DE19853326A1 - Tanslator - Google Patents
TanslatorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- H02K99/20—Motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Translator anzugeben, der mit einfachen Mitteln unterschiedliche Bewegungsaufgaben erfüllen kann. DOLLAR A Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß das Übertragungselement mit dem Läufer durch ein Bewegungskoppelelement verbunden ist und das bewegungserzeugende Element mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten für die Vor- und Rückwärtsbewegung ansteuerbar ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft einen Translator, bei dem ein eine bidirektionale Linearbewegung erzeugendes Element mit einem Läufer über ein Übertragungselement verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Translator, bei dem ein eine bidirektionale
Linearbewegung erzeugendes Element mit einem Läufer über ein
Übertragungselement verbunden ist.
Im Stand der Technik sind verschiedenartige Ausführungsformen und Prinzipien
von Linearantrieben bekannt. Dabei kann eine Unterscheidung in Direktantriebe
und Antriebe mit mechanischen Wandlerelementen (z. B. Rotationsantriebe mit
Spindel zur Erzeugung einer Linearbewegung) getroffen werden. Je nach
Wandlerprinzip und der zu lösenden Antriebsaufgabe ist der hierbei
erforderliche mechanische und elektrische Aufwand unterschiedlich.
Bekannte technische Lösungen von bidirektional direkt wirkenden
Linearantrieben (Direktantriebe) benötigen fast ausschließlich mindestens zwei
Einzelaktoren für eine zu erzeugende und auskoppelbare Linearbewegung in
definierter positiver und negativer Koordinatenrichtung. Auch hierzu ist ein
entsprechender Aufwand notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Translator anzugeben, der mit
einfachen Mitteln unterschiedliche Bewegungsaufgaben erfüllen kann.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit den kennzeichnenden
Merkmalen von Patentanspruch 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Translator beruht auf der Nutzung von Trägheits- und
Reibungskräften.
Das dem Gegenstand der Erfindung zugrundeliegende Antriebsprinzip eines
bidirektional wirkenden Linearaktors zeichnet sich vor allem durch seinen
einfachen Aufbau aus. Vergleichbar ist das Grundprinzip des Antriebs mit dem
folgenden, bekannten Effekt: Zieht man eine Tischdecke sehr schnell bzw.
ruckartig von einem gedeckten Tisch, werden die darauf stehenden
Gegenstände nicht mitbewegt. Dagegen wird man bei einer bestimmten unteren
Geschwindigkeitsgröße die Gegenstände mit der Tischdecke zusammen vom
Tisch ziehen.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung
und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Antriebsprinzip wird ein
bewegungserzeugendes Element 1, eine Art Reibkörper/Gleitkörper bzw.
Übertragungselement 2 und ein Läufer 3 auf dem die Bewegung ausgekoppelt
wird, verwendet. Bedingung für eine Bewegungsübertragung von dem
Übertragungselement 2 auf den Läufer 3 ist, daß die antreibende
Bewegungskraft kleiner als die Haftreibungskraft zwischen dem
Übertragungselement 2 und dem Läufer 3 ist. Ist dagegen ein Gleiten des
Übertragungselement 2 auf dem Läufer 3 das Ziel, muß die antreibende Kraft
von dem bewegungsgenerierendem Element 1 die Haftreibung zwischen
Übertragungselement 2 und Läufer 3 bzw. die Trägheit des Läufers 3
überwinden. Mit Hilfe einer periodischen Bewegung und modifizierbaren
Geschwindigkeitswerten des bewegungsgenerierenden Elements 1 und/oder
einer modifizierbaren Kraftübertragung von Koppelelement 2 auf den Läufer 3
ist eine vor allem diskontinuierliche sowie bidirektionale Bewegung, mit
theoretisch unbegrenztem Bewegungsbereich, möglich.
Die Kraftkopplung zwischen dem Gleitkörper bzw. Übertragungselement 2 und
dem Läufer 3 kann mit Hilfe von Reibungskräften oder auch über
permanentmagnetische bzw. elektromagnetische Koppelkräfte erzeugt werden.
