DE29820636U1 - Set of several linear drives - Google Patents
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Description
G 18494-leet 02. November 1998G 18494-leet 02 November 1998
Die Erfindung betrifft einen Satz aus mehreren unabhängig voneinander verwendbaren Linearantrieben, wobei jeder Linearantrieb über ein zu einer Linearbewegung antreibbares Abtriebsteil und eine zur Erfassung der Position des Abtriebsteils dienende Positionserfassungseinrichtung verfügt, wobei die Positionserfassungseinrichtung eine Gewindespindel aufweist, die derart mit dem Abtriebsteil in Wirkverbindung steht, daß sie bei dessen Linearbewegung zu einer Rotationsbewegung veranlaßt wird, anhand derer eine Meßeinrichtung die momentane Position des Abtriebsteils bestimmen und/oder anzeigen kann.The invention relates to a set of several linear drives that can be used independently of one another, each linear drive having an output part that can be driven to perform a linear movement and a position detection device that serves to detect the position of the output part, the position detection device having a threaded spindle that is operatively connected to the output part in such a way that it is caused to rotate during its linear movement, on the basis of which a measuring device can determine and/or display the current position of the output part.
Um unterschiedlichen Einsatzzwecken Rechnung tragen zu können, werden Linearantriebe von den Herstellern häufig satzweise angeboten, wobei jeder Satz meist einer bestimmten Baureihe entspricht, innerhalb derer sich die Linearantriebe durch ihre Baugröße, vor allem aber durch den Maximalhub ihres Abtriebsteils, unterscheiden. Der Anwender hat dann die Möglichkeit, aus dem angebotenen Satz von Linearantrieben denjenigen oder diejenigen auszuwählen und zu erwerben, den bzw. die er für einen bestimmten Anwendungsfall benötigt. DieIn order to accommodate different applications, linear drives are often offered by manufacturers in sets, with each set usually corresponding to a specific series within which the linear drives differ in terms of their size, but above all in terms of the maximum stroke of their output part. The user then has the option of selecting and purchasing the linear drive or drives he or she needs for a specific application from the set of linear drives offered.
Linearantriebe sind dabei untereinander eigenständige Produkte, die einzeln oder gruppenweise eingesetzt werden können.Linear actuators are independent products that can be used individually or in groups.
Aus der US 4 932 311 geht ein Linearantrieb des eingangs genannten Aufbaues hervor, von dem anzunehmen ist, daß er ebenfalls im Rahmen eines Satzes bzw. einer Baureihe vermarktet wird, der bzw. die mehrere Linearantriebe dieser Art enthält, welche sich durch einen unterschiedlichen Maximalhub ihres eine Kolbenstange umfassenden Abtriebsteils unterscheiden. Jeder Linearantrieb ist mit einer Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, die eine Erfassung der Axialposition des Abtriebsteils ermöglicht und zu diesem Zweck über eine bei der Linearbewegung des Abtriebsteils rotativ angetriebene Gewindespindel verfügt, die mit einer als Encoder bezeichneten Meßeinrichtung zusammenarbeitet, bei der es sich offensichtlich um eine Inkrementalmeßeinrichtung handelt, die in der Lage ist, den Drehwinkel der Getriebespindel relativ zu erfassen. Eine derartige Relativ-Meßeinrichtung ist vorgesehen, um unabhängig vom Maximalhub des zugehörigen Linearantriebes eine exakte Positionserfassung zu ermöglichen, allerdings sind Meßeinrichtungen dieser Art relativ teuer.US 4,932,311 discloses a linear drive of the design mentioned above, which is assumed to be marketed as part of a set or series that contains several linear drives of this type, which differ in that their output part, which includes a piston rod, has a different maximum stroke. Each linear drive is equipped with a position detection device that enables the axial position of the output part to be detected and for this purpose has a threaded spindle that is driven in rotation during the linear movement of the output part and that works together with a measuring device called an encoder, which is obviously an incremental measuring device that is able to relatively detect the angle of rotation of the gear spindle. Such a relative measuring device is provided in order to enable exact position detection regardless of the maximum stroke of the associated linear drive, but measuring devices of this type are relatively expensive.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Satz aus mehreren Linearantrieben bereitzustellen, die über kostengünstigere und gleichwohl sehr präzise Positionserfassungsmittel verfugen.It is the object of the present invention to provide a set of several linear drives that have more cost-effective and yet very precise position detection means.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß jeder Linearantrieb ein zwischen die Gewindespindel und die Meßeinrichtung zwischengeschaltetes Getriebe aufweist, das eingangsseitigTo solve this problem, each linear drive is provided with a gear installed between the threaded spindle and the measuring device, which on the input side
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mit der Gewindespindel gekoppelt ist und ausgangsseitig eine mit der Meßeinrichtung gekoppelte oder koppelbare Ausgangswelle aufweist, wobei bei unterschiedlich lange Maximalhübe des Abtriebsteils aufweisenden Linearantrieben deren Getriebe so ausgelegt sind, daß ihre Ausgangswellen bei einer sich über den Maximalhub erstreckenden Bewegung des Abtriebsteils eine Rotation mit gleichem Drehwinkel durchführen.is coupled to the threaded spindle and has an output shaft on the output side that is coupled or can be coupled to the measuring device, whereby in the case of linear drives with different maximum strokes of the output part, their gears are designed in such a way that their output shafts perform a rotation with the same angle of rotation when the output part moves over the maximum stroke.
