DE19807147A1 - Linearsteller - Google Patents

Linearsteller

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DE19807147A1
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screw
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linear actuator
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Withdrawn
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DE1998107147
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Michael Kochs
Franz-Josef Schnelker
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Pierburg GmbH
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Pierburg GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2025/2068—Means for returning linear actuator to zero position, e.g. upon occurrence of failure by using a spring
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    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls

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Description

Die Erfindung betrifft einen Linearsteller für Steuerungs- und Regelungsanwendungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Diese Linearsteller finden Anwendung in Kraftfahrzeugen und insbesondere auch an Brennkraftmaschinen für diese Fahrzeuge.
Hierbei lassen sich durch eine kleine Gewindesteigung große Kräfte erzeugen, wobei da­ durch jedoch eine Selbsthemmung entsteht, d. h. eine erfolgte Verstellung ist durch Rück­ stellkräfte, die an der Hülse angreifen, nicht rückstellbar.
Es ist also notwendig, einen reversiblen Motorbetrieb vorzusehen.
Hierfür ist jedoch ein aufwendiges Steuerprogamm vorzusehen, das die hierfür notwendi­ ge Umpolung ermöglicht.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen aufzu­ finden, mit denen eine Rückstellung der Hülse bei mit Selbsthemmung ausgeführter Über­ setzung erreicht wird bei einfacher Abschaltung des Gleichstrommotors.
Diese Aufgabe ist bei dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Linearsteller durch die im Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­ gend beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Linearsteller 1, wie er für Steuerungs- und Regelungsanwendungen, beispielsweise für die Verstellung von Klappen, Ventilen usw. verwendet wird.
Dieser Linearsteller 1 besteht aus einem elektrischen Gleichstrommotor 2 mit elektronischer oder mechanischer Kommutierungseinrichtung 3 und einem Schraubgetriebe 4. Das Schraubgetriebe 4 weist eine Schraube 5 und eine ohne Eigendrehung axial verschiebliche Hülse 6 auf, zwischen denen ein Selbsthemmung verursachendes Übersetzungsverhältnis besteht durch Ausführung mit einer ausgewählten kleinen Gewindesteigung.
Es ist nun vorgesehen, daß die Schraube 5 direkt von einer Motorwelle 7 angetrieben wird und Motorwelle 7 und Schraube 5 entgegen der aktiven Drehrichtung des Gleichstrommo­ tors 2 durch ein elastisches Federelement 8 vorgespannt sind.
Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist das Federelement 8 von einer Spiralfeder 9 gebildet, die zwischen einer auf der Motorwelle 7 befestigten Mitnahmebüchse 10 und einer Ge­ häuseeinhängung 11 eingespannt ist.
Bei dem Schraubgetriebe 4 kann es sich, wie dargestellt, vorteilhafterweise um einen Ku­ gelgewindetrieb 12 handeln, der gegenüber einem normalen Schraubgewindetrieb mit besserem Wirkungsgrad arbeitet.
Es ist vorgesehen, daß ein Schraubgetriebegehäuse 13 und ein Motorgehäuse 14 durch einen Umrollabschnitt 15 eines Polringes 16 des Gleichstrommotors 2 verbunden sind.
In der gezeigten Ausführung erfolgt eine elektronische Kommutierung des Gleichstrommo­ tors, hierfür weist das Motorgehäuse 14 eine Leiterplatte 17 auf, die über nicht dargestell­ te elektrische Anschlüsse mit einem Steuergerät verbunden ist und nicht extra dargestellte Kommutierungselektronikbauteile aufweist. Über einen Wärmeleitkörper 18 erfolgt eine Wärmeabführung von der Leiterplatte 17 zu einem Gehäusedeckel 19, der vorteilhafter­ weise aus Metall besteht.
Der Gleichstrommotor 2 weist einen Ständer 20 mit Wicklungen 21 auf, deren Magnetfel­ der mit einem auf der Motorwelle 7 befestigten Permanentmagneten 22 zusammenwir­ ken.
Der erfindungsgemäße Linearsteller 1 ermöglicht eine Rückstellung der ausgefahrenen Hül­ se 6 bei abgeschaltetem Gleichstrommotor 2. Hierdurch kann zum Beispiel ein in einem Steuergerät abgelegtes Steuerprogramm vereinfacht werden. Die Verwendung der Spiral­ feder 9 ermöglicht mehrere Volldrehungen der Motorwelle 7 bzw. der Schraube 5 für ei­ nen ausreichend großen Verstellweg der Hülse 6.

Claims (4)

1. Linearsteller für Steuerungs- und Regelungsanwendungen, bestehend aus einem elektri­ schen Gleichstrommotor mit elektronischer oder mechanischer Kommutierungseinrichtung und einem Schraubgetriebe, bei dem zwischen einer Schraube und einer Hülse ein Selbsthemmung verursachendes Übersetzungsverhältnis besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (5) direkt von einer Motorwelle (7) angetrieben wird und Motorwelle (7) und Schraube (5) entgegen der aktiven Drehrichtung des Gleichstrommotors (2) durch ein elastisches Federelement (8) vorgespannt sind.
2. Linearsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (8) von einer Spiralfeder (9) gebildet ist, die zwischen einer auf der Motorwelle (7) befestigten Mitnahmebüchse (10) und einer Gehäuseeinhängung (11) eingespannt ist.
3. Linearsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubgetriebe (4) von einem Kugelgewindetrieb (12) gebildet ist.
4. Linearsteller nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schraubgetriebegehäuse (13) und ein Motorgehäuse (14) durch einen Umrollabschnitt (15) eines Polringes (16) des Gleichstrommotors (2) verbunden sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1496600A2 (de) * 2003-07-11 2005-01-12 SAIA-Burgess Dresden GmbH Linearantrieb
DE102009010085B3 (de) * 2009-02-24 2010-07-01 Saia-Burgess Dresden Gmbh Linear-Aktuator

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