Desweiteren sind auch elektrostatische Anziehungskräfte für die Kraftpaarung
möglich. Werden für die Bewegungsübertragung von dem
bewegungsgenerierenden Element 1 über das Koppelelement 2 auf den Läufer 3
insbesondere elektrostatische und/oder magnetische Feldkräfte genutzt, gilt es
vor allem Trägheitskräfte des Läufers 3 und möglichst nur geringe
Reibungskräfte der symbolisch dargestellten Lagerstellen (4, 5, 6) des Läufers 3
definiert zu nutzen bzw. zu überwinden.
Werden Reibungskräfte oder/und magnetische bzw. elektrostatische Kräfte für
die Kraftpaarung zwischen Läufer 3 und Gleitkörper 2 genutzt, ist eine Art
Selbsthaltung des Läufers 3 möglich. Das ist für viele technische Anwendungen
interessant und wichtig, da im ausgeschalteten Zustand des Linearantriebs somit
eine definierte Stellung des Läufers 3 möglich ist.
Das bewegungserzeugende Element 1 kann ein nach einem beliebigen
physikalischen Wandlerprinzip aufgebauter Linearantrieb sein (z. B. bistabiler
Hubmagnet, Piezowandler, pneumatischer/hydraulischer Stellantrieb,
SMA-Aktor, elektrochemischer Stellantrieb usw.). Einzige Bedingung ist, daß
die Stellgeschwindigkeit bzw. die Stellkraft zwischen 2 und 3 sowohl in
positiver als auch in negativer Koordinatenrichtung modifizierbar ist.
Eine kontinuierlichere Bewegung des Läufers 3 kann durch eine zusätzliche
Feder-Dämpfer-Integration, mit Hilfe der Trägheit des bewegten Systems bzw.
durch eine definierte Ansteuerung mehrerer antreibender (kaskadierter)
Elemente erreicht werden.
Desweiteren ist eine Variation der Ausgangsparameter des Läufers 3
(Schrittweite, Stellgeschwindigkeit, Stellkraft, Beschleunigung) über die
Einstellung der Schrittweite bzw. über den Geschwindigkeits-/Kraftverlauf des
antreibenden Elements 1 möglich. In diesem Zusammenhang ist auch denkbar,
daß nur ein bestimmter Bewegungsabschnitt eines Hubs des
bewegungsgenerierenden Elements 1 für Kraftübertragung des Koppelelements
2 auf den Läufer 3 genutzt wird und der andere Bewegungsabschnitt des
bewegungsgenerierenden Elements 1 bleibt z. B. unter der Haftreibungsgrenze
zwischen dem Koppelelement 2 und dem Läufer 3.
Durch eine Kaskadierung des beschriebenen Translators, das heißt eine parallele
und/oder serielle Verschaltung mehrerer derartiger Translatoren zu einer
Antriebskaskade, sind Eigenschaften des Gesamtantriebssystems erreichbar,
welche sich von den Eigenschaften des Einzelantriebs deutlich unterscheiden.
So ist z. B. eine Erhöhung der generierbaren Kräfte/Momente, der
Stellgeschwindigkeit bzw. des erzeugbaren Stellwegs des Läufers 3 möglich. Desweiteren ist mit Hilfe der Kaskadierung des hier beschriebenen Translators ein Antriebssystem erzeugbar, welches sowohl in der Ebene (linear, planar, rotatorisch) - als auch im Raum auskoppelbare sowie nutzbare Bewegungen ausführen kann.
Stellgeschwindigkeit bzw. des erzeugbaren Stellwegs des Läufers 3 möglich. Desweiteren ist mit Hilfe der Kaskadierung des hier beschriebenen Translators ein Antriebssystem erzeugbar, welches sowohl in der Ebene (linear, planar, rotatorisch) - als auch im Raum auskoppelbare sowie nutzbare Bewegungen ausführen kann.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Hierzu zählen
insbesondere:
- 1. Die Grundstruktur des Translators weist einen einfachen Aufbau aus. Sie besteht aus einem bewegungsgenerierenden Element 1, einem Koppelelement bzw. Übertragungselement 2 und einem Läufer 3.
