DE3145217C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearantriebseinheit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte derartige Linearantriebseinheit (DE-OS 24 49 560) weist ein zweistufiges Stirnradgetriebe zwischen dem Antriebsmotor und der Gewindespindel auf. Der getriebe­ seitige Abschlußdeckel des Gehäuses ist ohne direkten Kontakt mit dem Gehäuse mittels Schrauben an einer Getriebe­ tragplatte befestigt, in der die Getriebezwischenwelle mit einem Ende gelagert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Linearantriebseinheit mit kompaktem, konstruktiv günstig eingepaßtem Getriebe zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Linearantriebseinheit erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Eine Linearantriebseinheit mit einem Planetengetriebe zwischen dem Antriebsmotor und dem Umsetzungstrieb, der Rotationsbewegung in Linearbewegung der Antriebsstange umsetzt, ist an sich bekannt (DE-PS 8 55 785). Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine Linearantriebseinheit der­ jenigen Bauart, bei der eine Gewindespindel in die Hohl­ welle des Antriebsmotors ragt und die Antriebsstange in den Ringraum zwischen der Gewindespindel und der Hohlwelle ragt. Das innenverzahnte Ringteil des Planetengetriebes ist in das Gehäuse eingesetzt, aber es ist kein mit dem Ringteil verschraubter, getriebeseitiger Abschlußdeckel des Gehäuses vorhanden.

Bei einem bekannten Getriebemotor, der rotierende Antriebs­ bewegung liefert, ist das innenverzahnte Ringteil des Planetengetriebes stirnseitig außen auf den Gehäuseab­ schlußdeckel aufgesetzt und mit diesem verschraubt (DE-GM 19 52 875).

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Die patentgemäße Linearantriebseinheit läßt sich mit einem Raumbedarf bauen, der Hydraulik- oder Pneumatikzylindern vergleichbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine Linearantriebseinheit.

Ein Antriebsmotor 2 der Linearantriebseinheit besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Vergußkörper 4 und einer in dem Vergußkörper 4 gelagerten, hohlen Motorwelle 6, wobei der Vergußkörper 4 in seinem axial mittleren Bereich die Statorwicklung 8 mit Wickelköpfen 10 enthält und wobei die Motorwelle 6 in dem der Statorwicklung 8 radial gegenüberliegenden Bereich die mit der Statorwicklung 8 zusammenwirkende Läuferausbildung 12 trägt. Der Motor 4 kann als Drehstrommotor, als Wechselstrommotor oder als Gleichstrommotor vorgesehen sein, wobei im erstgenannten Fall der Läufer 12 beispielsweise als Kurzschlußläufer oder Käfigläufer ausgebildet sein kann. Die Vergußmasse des Verguß­ körpers 4 besteht aus Epoxidharz mit Quarzsandfüllung und um­ schließt die Statorwicklung 8 und die Wickelköpfe 10 voll­ ständig. An beiden axialen Enden des Vergußkörpers 4 sind Kunststoffringkörper mit eingegossen, die nicht gesondert ge­ zeichnet sind.

Am in der Figur rechten Axialende des Vergußkörpers 4 ist an diesem ein Getriebegehäuse 16 mit axialen Schrauben 18 be­ festigt. Das Getriebegehäuse 16 ist etwa topfförmig mit nach rechts offener Stirnseite und besteht beispielsweise aus Kunst­ stoff oder aus Aluminiumguß. In das Getriebegehäuse 16 ist ein ringförmiges Teil 20 eingesetzt, das eine Innenverzahnung 22 besitzt. Das ringförmige Teil 20 ist durch einen rechts vorge­ setzten Seeger-Ring 24 gehalten. Ein rechts aufgesetzter Lager­ deckel (Abschlußdeckel) 26 schließt die Linearantriebseinheit rechts ab. Der Lagerdeckel 26 ist mit in das Ringteil 20 führenden Schrauben 27 befestigt.

Die Welle 6 besitzt an ihrem in der Zeichnung rechten Ende am Außenumfang eine Verzahnung 28. Zwischen der Außenverzahnung 28 und der Innenverzahnung 22 rotieren am Umfang verteilt mehrere Planetenräder 30, die jeweils mit den beiden genann­ ten Verzahnungen kämmen. Die Lagerungsachsen 32 der Planeten­ räder 30 ragen jeweils von einem Planetenträger 34 axial nach links. Der Planetenträger 34 ist drehfest auf einer Gewinde­ spindel 36 befestigt. Der Planetenträger 34 befindet sich axial zwischen den Planetenrädern 30 und dem Lagerdeckel 26. Da das Ringteil 20 durch die Schrauben 27 drehfest im Getriebegehäuse 16 befestigt ist, stellt der Planetenträger 34 die Abtriebsseite des Planetengetriebes 28, 30, 22, 34 dar.

