DE3421952C2 - Linearer Stellantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen geschlossenen linearen Stellantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem derartigen, aus der US-PS 2 906 143 bekannten Stellantrieb wird durch den radial umlaufenden Wälzkörper ein Teil des Außengewindes des Innengehäuses durch elastische Deformation mit dem Innengewinde des Außengehäuses in Eingriff gebracht. Der umlaufende Wälzkörper erzeugt eine umlaufende elastische Deformation, die zu einem umlaufenden Eingriff beider Gewinde führt. Aufgrund verschiedener Gewindesteigungen kommt es zu einer Relativbewegung zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse. Derartige Stellantriebe vom Typ "harmonische Schraube" werden überall dort verwendet, wo Zug- und/oder Druckkräfte erforderlich sind. Da durch die hohe Untersetzung des Stellantriebs bereits bei geringen auf den umlaufenden Wälzkörper einwirkenden Drehmomenten große Kräfte in axialer Richtung des Stellantriebs freisetzbar sind, kommt einer Ausfallsicherung für diese Stellantriebe erhöhte Bedeutung zu. Bei Verwendung eines umlaufenden Motors führt der Ausfall des Motors dazu, daß die durch den Stellantrieb relativ zueinander zu bewegenden Teile starr miteinander gekoppelt werden.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die Ausfallsicherheit eines Stellantriebs der genannten Art zu erhöhen und insbesondere bei einem Ausfall des Antriebsmotors eine manuelle Betätigung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stellantriebs sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Stellantrieb ist insbesondere für die Verwendung bei Klimaanlagen und in anderen Steuersystemen mit einem Computer oder Mikroprozessor begrenzter Ausgangsleistung als Steuervorgang geeignet. Die verbesserte Ausfallsicherung ist beispielsweise beim Einsatz in Gebäuden für das automatische Schließen von Außenlufteinlässen und gleichzeitige Öffnen von Innenluftauslässen im Falle eines Brandes von besonderer Bedeutung, was geschehen muß, um ein Anfachen des Feuers durch Frischluftzufuhr zu verhindern und einen schnellen Rauchabzug aus dem jeweiligen Gebäude zu ermöglichen. Beim erfindungsgemäßen Stellantrieb ist im Gegensatz zu den üblichen Stellantrieben vom Typ "Harmonische Schraube" kein Untersetzungsgetriebe erforderlich.

Nachstehend sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stellantriebs anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform in unbetätigtem Zustand;

Fig. 2 einen Teil des Längsschnitts gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 3 die Ansicht gemäß Fig. 2, wobei der Stellantrieb sich jedoch in Betrieb befindet;

Fig. 4 den Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 5 die Seitenansicht in Richtung der Pfeile 5 in Fig. 4;

Fig. 6 den Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 4;

Fig. 7 den Querschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 8 den dem linken Teil der Ansicht gemäß Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform mit auf die Umgebungstemperatur ansprechender Ausfallsicherung in größerem Maßstab;

Fig. 9 den der Ansicht gemäß Fig. 8 entsprechenden Längsschnitt einer dritten Ausführungsform mit auf mechanische Erschütterungen ansprechender Ausfallsicherung; und

Fig. 10 eine Darstellung einer vierten Ausführungsform mit auf Rauch ansprechender Ausfallsicherung.

Der Stellantrieb gemäß Fig. 1 bis 3 weist ein starres, zylindrisches Außengehäuse 10 auf, welches an einem Ende durch eine Stirnplatte 12 verschlossen ist, die auch einstückig mit dem Außengehäuse 10 ausgebildet sein kann und an der ein äußeres Verbindungsglied 14 in Form eines Auges angebracht ist, welches zur Stellantriebbefestigung dient. Das Außengehäuse 10 ist mit einem Innengewinde 15 versehen. Innerhalb des Außengehäuses 10 sind eine elastisch verformbare, zylindrische Hülse 16 mit einem Außengewinde 18 und ein Innengehäuse 20 lose angeordnet, mit welchem die Hülse 16 verbunden ist, so daß sie von einem Ende des Innengehäuses 20 axial absteht und einen Endabschnitt desselben bildet. Der Außendurchmesser der unverformten Hülse 16 ist kleiner als der Innendurchmesser des Außengehäuses 10, so daß sie sich im unverformten Zustand im Außengehäuse 10 axial frei bewegen kann.