Auf diese Weise sind die Linearantriebe mit einer Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, bei der die Linearbewegung des Abtriebsteils hubunabhängig in eine Drehbewegung der Ausgangswelle mit stets gleich großem Drehwinkel umgesetzt werden kann, die dann über eine geeignete Meßeinrichtung absolut erfaßt werden kann. Somit kann bei Linearantrieben des betreffenden Satzes bei Bedarf auf eine identische Meßeinrichtung zurückgegriffen werden, weil die Anpassung der Linearbewegung des Abtriebsteils an die resultierende Drehbewegung der Ausgangswelle einfach durch unterschiedlich ausgelegte Getriebe vorgenommen werden kann. So ist es beispielsweise möglich, bei Linearantrieben unterschiedlicher Maximalhübe auf Gewindespindeln gleicher Steigung zurückzugreifen und für die verschiedenen Getriebeauslegungen verschiedene handelsübliche Zahnradpaarungen einzusetzen. Auf diese Weise ist eine kostengünstige, sehr wirtschaftliche Herstellung möglich.In this way, the linear drives are equipped with a position detection device, in which the linear movement of the output part can be converted into a rotary movement of the output shaft with a constant angle of rotation, independent of the stroke, which can then be absolutely recorded using a suitable measuring device. This means that an identical measuring device can be used for linear drives in the relevant set if required, because the adjustment of the linear movement of the output part to the resulting rotary movement of the output shaft can be carried out simply by using differently designed gears. For example, it is possible to use threaded spindles of the same pitch for linear drives with different maximum strokes and to use different commercially available gear pairs for the different gear designs. In this way, a cost-effective, very economical production is possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.
Eine besonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn die Gewindespindel unmittelbar die Eingangswelle des Getriebes bildet. Ferner läßt sich das Gewinde mit besonders geringem Aufwand konzipieren, wenn die Gewindespindel und die Ausgangswelle parallel zueinander angeordnet sind.A particularly compact arrangement is achieved when the threaded spindle directly forms the input shaft of the gearbox. Furthermore, the thread can be designed with particularly little effort if the threaded spindle and the output shaft are arranged parallel to one another.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Getriebe ein drehfest mit der Gewindespindel gekoppeltes und koaxial zu dieser angeordnetes Eingangszahnrad, das mit einem Ausgangszahnrad in Verzahnungseingriff steht, welches drehfest mit der Ausgangswelle gekoppelt und koaxial zu dieser angeordnet ist. Sieht man hier bei den verschiedenen Linearantrieben den gleichen Abstand zwischen der Gewindespindel und der Ausgangswelle vor, läßt sich sehr einfach allein durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse der jeweils verwendeten Zahnradpaare das gewünschte Drehverhalten der Ausgangswelle gewährleisten.In a preferred embodiment, the gear contains an input gear that is non-rotatably coupled to the threaded spindle and arranged coaxially to it, which is in meshing engagement with an output gear that is non-rotatably coupled to the output shaft and arranged coaxially to it. If the same distance is provided between the threaded spindle and the output shaft for the various linear drives, the desired rotational behavior of the output shaft can be ensured very easily simply by using different transmission ratios for the gear pairs used.