Die Gewindespindel 36 ist in der Zeichnung rechts mittels eines Kugellagers 38 im Lagerdeckel 26 gelagert. Die Gewinde­ spindel 36 erstreckt sich nach links durch die hohle Motor­ welle 6 etwa bis zum linken Lager 14 des Motors 2. Die Ge­ windespindel 36 ist in ihrem Bereich links vom Planetenträger 34 am Außenumfang mit einem eingängigen oder einem mehrgängigen Gewinde, beispielsweise Trapezgewinde, versehen.

Zwischen dem Außenumfang der Gewindespindel 36 und dem Innen­ durchmesser der Motorwelle 6 ist radial ausreichend Raum für eine hohle Antriebsstange 40. An der hohlen Antriebsstange 40 ist eine Wandermutter 42 befestigt, die innen ein zum Gewinde der Gewindespindel 36 passendes Gewinde besitzt und mit der Gewindespindel zusammenwirkt und die außen am Innenumfang der Hohlwelle 6 axial verschiebbar geführt ist. Die Wandermutter 42 kann aus Kunststoff bestehen. Die Wandermutter 42 stellt zugleich die linke Lagerungsstelle für die Gewindespindel 36 sowie die rechte Lagerungsstelle für die Antriebsstange 40 dar.

Die Antriebsstange 40 erstreckt sich von der Wandermutter 42 nach links durch die Linearantriebseinheit und tritt links durch einen dortigen Abschlußdeckel 44 aus der Linearantriebs­ einheit aus. Am linken Ende besitzt die Antriebsstange einen Anschlußpunkt 46, an dem die Linearverschiebungskraft abge­ nommen werden kann. Die Antriebsstange 40 ist im Abschluß­ deckel 44 gelagert bzw. geführt. Bei ganz nach rechts gefahre­ ner Antriebsstange 40 befindet sich die Wandermutter etwa im Bereich des rechten Lagers 14 der Motorwelle 6 und befindet sich die Anschlußstelle 46 ziemlich nah am Abschlußdeckel 44. Bei ganz nach links ausgefahrener Antriebsstange 40 befindet sich die Wandermutter und mit ihr das rechte Ende der Antriebs­ stange 40 etwa im Bereich des linken Lagers 14 der Motorwelle 6. Der Abschlußdeckel 44 kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Aluminiumguß bestehen, wobei sich im letztgenannten Fall das Einsetzen einer Kunststoffbüchse zur Führung der Antriebs­ stange 40 empfiehlt.

Die Antriebsstange 40 ist durch ihren Anschluß an ein anzu­ treibendes Teil gegen Verdrehen gehalten, so daß auf diese Weise auch die mit der Antriebsstange 40 verbundene Wander­ mutter 42 gegen Verdrehen gehalten ist. Es ist aber auch mög­ lich, die Wandermutter 42 auf andere Weise gegen Verdrehen zu sichern, beispielsweise durch nicht-runde Gestaltung des Innenumfangs der Hohlwelle 6 und entsprechende Gestaltung des Außenumfangs der Wandermutter 42.

In den Planetenträger 34 ist von links her ein Axiallager 48 eingesetzt, dessen linker Ring mit dem rechten Stirnende der Hohlwelle 6 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist eine Bewegung des Planetenträgers 34 und der Gewindespindel 36 nach links beim in die Linearantriebseinheit hineinziehenden Antreiben der Antriebsstange 40 verhindert. Beim aus der Linearantriebs­ einheit herausschiebenden Antreiben der Antriebsstange 40 stützt sich der Planetenträger 34 über den Innenring des Lagers 38 nach rechts am Lagerdeckel 26 ab. Auch die Gewinde­ spindel 36 stützt sich in diesem Fall nach rechts am Lager­ deckel 26 ab.

Zwischen dem Abschlußdeckel 44 und der linken Stirnseite des Vergußkörpers 4 ist ein im wesentlichen topfförmiges, nach links offenes Endschaltergehäuse 50 zwischengeschaltet. Das Endschaltergehäuse 50 und der Abschlußdeckel 44 sind durch axiale Schrauben mit dem Vergußkörper 4 verschraubt.

