DE2743908A1 - Rotating motor with linear motion output - having hollow shaft with female thread and rod with mating thread - Google Patents

Abstract

The motor shaft (13) is hollow. Over at least a part of its bore length it has a female thread (14). Engaging with this thread is a corresponding mating thread (15) on the driving rod (16). If rotation of the rod is prevented, then, when the motor runs, the rod will be moved axially, the direction depending upon the motor rotation. With a drive of this type the bearings can be placed well inside the motor active length thus giving a shorter overall machine. The fixture of the rod can be part of the motor housing.

Description

Antriebsanordnung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung inDrive arrangement for converting a rotational movement into

eine Linearbewegung Zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung ist es bekannt, eine motorisch angetriebene Gewindespindel zu verwenden, auf der eine Wandermutter axial beweglich angeordnet ist. Die Lagerung der Gewindespindel und die Führung für die Wandermutter erfordern bei einer solchen Antriebsanordnung einen relativ hohen Aufwand.a linear movement For converting a rotational movement into a Linear movement, it is known to use a motor-driven threaded spindle, on which a traveling nut is arranged to be axially movable. The bearing of the threaded spindle and the guide for the traveling nut require such a drive arrangement a relatively high effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umgewandelt werden kann. Die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Läufers eines Elektromotors als Hohlwelle ausgebildet ist und daß an der Innenbohrung de Hohlwelle Gänge eines Muttergewindes für eine in der Bohrung in axialer Richtung bewegliche Gewindespindel vorgesehen sind. Damit sich die GF«5ndespindel nicht mitdreht, weist diese vorzugsweise eine Längsnut auf, in die ein feststehender Teil des Motors eingreift. Vorzugsweise ist die Längsnut der Spindel mit einer abfragbaren Markierung versehen, damit die Spindelstellung durch an sich bekannte Abfragemittel abgetastet werden kann.The invention is based on the object of a drive arrangement create, with which in a simple way a rotational movement in a linear movement can be converted. The drive arrangement according to the invention is characterized in that the shaft of the rotor of an electric motor is designed as a hollow shaft and that on the inner bore de hollow shaft gears of a nut thread for one in the Bore movable threaded spindle are provided in the axial direction. So that yourself the GF «5ndespindel does not turn, this preferably has a longitudinal groove in which engages a fixed part of the engine. Preferably, the longitudinal groove is the Provide the spindle with an interrogable marking so that the spindle position is through known interrogation means can be scanned.

Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 einen kollktorlosn Gleichstrommotor mit einer axial bewegt Spindel, teilweise im Schnitt, Figur 2 eine Teilansicht des Motors nach Figur 2, Figur 3 eine Lageranordnung für einen Motor nach Figur 1 und 2, Figur 4 einen Teil eines etwas anders ausgebildeten Motors und Figur 5 eine Seitenansicht desselben.Based on the drawing, in which several exemplary embodiments are shown are, the invention is explained in more detail; show it: Figure 1 a Collatorless DC motor with an axially moved spindle, partly in section, Figure 2 is a partial view of the engine of Figure 2, Figure 3 is a bearing arrangement for an engine according to Figures 1 and 2, Figure 4 part of a slightly differently designed Motor and Figure 5 is a side view of the same.

Mit 1 ist ein Gehäuse eines kollektorlosen Gleichstrommotors bezeichnet, das in seinem Inneren einen magnetischen Rückschlußteil 2 trägt. Mit 3 ist eine hohlzylinderförmige Ständerwicklung bezeichnet, die vorzugsweise n-Wicklungsstränge aufweist. Die Ständerwiklung 3 ist formschlüssig im Gehäuse 1 sowie in einem als Lagerschild ausgebildeten Deckel 4 gehalten. Der Deckel 4 trägt eine Leiterplatte 5, auf der Hallgeneratoren 6 mit ihrem magnetischen Rückschluß 7 befestigt sind. Die Hallgeneratoren 6 wirken mit einem Steuermagneten 8 zur Abgabe von drehwinkelabhängigen Impulsen für eine Kommutierungseinrichtung zusammen.1 with a housing of a brushless DC motor is referred to, which carries a magnetic yoke part 2 in its interior. With 3 there is one denotes hollow cylindrical stator winding, the preferably n-winding phases having. The stator winding 3 is form-fitting in the housing 1 and in an as End shield formed cover 4 held. The cover 4 carries a circuit board 5, on which Hall generators 6 are attached with their magnetic yoke 7. The Hall generators 6 act with a control magnet 8 for outputting rotation angle-dependent Impulses for a commutation device together.