Die Linearantriebe enthalten zweckmäßigerweise jeweils ein Gehäuse, das zumindest einen Bestandteil des jeweiligen Abtriebsteils aufnimmt, wobei das Getriebe zum Erhalt einer schlanken Anordnung vorzugsweise im Bereich einer der axial orientierten Stirnseiten des Gehäuses vorgesehen ist. Enthält das Abtriebsteil eine an einer vorderen Stirnseite des Gehäuses austretende Kolbenstange, sitzt das Getriebe zweckmäßigerweise im Bereich der rückwärtigen Stirnseite.The linear drives each expediently contain a housing that accommodates at least one component of the respective output part, with the gear preferably being provided in the area of one of the axially oriented end faces of the housing to obtain a slim arrangement. If the output part contains a piston rod emerging from a front end face of the housing, the gear is expediently located in the area of the rear end face.
Die Gewindespindel kann zu wenigstens einem Teil ihrer Länge im Innern des Gehäuses verlaufen, doch sind auch BauvariantenThe threaded spindle can run for at least part of its length inside the housing, but construction variants are also possible
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möglich, bei denen sich die Gewindespindel außerhalb des Gehäuses befindet.possible where the threaded spindle is located outside the housing.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur l eine bevorzugte Bauform eines Linearantriebes, der Bestandteil eines Satzes und insbesondere einer Baureihe von Linearantrieben ist, die sich durch die zur Verfügung gestellten Maximalhübe ihrer Abtriebsteile voneinander unterscheiden, im Längsschnitt, Figure l shows a preferred design of a linear drive, which is part of a set and in particular of a series of linear drives, which differ from one another in terms of the maximum strokes provided by their output parts, in longitudinal section,
Figur 2 in den Teilabbildüngen (a), (b) und (c) die Einzeldarstellung von Getrieben unterschiedlicher Linearantriebe eines Satzes von Linearantrieben der in Figur 1 gezeigten Bauart entsprechend einer Darstellungsweise gemäß Schnittlinie II-II aus Figur 1, undFigure 2 in the partial images (a), (b) and (c) the individual representation of gears of different linear drives of a set of linear drives of the type shown in Figure 1 according to a representation according to section line II-II in Figure 1, and
Figur 3 einen weiteren Linearantrieb im Längsschnitt, der sich von demjenigen der Figur 1 insbesondere durch eine andere Anordnung der Gewindespindel auszeichnet .Figure 3 shows a further linear drive in longitudinal section, which differs from that of Figure 1 in particular by a different arrangement of the threaded spindle.
Die Figuren 1 und 3 zeigen zwei durch Fluidkraft und hierbei insbesondere pneumatisch betätigbare Linearantriebe 1 mit einem beispielhaften Aufbau nach Art eines Arbeitszylinders.Figures 1 and 3 show two linear drives 1 that can be actuated by fluid power and in particular pneumatically, with an exemplary structure in the manner of a working cylinder.
Der Linearantrieb 1 verfügt über ein längliches Gehäuse 2, in dem ein Kolben 3 axial verschiebbar angeordnet ist, der einen ersten Innenraum 4 des Gehäuses 2 unter Abdichtung in zwei axial aufeinanderfolgende Arbeitsräume 6, 7 unterteilt.The linear drive 1 has an elongated housing 2 in which a piston 3 is arranged so as to be axially displaceable, which divides a first interior space 4 of the housing 2 into two axially successive working spaces 6, 7 while sealing.
Eine mit dem Kolben 3 verbundene Kolbenstange 5 erstreckt sich koaxial zum ersten Innenraum 4, wobei sie den vorderen Arbeitsraum 6 und die diesen vorne begrenzende vordere Abschlußwand 8 des Gehäuses 2 durchsetzt. Im Durchdringungsbereich der vorderen Abschlußwand 8 ist noch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung 12 vorgesehen, die ein Entweichen von Fluid verhindert und eine Verschiebeführung der Kolbenstange 5 bezüglich dem Gehäuse 2 bewirkt.A piston rod 5 connected to the piston 3 extends coaxially to the first interior space 4, passing through the front working space 6 and the front end wall 8 of the housing 2 that delimits it at the front. In the penetration area of the front end wall 8, a guide and sealing device 12 is also provided, which prevents fluid from escaping and causes the piston rod 5 to slide relative to the housing 2.