Mit Vorteil kann das Innengewinde 15 des Außengehäuses 10 mit dreifachem Anfang ausgebildet sein und das Außengewinde 18 der Hülse 16 einfach aus mehreren gewindeförmigen Umfangsnuten mit einer solchen Steigung bestehen, daß sie zum Innengewinde 15 passen. Das Außengewinde 18 kann ohne Steigung ausgebildet sein. Ferner sind sowohl Rechtsgewinde als auch Linksgewinde möglich, ebenso wie Kombinationen derselben.

Das Innengehäuse 20 besteht aus einem starren Rohr aus Stahl oder einem anderen den magnetischen Fluß leitenden Werkstoff und ragt aus einer Manschette 22, an welcher es mittels Stiften 23 befestigt ist, axial in das Außengehäuse 10. An dem der Manschette 22 abgewandten Ende liegt es an einem äußeren Flansch 24 einer Buchse 26 an, welche im Innengehäuse 20 befestigt ist, beispielsweise reibschlüssig mittels Preßsitz. Die Manschette 22 weist eine Stirnwand 28 auf, an welcher der Stator 30 eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motors befestigt ist, der ferner mit einem Rotor 31 versehen ist. Vorzugsweise ist der Motor als elektrischer Permanentmagnetschrittmotor ausgebildet, welcher eine niedrige Synchrondrehzahl aufweist.

Die Hülse 16 weist einen Abschnitt 32 verminderten Außendurchmessers und entsprechend geringerer Wandstärke auf, welcher in einem äußeren Ringflansch 34 endet. Zwischen denselben und das benachbarte Ende der Buchse 26 ist ein Haltering 36 eingesetzt, um die Hülse 16 über die Buchse 26 mit dem Innengehäuse 20 zu verbinden. Mittels der Stifte 23 ist auf der Manschette 22, welche mit ihrer Stirnwand 28 das dem durch die Stirnplatte 12 verschlossenen Ende des Außengehäuses 10 abgewandte Ende des Innengehäuses 20 verschließt, ferner eine Glocke 40 befestigt, welche starr axial von der Manschette 22 wegragt und an dem derselben abgewandten Ende ein äußeres Verbindungsglied 42 zur Stellantriebbefestigung aufweist, welches als Bügel ausgebildet ist, der an einem weiteren, an der Glocke 40 befestigten Bügel 43 schwenkbar gelagert ist, so daß der Stellantrieb sich im Betrieb ausrichten kann.

In der Stirnwand 28 der Manschette 22 ist eine mit dem Motor bzw. dem Rotor 31 desselben verbundene Antriebswelle 44 mittels eines Lagers 45 drehbar und axial verschieblich gelagert, an deren dem Motor abgewandten Ende ein Rollenantriebsglied 46 mit einer äußeren Ringnut 48 zur Aufnahme des Umfangsrandes von Rollen 50 befestigt ist. Die Hülse 16 weist eine entsprechende innere Ringnut 52 zur Aufnahme des Umfangsrandes der Rollen 50 auf, welche jeweils an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Umfangsrandes in die eine bzw. andere Ringnut 48 bzw. 52 ragen und in einem freischwimmend angeordneten Käfig 54 geführt sind, welcher sie um das Rollenantriebsglied 46 herum im Abstand voneinander hält. Auf dem Rollenantriebsglied 46 ist ein Axiallager 56 befestigt, an welchem sich ein axial federndes Zwischenglied 60 mit einem Ende abstützt, das aus einer Außenhülse 62, einer Innenhülse 64 und einer vorgespannten Druckfeder 68 besteht, wobei die Außenhülse 62 und die Innenhülse 64 gegenseitig teleskopierbar sind und an den beiden ineinander greifenden Enden 66 zusammenwirkende Flansche aufweisen und die Druckfeder 68 sich einerseits an einem Flansch 70 der Außenhülse 62 sowie andererseits an einem Flansch 72 der Innenhülse 64 abstützt und dieselben in die gegenseitige Stellung gemäß Fig. 3 auseinanderdrückt. Wenn auch im dargestellten Fall nur ein Satz von drei Rollen 50 vorgesehen ist, so können doch zwei oder mehr Sätze von je zwei oder mehr Rollen 50 vorgesehen werden, was einer noch gleichmäßigeren Belastungsverteilung zugute kommt.