Im Endschaltergehäuse 50 ist mindestens ein Endschalter 52 angeordnet. Der Betätigungsstift 54 des Endschalters 52 gleitet auf dem relativ zum feststehenden Endschalter 52 bewegten Außenumfang der Antriebsstange 40 entlang. Die An­ triebsstange 40 besitzt rechts in der Nähe der Wandermutter 42 und links im passenden Abstand zur Anschlußstelle 46 je­ weils eine Ringnut 56 am Außenumfang. Wenn sich der Betäti­ gungsstift 54 unter Federkraft in eine der beiden Ringnuten 56 hineinbewegt, wird der Antriebsmotor 2 stillgesetzt. Auf diese Weise ist eine sichere Abschaltung in beiden Endlagen der Antriebsstange 40 gewährleistet. Der Endschalter 52 kann in Axialrichtung der Antriebsstange 40 verstellbar sein. Es können auch mehrere Endschalter 52 axial nebeneinander zur Festlegung mehrerer Schaltstellungen der Antriebsstange 40 vorgesehen sein. Im Endschaltergehäuse 50 befindet sich auch eine Anschlußklemme 58 für ein Stromzuführungskabel zum Antriebsmotor 2.

Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Lagerdeckel 26 mit einem nach rechts vorstehenden Befestigungsauge 60 ver­ sehen. Alternativ oder zusätzlich können am Außenumfang des Vergußkörpers 4 Befestigungsaugen und/oder ein Befestigungskragen vorgesehen sein.

Insbesondere wenn die Linearantriebseinheit hohe Verschiebe­ geschwindigkeiten der Antriebsstange 40 und niedrige Linear­ kräfte liefern soll, kann die Linearantriebseinheit ohne wesent­ liche konstruktive Änderungen auch ohne Planetengetriebe ge­ liefert werden. In diesem Fall kann man statt der Planeten­ räder 30 einen Ring mit einer Innenverzahnung einsetzen, die auf die Außenverzahnung 28 der Welle 6 paßt. Am Ort der La­ gerungsachsen 32 besitzt dieser Ring nach rechts vorstehende Vorsprünge, die nach Art einer Kupplung in die vorhandenen Bohrungen des Teils 34 ragen. Auf diese Weise wird durch ein­ fachsten Austausch mit minimalem Aufwand eine unmittelbare Drehmomentübertragung von der Hohlwelle 6 auf die Gewinde­ spindel 36 bewerkstelligt.

Die geschilderte Ausbildung des Vergußkörpers 4 bringt nicht nur einen besonders kompakten Aufbau, sondern auch einen her­ metischen Abschluß der Statorwicklung 8 und der Wickelköpfe 10 gegenüber Feuchtigkeit, Spritzwasser, aggressive Gase, aggressive Dämpfe und dergleichen mit sich.

Die Außendurchmesser des Getriebegehäuses 16, des Endschalter­ gehäuses 50, des Lagerdeckels 26 und des Abschlußdeckels 44 entsprechen im wesentlichen dem Außendurchmesser des Verguß­ körpers 4, so daß die gesamte Linearantriebseinheit nicht durchmessergrößer als ihr Antriebsmotor 2 ist.

Claims (3)

1. Linearantrieb mit

• - einem Antriebsmotor, dessen Welle als Hohlwelle ausge­ bildet ist;
• - einem an den Antriebsmotor angeschlossenen Getriebe;
• - einem Gehäuse mit getriebeseitigem Abschlußdeckel;
• - einem an das Getriebe angeschlossenen Mutter-Gewinde­ spindel-Trieb, dessen mit einem Endbereich in dem Abschlußdeckel gelagerte Gewindespindel in die Hohlwelle ragt;
• - und einer an den Mutter-Gewindespindel-Trieb angeschlosse­ nen, hohlen Antriebsstange, die sich mit einem Teil ihrer Länge zwischen der Gewindespindel und der Hohlwelle be­ findet,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Getriebe ein Planetengetriebe (28, 30, 20, 22, 34) ist, welches ein innenverzahntes Ringteil (20) und einen mit der Gewindespindel (36) verbundenen Planetenträger (34) aufweist;
• - daß das Ringteil (20) axial in das Gehäuse (16) eingesetzt ist;
• - und daß der am Gehäuse (16) aufliegende Abschlußdeckel (26) mit dem Ringteil (20) verschraubt ist.

2. Linearantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringteil (20) und dem Abschlußdeckel (26) ein Seeger-Ring (24) angeordnet ist und daß das Ringteil (20) am Seeger-Ring (24) anliegend durch die Verschraubung kraftschlüssig gegen Verdrehen gesichert ist.