Der Kolben 3 und die Kolbenstange 5 bilden gemeinsam das allgemein mit Bezugsziffer 13 bezeichnete Abtriebsteil des Linearantriebes 4, an dem eine Bewegung abgegriffen werden kann. Letzteres geschieht zweckmäßigerweise am äußeren Endbereich der Kolbenstange 5.The piston 3 and the piston rod 5 together form the output part of the linear drive 4, generally designated with reference number 13, from which a movement can be sensed. The latter is conveniently done at the outer end area of the piston rod 5.
Durch wahlweise Zufuhr und/oder Abfuhr von Druckmedium bezüglich der Arbeitsräume 6, 7 über im Gehäuse 2 verlaufende Fluidkanäle 14 läßt sich das Abtriebsteil 13 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Linearbewegung 15 in Längsrichtung des Gehäuses 2 veranlassen.By optionally supplying and/or removing pressure medium with respect to the working spaces 6, 7 via fluid channels 14 running in the housing 2, the output part 13 can be caused to perform a linear movement 15 in the longitudinal direction of the housing 2, indicated by a double arrow.
Der Linearantrieb 1 ist mit einer allgemein mit Bezugsziffer 16 bezeichneten Positionserfassungseinrichtung ausgestattet. Sie ermöglicht eine Erfassung der momentanen axialen Relativposition des Abtriebsteils 13 mit Bezug zum Gehäuse 2. AufThe linear drive 1 is equipped with a position detection device, generally designated with reference number 16. It enables the current axial relative position of the output part 13 with respect to the housing 2 to be detected.
diese Weise ist eine Überwachung des Betriebes des Linearantriebes möglich und bei Bedarf die Integration in eine Steuereinrichtung, mit der der Betrieb des Linearantriebes und/oder weiterer Komponenten einer Anlage oder dergleichen gesteuert werden können.In this way, it is possible to monitor the operation of the linear drive and, if necessary, to integrate it into a control device with which the operation of the linear drive and/or other components of a system or the like can be controlled.
Die Positionserfassungseinrichtung 16 enthält eine zweckmäßigerweise mit einem Steilgewinde ausgestattete stangenartige Gewindespindel 17, die in der Richtung der Linearbewegung 15 ausgerichtet ist, wobei sie bezüglich dem Gehäuse 2 axial unbeweglich, jedoch drehbar gelagert ist und mit einem komplementären Muttergewinde 18 in Eingriff steht, das mit dem Abtriebsteil 13 bezüglich diesem axial unbeweglich und drehfest verbunden ist.The position detection device 16 contains a rod-like threaded spindle 17, suitably equipped with a steep thread, which is aligned in the direction of the linear movement 15, wherein it is mounted axially immovably but rotatably with respect to the housing 2 and is in engagement with a complementary nut thread 18, which is connected to the output part 13 in an axially immovable and rotationally fixed manner with respect to the latter.
Bei beiden Ausführungsbeispielen erfolgt die gehäuseseitige Lagerung der Gewindespindel 17 an einer den ersten Innenraum 4 rückseitig begrenzenden Abschlußwand 22 des Gehäuses 2. Die Drehlagerstelle ist bei 23 angedeutet.In both embodiments, the threaded spindle 17 is mounted on the housing side on an end wall 22 of the housing 2 that delimits the first interior space 4 at the rear. The pivot bearing point is indicated at 23.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Drehlagerstelle 23 so plaziert, daß die Längsachse 24 der Gewindespindel 17 mit derjenigen (21) des ersten Innenraumes 4 und des Abtriebsteils 13 zusammenfällt, wobei sich die Gewindespindel 17 ausgehend von der rückseitigen Abschlußwand 22 im ersten Innenraum 4 in Richtung zur vorderen Abschlußwand 8 erstreckt. Sie taucht dabei mit ihrem vorderen Endabschnitt in eine zur Rückseite hin offene längliche Ausnehmung 25 des Abtriebsteils 13 hinein, wobei die aktuelle Eintauchtiefe von der momentanen Axialposition des Abtriebsteils 13 abhängt,In the embodiment of Figure 1, the pivot bearing point 23 is placed so that the longitudinal axis 24 of the threaded spindle 17 coincides with that (21) of the first interior space 4 and the output part 13, whereby the threaded spindle 17 extends from the rear end wall 22 in the first interior space 4 in the direction of the front end wall 8. It dips with its front end section into an elongated recess 25 of the output part 13 that is open towards the rear, whereby the current immersion depth depends on the current axial position of the output part 13.
das bei seiner Linearbewegung relativ zu der axial feststehenden Gewindespindel 17 verlagert wird.which is displaced during its linear movement relative to the axially fixed threaded spindle 17.