Im Innengehäuse 20 ist eine die Wicklung 82 eines linearen Elektromagneten 84 tragende Hülse 80 befestigt. Der zylindrische Anker 85 des Elektromagneten 84 ist in der Bohrung der Hülse 80 mit Gleitsitz angeordnet und hohl ausgebildet, um die Antriebswelle 44 zu umschließen. Weiterhin sind im Innengehäuse 20 zwei Weicheisenringscheiben 86 und 88 beiderseits der Hülse 80 befestigt, welche dazu dienen, den magnetischen Fluß des erregten Elektromagneten 84 zu kanalisieren. Die Innenhülse 64 des Zwischengliedes 60 ist am Anker 85 des Elektromagneten 84 befestigt.

Bei Erregung des Elektromagneten 84 bewegt sich dessen Anker 85 aus der Ruhestellung gemäß Fig. 1 und 2 nach rechts in die Stellung gemäß Fig. 3, um die Rollen 50 über das Zwischenglied 60 aus der weniger steilen Schrägstellung nach Fig. 1 und 2 in die steilere, zur Antriebswelle 44 und zu dessen Rollenantriebsglied 46 sowie zur Hülse 16 annähernd senkrechte Stellung nach Fig. 3 zu schwenken, so daß die Rollen 50 die Hülse 16 radial elastisch verformen, wie besonders deutlich aus Fig. 7 hervorgeht. Diejenigen Stellen der Hülse 16, gegen welche die Rollen 50 von innen drücken, wandern radial nach außen, so daß die entsprechenden Stellen des Außengewindes 18 der Hülse 16 mit dem Innengewinde 15 des Außengehäuses 10 in Eingriff kommen.

Falls das Außengewinde 18 und das Innengewinde 15 nicht aufeinander ausgerichtet sein sollten, so daß sie nicht ineinander greifen können, können die Rollen 50 nicht vollständig in die steilere Schrägstellung nach Fig. 3 gekippt werden. Dennoch läuft der Anker 85 des Elektromagneten 84 in die Stellung gemäß Fig. 3, um das Zwischenglied 60 ineinander zu schieben und dessen Druckfeder 68 zu spannen. Wenn dann der Motor 30, 31 eingeschaltet wird und die Antriebswelle 44 sich mit dem Rollenantriebsglied 46 dreht, so daß die Rollen 50 wegen ihres reibschlüssigen Eingriffs in die äußere Ringnut 48 des Rollenantriebsgliedes 46 und in die innere Ringnut 52 der Hülse 16 planetenradartig umlaufen, wandern die verformten Stellen der Hülse 16 mit den Rollen 50 mit. Sobald das Außengewinde 18 der Hülse 16 und das Innengewinde 15 des Außengehäuses 10 aufeinander ausgerichtet sind, so daß sie ineinander greifen können, entspannt sich die Druckfeder 68, um die Antriebswelle 44 mit dem Rollenantriebsglied 46 und die Rollen 50 vollständig in die Stellung nach Fig. 3 zu bewegen und das Außengewinde 18 sowie das Innengewinde 15 in vollständigen gegenseitigen Eingriff zu bringen. Die Antriebswelle 44 ist zwischen der ersten Stellung gemäß Fig. 1 und 2 sowie der zweiten Stellung nach Fig. 3 axial verschiebbar.

