die Schmierung zuverlässig durchgeführt werden kann. Da eine Verschlechterung des Schmiermittels verhindert werden kann, kann außerdem die Haltbarkeit verbessert werden.
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Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 22, wie er in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist innerhalb des Adapters 30 und der Scheibenabdeckung 52 aufgenommen und umfasst eine Antriebsscheibe 56, die mit der Antriebswelle 54a der Drehantriebswelle 54 verbunden ist, eine Abtriebsscheibe 110, die an dem Verbinder 66 angebracht ist, welcher mit der Gewindespindel 58 verbunden ist, und einen Zahnriemen 112, der um die Antriebsscheibe 56 und die Abtriebsscheibe 110 geführt ist. Die Antriebsscheibe 56 ist in einem solchen Zustand angebracht, dass ihre Relativverschiebung gegenüber der Antriebswelle 54a durch einen Bolzenstift 114 begrenzt wird. Der Bolzenstift 114 ist in einer zentralen Richtung von der äußeren Umfangsseite der Antriebsscheibe 56 eingeschraubt. Die Abtriebsscheibe 110 ist in einer ähnlichen Weise wie die Antriebsscheibe 56 in einem solchen Zustand befestigt, dass ihre Relativverschiebung gegenüber dem Verbinder 66 durch einen Bolzenstift 114 begrenzt wird, der in einer zentralen Richtung von der äußeren Umfangsseite der Abtriebsscheibe 110 eingeschraubt ist.
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Eine Mehrzahl von Getriebezähnen ist an den äußeren Umfangsflächen der Antriebsscheibe 56 und Abtriebsscheibe 110 vorgesehen. Die Zähne, die an der inneren Umfangsfläche des Zahnriemens 112 vorgesehen sind, kämmen mit den Verzahnungen der Antriebsscheibe 56 und der Abtriebsscheibe 110. Dementsprechend wird die Drehantriebskraft des Antriebsabschnitts 16 von der Antriebsscheibe 56 über den Zahnriemen 112 auf die Abtriebsscheibe 110 übertragen und die Gewindespindel 58 wird gedreht, wodurch die Verschiebungsmutter 18, die auf die Gewindespindel 58 geschraubt ist, in der Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben werden kann.
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Das elektrische Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden die Betriebs- und Wirkungsweise des elektrischen Stellgliedes 10 erläutert. Der in den 1 und 2 gezeigten Zustand, in welchem in die Kolbenstange 62 in dem Grundkörper 12 aufgenommen ist, wird als Ursprungsposition bezeichnet und beschrieben.
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In einer solchen Ursprungsposition wird dem Antriebsabschnitt 16 von einer nicht dargestellten Stromquelle ein Strom zugeführt, wodurch die Antriebsscheibe 56 über die Antriebswelle 45a der Drehantriebsquelle 54 gedreht wird. Die Drehantriebskraft wird dann über den Zahnriemen 112 auf die Abtriebsscheibe 110 übertragen.
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Durch Drehen der Gewindespindel 58, die mit der Abtriebsscheibe 110 verbunden ist, wird außerdem die Verschiebungsmutter 18 zusammen mit dem Kolben 48 zu der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 verschoben. Da die Gewindespindel 58 durch die ersten und zweiten Lager 32, 72 und den Verbinder 66 an einer Endseite der Gewindespindel 58 drehbar gehalten wird, wird die Gewindespindel 58 zu dieser Zeit gleichmäßig und mit hoher Präzision drehend angetrieben, während die Verschiebungsmutter 18 in der Axialrichtung verschoben werden kann.
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Das an dem Kolben 48 installierte Rotationsstoppelement 50 wird außerdem mit den Vorsprüngen 102 in die Nuten 56 des Grundkörpers 12 eingesetzt. Aus diesem Grunde wird eine Drehverschiebung des Kolbens 48 und der Verschiebungsmutter 18 durch das Rotationsstoppelement 50 verhindert, und der Kolben 48 und die Verschiebungsmutter 18 können lediglich in der axialen Richtung verschoben werden.
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Als Folge hiervon wird der Kolben 48 zusammen mit der Kolbenstange 62 verschoben, so dass die andere Endseite der Kolbenstange 62 allmählich von dem anderen Ende des Grundkörpers 12 vorsteht und nach außen exponiert wird. Da die inneren Umfangsseite der Kolbenstange 62 gleitend durch den Tragring 78, in welchem die Gewindespindel 58 angeordnet ist, getragen wird, kann hierbei die Kolbenstange 62 immer mit hoher Präzision koaxial zu der Gewindespindel 58 verschoben werden. Wenn die Kolbenstange 62 zu der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Grundkörpers 12 verschoben wird, wird anders ausgedrückt die Kolbenstange 62 daran gehindert, eine exzentrische Position relativ zu der Gewindespindel 58 anzunehmen.