Das Muttergewinde 18 sitzt beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 im Bereich des Kolbens 3 des Abtriebsteils 13, wobei es an einer am Abtriebsteil 13 festgelegten Gewindemutter 26 vorgesehen sein kann, die die Gewindespindel 17 koaxial umschließt .In the embodiment of Figure 1, the nut thread 18 is located in the area of the piston 3 of the output part 13, whereby it can be provided on a threaded nut 26 fixed to the output part 13, which coaxially encloses the threaded spindle 17.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 kann auf eine hohle Kolbenstange 5 verzichtet werden, weil sich die Gewindespindel 17 in ihrer Gesamtheit außerhalb des ersten Innenraumes 4 befindet. Die Drehlagerstelle 23 sitzt hier radial außerhalb des Außenumfanges des Gehäuses 2, wobei sich die Gewindespindel 17 neben dem Gehäuse 2 mit zur Längsachse 21 des Abtriebsteils 13 paralleler Längsachse 24 nach vorne hin erstreckt. Das Muttergewinde 18 sitzt hier an dem zur Rückseite weisenden Endbereich eines mit Radialspiel auf die Gewindespindel 17 aufgesteckten Rohrkörpers 27, der über ein Verbindungselement 28 starr mit dem außerhalb des Gehäuses 2 liegenden äußeren Endabschnitt der Kolbenstange 5 drehfest und axial unbeweglich verbunden ist. Auch hier kann das Muttergewinde 18 an einer Gewindemutter 26 vorgesehen sein.In the embodiment of Figure 3, a hollow piston rod 5 can be dispensed with because the threaded spindle 17 is located in its entirety outside the first interior space 4. The pivot bearing point 23 is located radially outside the outer circumference of the housing 2, with the threaded spindle 17 extending forwards next to the housing 2 with a longitudinal axis 24 parallel to the longitudinal axis 21 of the output part 13. The nut thread 18 is located here on the end area facing the rear of a tubular body 27 which is attached to the threaded spindle 17 with radial play and which is rigidly connected to the outer end section of the piston rod 5 located outside the housing 2 in a rotationally fixed and axially immovable manner via a connecting element 28. Here too, the nut thread 18 can be provided on a threaded nut 26.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist das Muttergewinde 18 so fixiert, daß es relativ zum Gehäuse 2 zwar axial verlagerbar ist, jedoch keine Drehbewegung um seine Längsachse relativ zum Gehäuse 2 ausführen kann. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist dies durch eine entsprechende Befestigung am Abtriebsteil 13 gewährleistet, verbunden mit Verdrehsicherungs-In both embodiments, the nut thread 18 is fixed in such a way that it can be displaced axially relative to the housing 2, but cannot perform a rotational movement about its longitudinal axis relative to the housing 2. In the embodiment of Figure 1, this is ensured by a corresponding fastening on the output part 13, combined with anti-twisting
maßnahmen, die ein Verdrehen des Abtriebsteils 13 relativ zum Gehäuse 2 ausschließen. Dies kann durch eine nicht näher dargestellte interne oder externe Verdrehsicherungseinrichtung gewährleistet werden oder beispielsweise dadurch, daß gemäß Ausführungsbeispiel der Kolben 3 eine unkreisförmige und insbesondere ovale Querschnittskontur hat, wobei der erste Innenraum 4 entsprechend konturiert ist.measures that prevent the output part 13 from twisting relative to the housing 2. This can be ensured by an internal or external anti-twisting device (not shown in detail) or, for example, by the fact that, according to the embodiment, the piston 3 has a non-circular and in particular oval cross-sectional contour, with the first interior space 4 being contoured accordingly.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die erforderliche drehfeste Fixierung dadurch gegeben, daß das Muttergewinde 18, der Rohrkörper 27 und das Verbindungselement 18 eine in sich starre Einheit bilden.In the embodiment of Figure 3, the required rotationally fixed fixation is provided by the fact that the nut thread 18, the tubular body 27 and the connecting element 18 form a rigid unit.