Der weitere Betrieb des Motors 30, 31 unter entsprechendem Weiterwandern der verformten Stellen der Hülse 16 bewirkt, daß die Eingriffsstellen des Außengewindes 18 in das Innengewinde 15 sich bezüglich des letzteren in Längsrichtung bewegen, und zwar entsprechend der jeweiligen Richtung des Motorumlaufs.

Es ist eine vorgespannte Zugfeder 90 vorgesehen, welche das Außengehäuse 10 und die Glocke 40, die gegenseitig axial beweglich sind, eng umschließt und deren eines Ende 92 am Außengehäuse 10 befestigt ist, während das andere Ende 94 mit der Glocke 40 verbunden ist, um das Außengehäuse 10 und die Glocke 40 in gegenseitiger Anlage zu halten, wie in Fig. 1 dargestellt. Statt der Zugfeder 90 kann auch eine das Außengehäuse 10 und die Glocke 40 auseinanderbelastende Druckfeder vorgesehen sein. Sowohl bei absichtlicher, steuerungsbedingter Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten 84 als auch bei Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten 84 infolge Ausfalls der Stromquelle kontrahiert bzw. expandiert der Stellantrieb in Längsrichtung unter der Wirkung der Zugfeder 90 bzw. der erwähnten Druckfeder, um eine Stellkraft in der jeweils gewünschten Richtung zu liefern. Dabei wirkt die im Stellantrieb zwischen der Stirnplatte 12 des Außengehäuses 10 und der benachbarten Weicheisenringscheibe 88 des Elektromagneten 84 eingeschlossene Luft dämpfend, ähnlich dem Luftpolster eines Stoßdämpfers. Die Zugfeder 90, welche erwähntermaßen auch durch eine Druckfeder ersetzt sein kann, stellt also einen Antrieb für die Ausfallsicherung des Stellantriebs dar.

Gemäß Fig. 3 sind die Rollen 50 auch in derjenigen steileren Schrägstellung, in welcher sie die federnd nachgiebige Hülse 16 radial elastisch verformen, gegenüber der zur Längsachse der Antriebswelle 44, des Rollenantriebsgliedes 46 derselben und der Hülse 16 genau senkrechten Stellung noch geneigt, so daß die Antriebswelle 44 über das Rollenantriebsglied 46 durch die Federkraft der elastisch verformten Hülse 16 in Verbindung mit den durch die auf das Innengewinde 15 des Außengehäuses 10 und das Außengewinde 18 der Hülse 16 einwirkenden Axialkräfte bewirkten Gewindekeilkräften gegen die Wirkung des Elektromagneten 84 belastet wird und der Stellantrieb bei Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten 84 gelöst wird, wie in Fig. 2 dargestellt, so daß die Zugfeder 90 bzw. die entsprechende Druckfeder sich entspannen kann und die erwähnte Ausfallsicherung wirksam wird.

Am äußeren Ende des Rollenantriebsgliedes 46 ist eine von einem Sprengring gehaltene Ringscheibe 91 angeordnet, welche eine abstehende Ringschulter bildet, die den Käfig 54 in der ersten Stellung der Antriebswelle 44 gemäß Fig. 1 und 2 an den Rollen 50 hält und verhindert, daß letztere aus der inneren Ringnut 52 der Hülse 16 entweichen. Eine weitere derartige Ringscheibe 93 ist auf der anderen Seite der Rollen 50 am Rollenantriebsglied 46 angeordnet, um dort eine abstehende Ringschulter zu bilden, die das Entweichen der Rollen 50 aus der äußeren Ringnut 48 des Rollenantriebsgliedes 46 verhindert.

Zur Handbetätigung des Stellantriebes bei Stromausfall ist ein Endabschnitt 95 der Antriebswelle 44 durch die Stirnwand 96 der Glocke 40 hindurchgeführt und am freien Ende mit einem Betätigungsknopf 97 versehen, welcher es erlaubt, die Antriebswelle 44 von Hand zu drücken, zu ziehen und zu drehen, um das Außengewinde 18 der Hülse 16 und das Innengewinde 15 des Außengehäuses 10 genauso miteinander in Eingriff bzw. außer Eingriff zu bringen, wie beim geschilderten elektrischen Betrieb des Stellantriebes.