Der Steuermagnet 8 ist auf dem freien Ende einer hohlzylindrischen Welle 9 befestigt. Diese trägt an ihrem Umfang n-prismatische Magnetstücke 10, die in radialer Richtung magnetisiert sind. Die einzelnen Magnetstücke 10 bilden zusammen mit der Welle 9 den Läufer nach Art eines an sich bekannten Mühlradläufers. Der Permanentmagnetläufer ist mit Hilfe zweier Kugellager 11 in einem Ansatz des Gehäuses 1 sowie des Deckels 5 drehbeweglich gelagert.The control magnet 8 is on the free end of a hollow cylindrical Shaft 9 attached. This carries on its circumference n-prismatic magnet pieces 10, which are magnetized in the radial direction. The individual magnetic pieces 10 form together with the shaft 9 the rotor in the manner of a mill wheel rotor known per se. Of the Permanent magnet rotor is with the help of two ball bearings 11 in an approach of the housing 1 and the cover 5 rotatably mounted.

Mit Hilfe von Sprengringen 12 sind die beiden Lager 11 und damit auch der Läufer in axialer Richtung gesichert.With the help of snap rings 12, the two bearings 11 and thus also the rotor is secured in the axial direction.

Die Innenbohrung 13 der Hohlwelle 9 weist mehrere Gänge 14 eines Muttergewindes auf, die mit einer Gewindespindel 15 zusammenwirken. Die Innenbohrung der Hohlwelle 9 ist hierbei so gewählt, daß die Gewindespindel 15 hinreichend gut geführt ist. Mit dem vorderen Ende 16 der Gewindespindel 15 kann somit ein Teil in axialer Richtung der Hohlwelle 9 des Permanentmagnetläufers bewegt werden, wenn sichergestellt wird, daß sich die Gewindespindel 15 nicht mit der Hohl welle 9 des Permanentmagnetläufers mitdrehen kann. Gemäß der Erfindung kann also die Rotation des Permanentmagnetläufers ohne zusätzliche konstruktive Mittel in eine axiale Bewegung umgesetzt werden, wie man sie für einen Linearantrieb benötigt.The inner bore 13 of the hollow shaft 9 has several turns 14 of a nut thread which cooperate with a threaded spindle 15. The inner bore of the hollow shaft 9 is chosen so that the threaded spindle 15 is guided sufficiently well. With the front end 16 of the threaded spindle 15, a part can thus be in the axial direction the hollow shaft 9 of the permanent magnet rotor are moved if it is ensured that the threaded spindle 15 is not with the hollow shaft 9 of the permanent magnet rotor turn along can. According to the invention, the rotation of the permanent magnet rotor can can be converted into an axial movement without additional constructive means, such as you need them for a linear drive.

Zur Ableitung der Verlustwärme kann das Gehäuse 1 mit Kühlrippen 17 versehen sein.To dissipate the heat loss, the housing 1 can have cooling fins 17 be provided.

Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Lagerung des Läufers, wobei die axialen Kräfte mit Hilfe zusätzlicher Drucklager 18 aufgenommen werden können. Ferner sind anstelle der Kugellager 11 gemäß Figur 1 und 2,Nadellager 19 verwendet, die in radialer Richtung schmäler sind.Figure 3 shows another embodiment for the storage of the Rotor, the axial forces being absorbed with the aid of additional thrust bearings 18 can be. Furthermore, instead of the ball bearings 11 according to FIGS. 1 and 2, needle bearings 19 used, which are narrower in the radial direction.