Somit steht die Gewindespindel 17 derart mit dem Abtriebsteil 13 in Wirkverbindung, daß sie bei dessen Linearbewegung 15 zu einer Rotationsbewegung um ihre Längsachse 24 veranlaßt wird. Diese wird mittelbar in einer nur strichpunktiert angedeuteten Meßeinrichtung 32 der Positionserfassungseinrichtung 16 ausgewertet, um darauf basierend die momentane Axialposition des Abtriebsteils 13 zu bestimmen und/oder anzuzeigen. Die Meßeinrichtung 32 ist beim Ausführungsbeispiel im Bereich der Rückseite des Gehäuses 2 installiert.The threaded spindle 17 is thus operatively connected to the output part 13 in such a way that it is caused to rotate around its longitudinal axis 24 during its linear movement 15. This is evaluated indirectly in a measuring device 32 of the position detection device 16, indicated only in dash-dot lines, in order to determine and/or display the current axial position of the output part 13 based thereon. In the exemplary embodiment, the measuring device 32 is installed in the area of the rear of the housing 2.
Es ist nun vorgesehen, daß die Linearantriebe 1 ein zu der Positionserfassungseinrichtung 16 gehörendes Getriebe 33 aufweisen, das zwischen die Getriebespindel 17 und die Meßeinrichtung 32 zwischengeschaltet ist. Dabei ist das Getriebe 33 am Getriebeeingang mit der Gewindespindel 17 gekoppelt, wobei zweckmäßigerweise vorgesehen ist, daß die Gewindespindel 17 wie bei den Ausführungsbeispielen unmittelbar die Eingangs-It is now provided that the linear drives 1 have a gear 33 belonging to the position detection device 16, which is interposed between the gear spindle 17 and the measuring device 32. The gear 33 is coupled to the threaded spindle 17 at the gear input, whereby it is expediently provided that the threaded spindle 17 directly drives the input
welle 34 des Getriebes 33 bildet. An seinem Ausgang verfügt das Getriebe 33 über eine Ausgangswelle 35, die mit der Meßeinrichtung 32 gekoppelt ist. Insbesondere wenn die Meßeinrichtung 32 anwenderseitig zur Verfügung gestellt wird, kann die Meßeinrichtung 32 in der Grundausstattung der Linearantriebe 1 auch entfallen, wobei die Ausgangswelle 35 so ausgeführt ist, daß sie mit einer geeigneten Meßeinrichtung 3 2 bei Bedarf koppelbar ist.shaft 34 of the gear 33. At its output, the gear 33 has an output shaft 35 which is coupled to the measuring device 32. In particular, if the measuring device 32 is provided by the user, the measuring device 32 can also be omitted in the basic equipment of the linear drives 1, whereby the output shaft 35 is designed in such a way that it can be coupled to a suitable measuring device 32 if required.
Zweckmaßigerweise sind die Gewindespindel 17 bzw. die Eingangswelle 34 und die Ausgangswelle 35 wie abgebildet parallel zueinander ausgerichtet und mit einem Abstand "a" beabstandet zueinander angeordnet. Die Ausgangswelle 35 ist hierbei über wenigstens eine zweite Drehlagerstelle 23' bezüglich dem Gehäuse 2 axial unbeweglich und zugleich drehbar gelagert .The threaded spindle 17 or the input shaft 34 and the output shaft 35 are expediently aligned parallel to one another as shown and arranged at a distance "a" from one another. The output shaft 35 is mounted axially immovably and at the same time rotatably with respect to the housing 2 via at least one second pivot bearing point 23'.
In der abgebildeten, besonders kostengünstigen Ausführungsform enthält das Getriebe 33 ein Eingangszahnrad 36, das koaxial zur Gewindespindel 17 bzw. der Eingangswelle 34 angeordnet und drehfest mit dieser verbunden ist. Ein Ausgangszahnrad 37 des Getriebes 33 sitzt koaxial und drehfest auf der Ausgangswelle 35, wobei es mit dem Eingangszahnrad 36 kämmt, so daß ein Verzahnungseingriff vorliegt.In the particularly cost-effective embodiment shown, the gear 33 contains an input gear 36, which is arranged coaxially to the threaded spindle 17 or the input shaft 34 and is connected to it in a rotationally fixed manner. An output gear 37 of the gear 33 sits coaxially and rotationally fixed on the output shaft 35, meshing with the input gear 36, so that a toothed engagement is present.