Dabei ist zusätzlich zu der mit dem Elektromagneten 84 versehenen Blockiereinrichtung eine weitere, von Hand betätigbare Blockiereinrichtung zur Festlegung der Antriebswelle 44 in der zweiten Stellung gemäß Fig. 3 vorgesehen. Diese Blockiereinrichtung weist gemäß Fig. 1 und 4 bis 6 eine Blockierklinke 98 auf, welche mittels einer Schraube 99 an der Stirnwand 96 der Glocke 40 schwenkbar befestigt und mit einem Griff 100 versehen ist, so daß sie von Hand aus der Lösestellung gemäß Fig. 4 verschwenkt werden kann, um den Endabschnitt 95 der Antriebswelle 44 zu umgreifen und an der Außenseite eines Ringflansches 102 des Endabschnitts 95 anzuliegen, wobei letzterer und die Antriebswelle 44 immer noch gedreht werden können.

Wie besonders deutlich aus Fig. 5 und 6 hervorgeht, weist die Blockierklinke 98 einen Ausschnitt 104 zur Aufnahme des Endabschnitts 95 der Antriebswelle 44 sowie eine damit fluchtende Vertiefung 106 zur Aufnahme des Ringflansches 102 auf. Bei Handbetätigung des Stellantriebs wird der Betätigungsknopf 97 gedrückt, um die Antriebswelle 44 aus der ersten Stellung gemäß Fig. 1 und 2 in die zweite Stellung nach Fig. 3 axial zu verschieben und die Rollen 50 in die steilere Schrägstellung zu bringen, worauf die Blockierklinke 98 über den Endabschnitt 95 der Antriebswelle 44 geschwenkt wird, so daß der Ringflansch 102 in die Vertiefung 106 eintreten kann, um die Blockierklinke in ihrer wirksamen Stellung zu verriegeln, welche mittels einer Schenkelfeder 108 in die Lösestellung gemäß Fig. 4 belastet ist, die auf der Schraube 99 angeordnet ist und sich einerseits am Bügel 43 der Glocke 40 sowie andererseits am Griff 100 der Blockierklinke 98 abstützt. Mit einem weiteren Ausschnitt 109 kann die Blockierklinke 98 eine Schraube 110 aufnehmen, um letztere in der Haltestellung zu untergreifen, so daß die Blockierklinke 98 dann fest abgestützt ist.

Zum Lösen der Blockierklinke 98 genügt es, den Betätigungsknopf 97 zu drücken, so daß der Ringflansch 102 des Endabschnitts 95 der Antriebswelle 44 aus der Vertiefung 106 der Blockierklinke 98 läuft, woraufhin die Schenkelfeder 108 die Blockierfeder 98 in die Lösestellung nach Fig. 4 verschwenken kann. In gleicher Weise wird die Blockiereinrichtung mit der Blockierklinke 98 dann unwirksam, wenn der Elektromagnet 84 mit Strom beaufschlagt wird, da dessen Anker 85 dann die Antriebswelle 44 axial verschiebt, so daß der Ringflansch 102 aus der Vertiefung 106 der Blockierklinke 98 herausläuft.

Bei dem Stellantrieb nach Fig. 8 wird die Ausfallsicherung dann automatisch wirksam, wenn die Umgebungstemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, um beispielsweise ein Heizsystem abzuschalten oder ein Kühlsystem einzuschalten. Es ist eine Blockiereinrichtung zur Festlegung der Antriebswelle 44 in der zweiten Stellung nach Fig. 3 vorgesehen, welche auf die kritische Umgebungstemperatur anspricht und eine Schmelzsicherung 115 aufweist, mittels welcher eine Klinkenplatte 116 in einer solchen Stellung gehalten wird, daß sie eine Halteplatte 118 vor dem benachbarten Ende des Endabschnitts 95 der Antriebswelle 44 hält, in welchem eine Kugel 119 angeordnet ist, um das Drehen des Endabschnitts 95 auf der Halteplatte 118 zu erleichtern. Die Klinkenplatte 116 trägt eine Triggerplatte 120, deren inneres Ende 122 leicht gekrümmt ist, wie in Fig. 8 dargestellt, um mit dem ähnlich gekrümmten Ende der Halteplatte 118 zusammenzuwirken und die Blockiereinrichtung zusammenzuhalten, solange die Schmelzsicherung 115 intakt ist. Dabei hält die Halteplatte 118 den Endabschnitt 95 und somit die zugehörige Antriebswelle 44 entgegen der Wirkung der Federkraft der Hülse 16, welche über die Rollen 50 auf das Rollenantriebsglied 46 der Antriebswelle 44 einwirkt. Wenn die erwähnte, vorgegebene Umgebungstemperatur erreicht wird, dann schmilzt die Schmelzsicherung 115, so daß die Triggerplatte 120 freigegeben wird und die gesamte Blockiereinrichtung zusammenbricht, woraufhin die Antriebswelle 44 aus der zweiten Stellung nach Fig. 3 in die erste Stellung gemäß Fig. 1 und 2 läuft, so daß die Zugfeder 90 sich entspannen und die Ausfallsicherung wirksam werden kann.

Um diese auch anschließend wieder zu ermöglichen, wird eine neue Klinkenplatte 116 mit daran durch eine intakte Schmelzsicherung 115 gehaltener Triggerplatte 120 eingesetzt, was einfach geschehen kann, ohne daß der Stellantrieb demontiert oder abgebaut werden müßte.

Beim Stellantrieb nach Fig. 9 wird die Ausfallsicherung bei mechanischen Erschütterungen, beispielsweise Erdbebenstößen, wirksam. Die dazu vorgesehene Blockiereinrichtung zur Festlegung der Antriebswelle 44 in der zweiten Stellung nach Fig. 3 ist derjenigen gemäß Fig. 8 ähnlich, abgesehen davon, daß ein hängendes Gewicht 125 dazu dient, über die Triggerplatte 120 die Blockiereinrichtung wirkungslos zu machen, also zusammenbrechen zu lassen. Das Gewicht 125 spricht auf die mechanischen Erschütterungen bzw. Erdbebenstöße an und bewirkt dann die Freigabe der Halteplatte 118.

Der Stellantrieb gemäß Fig. 10 weist eine auf Rauch ansprechende Ausfallsicherung auf. Dazu ist ein Rauchdetektor 130 vorgesehen, welcher ein Relais 132 steuert, das seinerseits den Stromfluß von einer Stromquelle 134 zum Elektromagneten 84 steuert. Wenn der Rauchdetektor 130 Rauch feststellt, dann gibt er ein entsprechendes Signal an das Relais 132 ab, welches aus einem sehr geringen Strom bestehen kann, woraufhin das Relais 132 den Stromkreis des Elektromagneten 84 schließt, so daß der Stellantrieb arbeitet, um im Falle eines Brandes in einem Gebäude beispielsweise einen Außenlufteinlaß zu schließen und einen Innenluftauslaß zu öffnen, so daß das Feuer nicht durch Frischluft angefacht wird und der Rauch schnell aus dem Gebäude entweichen kann.

Bei den Stellantrieben nach Fig. 8 und 9 ist auch eine solche Ausgestaltung möglich, daß sie bei Stromausfall die jeweilige Position beibehalten, wozu es lediglich erforderlich ist, die Triggerplatte 120 und die Klinkerplatte 116 fest miteinander zu verbinden, beispielsweise mittels einer Schraube oder eines Nietes, so daß also die Schmelzsicherung 115 bzw. das Gewicht 125 wegfällt. Die Rollen 50 werden dann ständig in der steileren Schrägstellung nach Fig. 3 gehalten, so daß die Feder 90 überflüssig ist. Ebenso wie bei den Stellantrieben nach Fig. 8 und 9 fällt dann auch der Elektromagnet 84 weg.