Figur 4 zeigt eine Anordnung, bei der die Gewindespindel 15 eine Längsnut 20 aufweist, in die ein an einem Teil 21 angeformter Teil 22 eingreift, um den rotatorischen Kräften der Gewindespindel 15 entgegenzuwirken. Das Teil 21 ist am Gehäuse 1 befestigt. An dem Ansatz 22 kann in einer Ausnehmung ein Hallelement 23 eingesetzt sein, das mit einem magnetischen Streifen 24 zusammenwirken kann, der in die Nut 20 eingelegt ist. Damit kann die longitudinale Stellung der Spindel erfaßt werden. Der Hallgenerator 6 und der Steuermagnet 8 können zur Erfassung der azimutalen Stellung der Gewindespindel 15 herangezogen werden. Die Spindelstellung kann ferner durch optische, induktive oder dergleichen Systeme abgetastet werden.FIG. 4 shows an arrangement in which the threaded spindle 15 has a longitudinal groove 20 has, in which an integrally formed on a part 21 engages part 22 to the rotary To counteract forces of the threaded spindle 15. The part 21 is attached to the housing 1. A Hall element 23 can be used in a recess on the extension 22, which can interact with a magnetic strip 24 which is inserted into the groove 20 is. The longitudinal position of the spindle can thus be detected. The hall generator 6 and the control magnet 8 can be used to detect the azimuthal position of the threaded spindle 15 can be used. The spindle position can also be optical, inductive or the like systems are scanned.

Für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung kann praktisch Jedes Motorsystem Verwendung finden, sofern anstelle der üblichen Motorwelle eine Hohlwelle verwendbar ist. Besonders geeignet hierzu ist ein Motor, wie er in Figur 1 und 2 dargestellt ist.Practically any motor system can be used for the drive arrangement according to the invention They are used if a hollow shaft can be used instead of the usual motor shaft is. A motor as shown in FIGS. 1 and 2 is particularly suitable for this purpose is.

Ein solcher bildet Gegenstand der älteren Anmeldung VPA 77 E 3125.Such is the subject of the earlier application VPA 77 E 3125.

Durch die hohlzylinderförmige Ausbildung der Ständerwicklung 3 können die Lager 11 bzw. 18 und 19 innerhalb der Wicklung angeordnet sein, so daß sich eine kleine axiale Baulänge des Motors ergibt.The hollow cylindrical design of the stator winding 3 can the bearings 11 or 18 and 19 be arranged within the winding, so that results in a small axial length of the motor.

5 Figuren 5 Patentansprüche L e e r s e i t e5 Figures 5 claims L e r s e i t e

Claims (5)

Patentanspruche Q) Antriebsanordnung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Welle des Läufers eines Elektromotors als Hohlwelle (9) ausgebildet ist und daß an der Innenbohrung (13) der Hohlwelle (9) Gänge (14) eines Muttergewindes für eine in der Bohrung (13) in axialer Richtung bewegliche Gewindespindel (15) vorgesehen sind. Claims Q) Drive arrangement for converting a rotational movement in a linear movement, d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that the shaft of the rotor of an electric motor is designed as a hollow shaft (9) and that on the Inner bore (13) of the hollow shaft (9) turns (14) of a nut thread for an in the bore (13) movable threaded spindle (15) are provided in the axial direction. 2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (15) eine Längsnut (20) aufweist, in die ein feststehender Teil (20) des Motors eingreift. 2. Drive arrangement according to claim 1, characterized in that the threaded spindle (15) has a longitudinal groove (20) into which a fixed part (20) of the motor engages. 3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (20) mit einer abfragbaren Markierung (24) versehen ist, die mit einer ortsfest angeordneten Abfrageeinrichtung (23) zusammenwirkt. 3. Drive arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that the groove (20) is provided with an interrogable marking (24) with a Stationary interrogation device (23) interacts. 4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines kollektorlosen Motors, mit einer hohlzylinderförmigen Ständerwicklung (3). 4. Drive arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized by using a brushless motor, with a hollow cylinder-shaped one Stator winding (3). 5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellungsgeber (7,8) des kollektorlosen Motors zur azimutalen Erfassung der Läuferstellung verwendet sind. 5. Drive arrangement according to claim 4, characterized in that the angular position sensors (7,8) of the brushless motor for azimuthal detection the rotor position are used.