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Wie in 14 gezeigt ist, liegt in einer Verschiebungsendposition, in welcher der Kolben 48 vollständig zu der anderen Endseite des Grundkörpers 12 verschoben ist, eine Endfläche des Kolbens 48 an dem zweiten Dämpfer 44 an, wodurch Stöße, die auf den Kolben 48 ausgeübt werden, absorbiert und gepuffert werden.
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Andererseits wird in dem Fall, dass die Kolbenstange 62 zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Grundkörpers 12 verschoben wird, die Drehantriebsquelle 54 des Antriebsabschnitts 16 in entgegengesetzter Richtung gedreht und auch die Abtriebsscheibe 110 wird über die Antriebsscheibe 56 und den Zahnriemen 112 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht. Bei Drehung der Gewindespindel 58 werden dementsprechend die Verschiebungsmutter 18 und der Kolben 48 zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Grundkörpers 12 verschoben. Gleichzeitig wird die Kolbenstange 62 in ähnlicher Weise zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Grundkörpers 12 verschoben, wodurch die Kolbenstange 62 allmählich in dem Grundkörper 12 aufgenommen wird. Wie in 2 gezeigt ist, werden außerdem die Verschiebungsmutter 18 und Kolben 48 zu der Ursprungsposition zurückgeführt, in welcher sie vollständig zu der einen Endseite des Grundkörpers 12 verschoben sind.
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Auf die oben beschriebene Weise wird bei der ersten Ausführungsform der Verbinder 66 durch Aufschrumpfen, Presspassung oder durch Presspassung mit einem Klebstoff oder dergleichen mit einem Ende der Gewindespindel 58, an deren äußerer Umfangsfläche ein Gewinde vorgesehen ist, gekoppelt. Da der Verbinder 66 durch die ersten und zweiten Lager 32, 72 drehend gehalten wird, ist es nicht notwendig, vorab an einer Stelle an dem einen Ende der Gewindespindel 58, die durch die ersten und zweiten Lager 32, 72 getragen wird, eine besondere Bearbeitung vorzunehmen.
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Im Einzelnen ist der Verbinder 66, der durch die ersten und zweiten Lager 32, 72 gehalten wird, als ein von der Gewindespindel 58 separates Element ausgebildet. Durch integrales Verbinden des Verbinders 66 mit der Gewindespindel 58 wird es möglich, eine Bearbeitung zu vermeiden, die bisher an dem Ende der Gewindewelle 58 vorgenommen wurde. Hierdurch können die Bearbeitungsschritte verringert werden und die Produktivität (Produktionsgeschwindigkeit) des elektrischen Stellgliedes 10 mit der Gewindespindel 58 kann verbessert werden.
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Außerdem ist der Tragring 78 an dem anderen Ende der Gewindespindel 58 vorgesehen. An deren äußerer Umfangsfläche wird die Kolbenstange 62 zur Verschiebung in der axialen Richtung verschiebbar gehalten, wodurch das andere Ende der Gewindespindel 58 durch die Kolbenstange 62 in einer Radialrichtung gehalten wird und Vibrationen der Gewindespindel 58 verhindert werden können. Bei dem elektrischen Stellglied 10 werden dementsprechend auch in dem Fall eines ”langen Hubes”, bei dem der Verschiebungsweg der Verschiebungsmutter 18 und des Kolbens 48 eine große Länge in der axialen Richtung der Gewindespindel 58 (der Richtung der Pfeile A und B) aufweist, ein Biegen des anderen Endes der Gewindespindel 58 in einer radialen Richtung und eine exzentrische Anordnung der Gewindespindel 58 relativ zu der Kolbenstange 62 verhindert.
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Dementsprechend können die Verschiebungsmutter 18 und der Kolben 48 gleichmäßig und mit hoher Präzision verschoben werden. Auch in dem Fall, dass die Gewindespindel 58 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, können die Verschiebungsmutter 18 und der Kolben 48 gleichmäßig mit hoher Präzision verschoben werden, da eine Durchbiegung der Gewindespindel 58 durch den Tragring 78 verhindert werden kann.
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Außerdem ist ein Rotationsstoppelement 50 in einer Aussparung an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 48 vorgesehen. Das Rotationsstoppelement 50 ist durch die Nut 46 des Grundkörpers 12 eingesetzt. Die Federabschnitte 108, die an dem Rotationsstoppelement 50 vorgesehen sind, können eine Druckkraft (aufgebrachter Druck) in einer radial nach außen gerichteten Richtung relativ zu den Nuten 46 aufbringen. Hierdurch wird ein Klappern des Rotationsstoppelements 50 und des Kolbens 48 relativ zu dem Grundkörper 12 zuverlässig verhindert. Während der Kolben 48 und die Verschiebungsmutter 18 bei einer Drehung der Gewindespindel 58 in der axialen Richtung verschoben werden, wird deren Drehverschiebung verhindert und der Kolben 48 und die Verschiebungsmutter 18 können gleichmäßig in der axialen Richtung verschoben werden.