Eine Linearbewegung des Abtriebsteils 13 hat nunmehr eine Rotationsbewegung der Gewindespindel 17 bzw. der Eingangswelle 34 zur Folge, die durch den Verzahnungseingriff des Zahnradpaares 36 , 37 in eine Drehbewegung der Ausgangswelle 35 umgesetzt wird. Der momentane Drehwinkel der Ausgangswelle 35A linear movement of the output part 13 now results in a rotational movement of the threaded spindle 17 or the input shaft 34, which is converted into a rotary movement of the output shaft 35 by the meshing of the gear pair 36, 37. The current angle of rotation of the output shaft 35
läßt sich in der beispielsweise von einer Potentiometereinrichtung gebildeten Meßeinrichtung 32 absolut erfassen, so daß jedem Drehwinkel bzw. jeder rotativen Position der Ausgangswelle 35 eine bestimmte Axialposition des Abtriebsteils 13 zugeordnet wird, was eine kostengünstige und auch aus sicherheitstechnischen Gründen vorteilhafte Positionserfassung gestattet. Anstelle der Potentiometereinrichtung können vorteilhafterweise auch andere Meßeinrichtungen 3 2 verwendet werden, die zweckmäßigerweise eine absolute Erfassung der Drehbewegung bzw. des Drehwinkels der Ausgangswelle 35 ermöglichen .can be absolutely recorded in the measuring device 32, which is formed, for example, by a potentiometer device, so that each angle of rotation or each rotary position of the output shaft 35 is assigned a specific axial position of the output part 13, which allows position detection that is cost-effective and also advantageous for safety reasons. Instead of the potentiometer device, other measuring devices 32 can also be used, which expediently enable absolute recording of the rotary movement or the angle of rotation of the output shaft 35.
Das Getriebe 33 befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich einer der axial orientierten Stirnseiten des Gehäuses 2, beim Ausführungsbeispiel im Bereich der Rückseite. Dabei kann an die Rückseite der hinteren Abschlußwand 22 ein zweiter Innenraum 38 angeschlossen sein, der die wesentlichen Teile des Getriebes 3 3 und insbesondere die Zahnräder 36, 3 7 aufnimmt und der mit von einem abnehmbaren Gehäusedeckel 42 definiert sein kann. Dabei kann die Ausgangswelle 35 mit einer Kupplungspartie 43, insbesondere durch den Gehäusedeckel 42 hindurch, aus dem Gehäuse 2 herausragen, um drehfest mit dem beweglichen Bestandteil der Meßeinrichtung 32 gekuppelt werden zu können.The gear 33 is expediently located in the area of one of the axially oriented front sides of the housing 2, in the embodiment in the area of the rear. A second interior space 38 can be connected to the rear of the rear end wall 22, which accommodates the essential parts of the gear 33 and in particular the gears 36, 37 and which can be defined by a removable housing cover 42. The output shaft 35 can protrude from the housing 2 with a coupling section 43, in particular through the housing cover 42, in order to be able to be coupled in a rotationally fixed manner to the movable component of the measuring device 32.
Die besondere Ausgestaltung der Positionserfassungseinrichtung 16 macht es möglich, mehrere Linearantriebe 1 - vorliegend als "Satz" bezeichnet - bereitzustellen, die sich im maximal realisierbaren Hub (Maximalhub) ihrer Abtriebsteile 13 unterscheiden, die aber gleichwohl bei einer sich über denThe special design of the position detection device 16 makes it possible to provide several linear drives 1 - referred to here as a "set" - which differ in the maximum achievable stroke (maximum stroke) of their output parts 13, but which nevertheless, at a position which extends beyond the
Maximalhub erstreckenden Bewegung untereinander eine Drehbewegung der Ausgangswelle 35 mit gleichem Drehwinkel bewirken. Es ist also möglich, die Linearbewegung des Abtriebsteils in eine hubunabhängig stets gleich große Drehbewegung der Ausgangswelle 35 umzusetzen, die dann über eine als Winkelmeßeinrichtung ausgestaltete Meßeinrichtung 32 abgefragt werden kann. Dabei ist von Vorteil, daß für alle Linearantriebe des betreffenden Satzes - häufig auch Baureihe genannt - die gleiche Meßeinrichtung 32 verwendet werden kann, was die Herstell- und Lagerhaltungskosten reduziert.The movement extending over the maximum stroke causes a rotary movement of the output shaft 35 with the same angle of rotation. It is therefore possible to convert the linear movement of the output part into a rotary movement of the output shaft 35 that is always the same regardless of the stroke, which can then be queried using a measuring device 32 designed as an angle measuring device. It is advantageous that the same measuring device 32 can be used for all linear drives in the relevant set - often also called a series - which reduces manufacturing and storage costs.