Das gesonderte Rollenantriebsglied 46 ist nicht immer unbedingt erforderlich und nur dann vorteilhaft, wenn der Stellantrieb einen Elektromagneten, wie den Elektromagneten 84, als wesentlichen Bestandteil aufweist. Es ermöglicht es dann nämlich, daß die Antriebswelle 44 aus weichem, unmagnetischem Material hergestellt werden kann, während das Rollenantriebsglied 46 aus verschleißfestem Material, wie beispielsweise gehärtetem Stahl, bestehen kann. Ist kein Elektromagnet vorhanden, wie beispielsweise bei den Stellantrieben nach Fig. 8 und 9 oder einem Stellantrieb, welcher lediglich die Blockiereinrichtung gemäß Fig. 1 und 4 bis 6 zur Festlegung der Antriebswelle 44 in der zweiten Stellung nach Fig. 3 aufweist, dann kann die Antriebswelle 44 einstückig mit dem Rollenantriebsglied 46 ausgebildet und aus verschleißfestem Material hergestellt werden.

Claims (19)

1. Geschlossener linearer Stellantrieb mit
einem starren zylindrischen Außengehäuse mit einem Innengewinde,
einem zylindrischen Innengehäuse mit einem Außengewinde an einem radial elastisch verformbaren Endabschnitt mit einem Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Außengehäuses, wobei der Endabschnitt im Außengehäuse teleskopisch angeordnet ist,
mindestens einem innerhalb des Endabschnittes angeordneten radial umlaufenden Wälzkörper, durch den ein Teil des Außengewindes des Innengehäuses durch elastische Deformation mit dem Innengewinde des Außengehäuses in Eingriff bringbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Außengehäuse (10) an einem Ende (12) geschlossen und mit einem äußeren Verbindungsglied (14) versehen ist,
• b) das Innengehäuse (20) an dem dem geschlossenen Ende (12) des Außengehäuses (10) abgewandten Ende (28) geschlossen ist,
• c) sich eine Glocke (40) starr vom geschlossenen Ende (28) des Innengehäuses (20) weg erstreckt und mit einem äußeren Verbindungsglied (42) versehen ist,
• d) ein umlaufender Motor (30, 31) am geschlossenen Ende (28) des Innengehäuses (20) befestigt und mit einer Antriebswelle (44) verbunden ist, die im geschlossenen Ende (28) drehbar gelagert und zwischen einer ersten sowie einer zweiten Stellung axial verschiebbar ist, und
• e) der Wälzkörper aus mehreren Rollen (50) besteht, die um die Antriebswelle (44) herum jeweils in einer bezüglich derselben und des Endabschnitts (16) des Innengehäuses (20) schrägen Stellung angeordnet und am Umfangsrand in einer äußeren Ringnut (48) der Antriebswelle (44) sowie einer inneren Ringnut (52) des Endabschnittes 16 aufgenommen sind, und
• f) die Innendurchmesser der Ringnuten (48, 42), der Außendurchmesser der Rollen (50), der Innendurchmesser des Außengehäuses (10) und der Außendurchmesser des Endabschnitts (16) des Innengehäuses (20) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Rollen (50) in der zweiten Stellung der Antriebswelle (44) jeweils aus der schrägen Stellung in deren erster Stellung in eine zur Antriebswelle (44) und zum Endabschnitt (16) annähernd senkrechte Stellung geschwenkt sind, um den Endabschnitt (16) an den betreffenden Stellen radial elastisch zu verformen und dessen Außengewinde (18) an diesen Stellen in Eingriff mit dem Innengewinde (15) des Außengehäuses (10) zu bringen, welche Eingriffsstellen des Außengewindes (18) in das Innengewinde (15) sich beim Drehen der Antriebswelle (44) aufgrund des dadurch bewirkten planetenradartigen Laufs der Rollen (50) in den Ringnuten (48, 52) gegenüber dem Innengewinde (15) in axialer Richtung verlagern, so daß die beiden Verbindungsglieder (14, 42) sich gegenseitig bewegen.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Blockiereinrichtung (84; 98, 102; 115, 118; 118, 125; 84, 130, 132) zur Festlegung der Antriebswelle (44) in der zweiten Stellung.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung einen Elektromagneten (84) aufweist und bei Unterbrechung der Erregung desselben wirkungslos wird, um die Antriebswelle (44) freizugeben, so daß sie sich aus der zweiten in die erste Stellung axial verschieben kann.

4. Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (84) einen axial verschiebbaren Anker (85) zur Axialverschiebung und Festlegung der Antriebswelle (44) in die zweite Stellung bzw. in der zweiten Stellung aufweist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (85) des Elektromagneten (84) über ein axial federndes Zwischenglied (60) mit der Antriebswelle (44) zusammenwirkt.

6. Stellantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (85) des Elektromagneten (84) bzw. das Zwischenglied (60) an einem auf der Antriebswelle (44) angeordneten Axiallager (56) angreift.

7. Stellantrieb nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (44) aus unmagnetischem Material besteht und an dem dem Motor (30, 31) abgewandten Ende mit einem Rollenantriebsglied (46) aus verschleißfestem Material, vorzugsweise gehärtetem Stahl, versehen ist, in welchem die äußere Ringnut (48) ausgebildet ist.

8. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (98, 102) von Hand betätigbar ist.

9. Stellantrieb nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich zur Blockiereinrichtung mit dem Elektromagneten (84) vorgesehene, von Hand betätigbare Blockiereinrichtung (98, 102) eine an der Antriebswelle (44) angreifende Blockierklinke aufweist, welche bei der Axialverschiebung der Antriebswelle (44) durch den Elektromagneten (84) selbsttätig in die Lösestellung läuft.

10. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (115, 118) auf eine bestimmte Temperatur anspricht, um die Antriebswelle (44) freizugeben, so daß sie sich aus der zweiten in die erste Stellung axial verschieben kann.

11. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (118, 125) auf mechanische Erschütterungen anspricht, um die Antriebswelle (44) freizugeben, so daß sie sich aus der zweiten in die erste Stellung axial verschieben kann.

12. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (84, 130, 132) einen Rauchdetektor aufweist, welcher den Elektromagneten (84) zur Axialverschiebung und Festlegung der Antriebswelle (44) in die zweite Stellung bzw. in der zweiten Stellung einschaltet.

13. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 12, gekennzeichnet durch eine solche gegenseitige Anordnung des Endabschnitts (16) des Innengehäuses (20), der Rollen (50) und der Antriebswelle (44), daß letztere bei Freigabe durch die Blockiereinrichtung (84; 98, 102; 115, 118; 118, 125; 84, 130, 132) durch die Federkraft des elastisch verformten Endabschnitts (16) in die erste Stellung zurückbewegt wird.

14. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die um die Antriebswelle (44) herum gleichmäßig verteilten Rollen (50) in einem Käfig (54) geführt sind.

15. Stellantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (44) mit radial abstehenden Schultern (91, 93) zur Begrenzung der Axialbewegung des Käfigs (54) und der Rollen (50) bezüglich der Antriebswelle (44) versehen ist, so daß die Rollen (50) nicht aus den Ringnuten (48, 52) entweichen können.

16. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende (28) des Innengehäuses (20) flexibel ausgebildet ist, so daß der Motor (30, 31) sich Veränderungen der Relativstellung der Antriebswelle (44) und des Endabschnitts (16) des Innengehäuses (20) leicht anpassen kann.

17. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Feder (90) zur Stellantriebsrückstellung in die Ausgangsstellung, sobald das Außengewinde (18) des Endabschnitts (16) des Innengehäuses (20) und das Innengewinde (15) des Außengehäuses (10) außer Eingriff kommen.

18. Stellantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (90) das Außengehäuse (10) eng umschließt.

19. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (44) von Hand drehbar und aus der ersten in die zweite Stellung axial verschiebbar ist.