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Durch ein Ablängen der Gewindespindel 58, die vorfabriziert und vorab mit einer festgelegten Länge hergestellt wurde, auf eine gewünschte Länge entsprechend dem Verschiebungshub des Kolbens 48 und durch Verbinden eines Endes der Gewindespindel 58 mit dem Verbinder 66 kann der Verschiebungsmechanismus 20 einschließlich der Gewindespindel 58 einfach und bequem hergestellt werden. Dementsprechend kann im Vergleich zu einem herkömmlichen elektrischen Stellglied, bei dem Gewindespindeln jeweils mit festen Längen entsprechend der Hublänge des elektrischen Stellgliedes hergestellt und für den Zweck gelagert werden, eine Stelle an dem Ende der Gewindespindel zu liefern, die durch Lager abgestützt wird, die Produktivität (Produktionsgeschwindigkeit) der Gewindespindel 58 des elektrischen Stellgliedes 10 wesentlich verbessert werden.
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Als nächstes wird ein elektrisches Stellglied gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 15 erläutert. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei dem elektrischen Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre neue detaillierte Beschreibung wird verzichtet und insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Wie in 15 gezeigt ist, unterscheidet sich das elektrische Stellglied 150 gemäß der zweiten Ausführungsform von dem elektrischen Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass es eine variable Geschwindigkeitseinheit (variabler Geschwindigkeitsübertragungsmechanismus) 152 aufweist, die in der Lage ist, die Geschwindigkeit der Antriebskraft, die von dem Antriebsabschnitt 16 auf den Verschiebungsmechanismus 20 übertragen wird, zu ändern.
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Die variable Geschwindigkeitseinheit 152 ist an einem Ende des Grundkörpers 12 vorgesehen und besteht aus einem Planetengetriebemechanismus 154, der so angeordnet ist, dass ein Teil desselben innerhalb der Abdeckungseinheit 14 aufgenommen ist. Der Planetengetriebemechanismus 154 umfasst eine Eingangswelle 156, an welcher die Abtriebsscheibe 110 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 22 angebracht ist, ein Sonnenrad 158, das an einem Ende der Eingangswelle 156 vorgesehen ist, Planetenräder 160, die sowohl umlaufen als auch rotieren und in Eingriff mit dem Sonnenrad 158 stehen und in dessen Umfangsrichtung um gleiche Winkel voneinander beabstandet sind, ein Hohlrad 162 und Träger 164a, 164b. Die Eingangswelle 156 wird durch ein zweites Lager 166 drehbar getragen.
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Die Planetenräder 160 werden an den Trägern 164a, 164b durch Stifte 168 axial drehbar gehalten. An den äußeren Umfangsseiten der Planetenräder 160 ist ein Hohlrad 162 mit großem Durchmesser vorgesehen, so dass die Planetenräder 160 in Eingriff mit einer Innenverzahnung stehen, die an dem Innenumfang des Hohlrades 162 ausgebildet ist. Die Eingangswelle 156 ist koaxial zu dem Kolben 48 und der Gewindespindel 58 des Verschiebungsmechanismus 20 angeordnet. Das Sonnenrad 158, die Planetenräder 160 und das Hohlrad 162 weisen jeweils Schrägverzahnungen auf.
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An einem Außenumfang des Trägers 164a, der an der Seite der Eingangswelle 156 vorgesehen ist, ist eine Dichtung 170, die als ein Widerstand dient, in einer Ringnut angebracht und steht in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 162. Eine Kugel, die einen Kugelkolben 172 bildet, liegt an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 162 aufgrund der Rückstellkraft einer Feder an, wodurch das Hohlrad 162 radial nach außen gedrängt wird.
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Andererseits ist die Welle 68 eines Verbinders 164 mit einer inneren Umfangsseite des Trägers 164b verschraubt und einstückig verbunden, der an der Seite der ersten Lager 32 angeordnet ist. Im Einzelnen wird bei einer Drehung des Trägers 164b die Gewindespindel 58 über den Verbinder 174 gedreht.
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Ein Verriegelungsring 176 ist an der äußeren Umfangsseite des Hohlrades 162 vorgesehen und dient als ein Verriegelungsmechanismus für das Hohlrad 162.
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Durch Vorsehen der variablen Geschwindigkeitseinheit 152 bei dem elektrischen Stellglied 150 gemäß der zweiten Ausführungsform wird auf diese Weise die Drehantriebskraft auf den Verschiebungsmechanismus 20 übertragen, nachdem die Geschwindigkeit der Drehantriebskraft von dem Antriebsabschnitt 16 mit Hilfe des Planetengetriebemechanismus 164, welcher die variable Geschwindigkeitseinheit 152 bildet, in geeigneter Weise geändert wurde. Hierdurch können der Kolben 48 und die Kolbenstange 62 mit einer gewünschten Geschwindigkeit und einem gewünschten Verschiebungsweg verschoben werden.