Erreicht wird die erwähnte Beziehung zwischen dem Hub des Abtriebsteils und der Drehbewegung der Ausgangswelle 35 durch entsprechende Auslegung der Getriebe 33 der Linearantriebe der betreffenden Baureihe. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Abstimmung über unterschiedlich gewählte Getriebeübersetzungen der Getriebe der einzelnen Linearantriebe 1, die sich unter Beibehaltung des Wellenabstandes "a" durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem jeweiligen Eingangszahnrad 3 6 und dem jeweiligen Ausgangszahnrad 37 vorgeben lassen.The relationship mentioned between the stroke of the output part and the rotary movement of the output shaft 35 is achieved by appropriately designing the gears 33 of the linear drives of the relevant series. In the example, the coordination takes place via differently selected gear ratios of the gears of the individual linear drives 1, which can be specified by the gear ratio between the respective input gear 36 and the respective output gear 37 while maintaining the shaft distance "a".
Die Figur 2 macht in den Teilabbildungen (a), (b) und (c) die mögliche Variation des Übersetzungsverhältnisses deutlich, welches sich vorteilhafterweise nach folgender Formel berechnen läßtFigure 2 shows in parts (a), (b) and (c) the possible variation of the transmission ratio, which can be advantageously calculated using the following formula:
i = &agr; . P = Z1 H . 360° Z^" i = α . P = Z 1 H . 360° Z^"
In dieser Formel bedeuten:In this formula:
i Übersetzungsverhältnisi Gear ratio
Z1 Zähnezahl des mit der Gewindespindel verbundenen Eingangszahnrades 3 6Z 1 Number of teeth of the input gear connected to the threaded spindle 3 6
Z2 Zähnezahl des mit der Ausgangswelle verbundenen Ausgangszahnrades 3 7Z 2 Number of teeth of the output gear connected to the output shaft 3 7
&agr; gewünschter Drehwinkel der Ausgangswelle 35 in Gradα desired angle of rotation of the output shaft 35 in degrees
P Gewindesteigung der Gewindespindel 17 in Millimeter pro UmdrehungP Thread pitch of the threaded spindle 17 in millimeters per revolution
H Maximalhub des Abtriebsteils 13 .H Maximum stroke of the output part 13 .
Die Figur 2 macht in ihren Teilabbildüngen (a), (b) und (c) deutlich, wie sich ein von der Hublänge des Abtriebsteils 13 unabhängiger, konstanter Drehwinkel der Ausgangswelle 35 bei den Getrieben dreier Linearantriebe verwirklichen läßt, die sich in der Hublänge unterscheiden. Bezogen auf die Figur 2 (b), die ein mit einem Übersetzungsverhältnis i = 1 ausgestattetes Getriebe eines Linearantriebes zeigt, geht aus Figur 2(a) das Getriebe eines zum gleichen Satz gehörenden Linearantriebes hervor, der über einen geringeren Maximalhub verfügt, so daß ein Übersetzungsverhältnis größer 1 vorliegt Hingegen gehört das Getriebe aus Figur 2(c) zu einem Linearantrieb des gleichen Satzes, der über einen größeren Maximalhub verfügt, so daß dementsprechend ein Übersetzungsverhältnis von kleiner 1 verwirklicht ist.Figure 2, in its partial illustrations (a), (b) and (c), clearly shows how a constant angle of rotation of the output shaft 35, independent of the stroke length of the output part 13, can be achieved in the gears of three linear drives that differ in stroke length. With reference to Figure 2 (b), which shows a gear of a linear drive equipped with a transmission ratio i = 1, Figure 2 (a) shows the gear of a linear drive belonging to the same set that has a smaller maximum stroke, so that a transmission ratio greater than 1 is present. In contrast, the gear in Figure 2 (c) belongs to a linear drive in the same set that has a larger maximum stroke, so that a transmission ratio of less than 1 is realized.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE29820636U DE29820636U1 (en) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | Set of several linear drives |
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Effective date: 20050110 |
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Effective date: 20061130 |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
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