- 2. Das bewegungserzeugende bzw. bewegungsgenerierende Element 1 kann ein beliebiger, eine lineare Bewegung erzeugender Antrieb sein.
- 3. Das Antriebsprinzip des Translators beruht auf dem gezielten Überwinden sowie dem Nutzen von Reibungskräften bzw. Trägheitskräften zwischen einem kraftübertragenden Element 2 und einem angetriebenen Läuferelement 3.
- 4. Die Kraftübertragung von dem Übertragungsglied 2 auf den Läufer 3 kann mit Hilfe von Reibungskräften und/oder magnetischen bzw. elektrostatischen Kräften erfolgen.
- 5. Es ist eine bidirektionale Bewegung sowohl des treibenden als auch des angetriebenen Elements (Läufers) möglich.
- 6. Es ist ein theoretisch unbegrenzter Bewegungsbereich des Läufers möglich.
- 7. Es ist für die Erzeugung einer bidirektionalen Läuferbewegung nur mindestens ein aktives Element (Aktor) notwendig.
- 8. Es ist eine Variation der Ausgangsparameter des Läufers 3 (Schrittweite, Stellgeschwindigkeit, Stellkraft, Beschleunigung) über die Einstellung der Schrittweite bzw. über den Geschwindigkeits-/Kraftverlauf des antreibenden Elements 1 möglich.
- 9. Es ist eine Variation der Ausgangsparameter des Läufers 3 (Schrittweite, Stellgeschwindigkeit, Stellkraft, Beschleunigung) über eine definierte Änderung der Kraftübertragung des Koppelelements 2 auf den Läufer 3 möglich.
- 10. Mit Hilfe einer Kaskadierung kann ein Bewegungssystem aufgebaut werden, welches sowohl in der Ebene als auch im Raum auskoppelbare/nutzbare Bewegungen, Kräfte und Momente erzeugen kann.
Claims (4)
1. Translator, bei dem ein eine bidirektionale Linearbewegung erzeugendes
Element mit einem Läufer über ein Übertragungselement verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement mit dem Läufer durch
ein Bewegungskoppelelement verbunden ist und das bewegungserzeugende
Element mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten für die Vor- und
Rückwärtsbewegung ansteuerbar ist.
2. Translator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bewegungskopplungselement mit einer Kopplung durch Reibpaarung zwischen
Übertragungselement und Läufer versehen ist.
3. Translator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bewegungselement mit einer Kopplung durch magnetische Elemente zwischen
Übertragungselement und Läufer versehen ist.
4. Translator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Antriebe kaskadiert angewendet sind, wobei sich zwischen den
Antrieben Dämpfungselemente befinden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853326A DE19853326A1 (de) | 1998-06-10 | 1998-11-19 | Tanslator |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19825778 | 1998-06-10 | ||
DE19853326A DE19853326A1 (de) | 1998-06-10 | 1998-11-19 | Tanslator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19853326A1 true DE19853326A1 (de) | 1999-12-16 |
Family
ID=7870422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853326A Withdrawn DE19853326A1 (de) | 1998-06-10 | 1998-11-19 | Tanslator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19853326A1 (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3894276A (en) * | 1973-03-02 | 1975-07-08 | Philips Corp | Linear stepping motor using two retaining electromagnets and a deformable electromagnet |
DE3006973C2 (de) * | 1980-02-25 | 1982-06-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Anordnung zur Ausführung einer steuerbaren linearen Bewegung |
DE3233759C2 (de) * | 1981-09-22 | 1986-05-28 | Maruha Denki K.K., Nagoya | Vorrichtung zum schrittweisen Vorbewegen einer Welle in axialer Richtung |
EP0293918A2 (de) * | 1987-06-05 | 1988-12-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Linearmotor |
EP0836266A2 (de) * | 1996-10-08 | 1998-04-15 | Seiko Instruments Inc. | Stellelement, seine Ansteuerung und seine Verwendung |
-
1998
- 1998-11-19 DE DE19853326A patent/DE19853326A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0836266A2 (de) * | 1996-10-08 | 1998-04-15 | Seiko Instruments Inc. | Stellelement, seine Ansteuerung und seine Verwendung |
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |