DE3118805C2 - Linearantriebseinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearantriebseinheit, die einen Antriebsmotor, ein Getriebe und einen Mutter-Gewindespindel-Trieb aufweist. Die Erfindung sieht zur Schaffung eines zugleich kompakten und für verschiedene Einsatzzwecke variablen Aufbaus vor, daß das im wesentlichen quaderförmige Gehäuse (2) der Linearantriebseinheit, das die Gewindespindel (20) lagert, sandwichartig aus mehreren Gehäuseteilen (4, 6, 8, 10) aufgebaut ist und eine Motorkammer (16), einen von der Motorkammer (16) getrennten Raum (18), in dem ein Teil der Spindellänge zur Motorachse achsparallel aufgenommen ist, sowie einen von der Motorkammer (16) getrennten Raum (22), in dem mindestens eine Getriebestufe (24) gegenüber der Schmierung des Mutter-Gewindespindel-Triebs (20, 30, 32) abgedichtet aufgenommen ist, aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearantriebseinheit gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Für Linearantriebsaufgaben werden sehr häufig pneumatische oder hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten eingesetzt. Diese erfordern jedoch gesonderte Aggregate zur Lieferung und Regelung des erforderiichen Fluiddrucks, sofern nicht Druckluft oder Druckflüssigkeit sowieso zur Verfügung steht. Bei pneumatischen Einheiten wird oft die Lärmentwicklung als nachteilig empfunden. Bei hydraulischen Einheiten besteht die Gefahr, daß bei nicht gerade selten vorkommenden Leckagen die Umgebung mit Hydraulikflüssigkeit verschmutzt wird. AH dies führt dazu, daß ein zunehmender Bedarf an elektromechanischen Linearantriebseinheiten besteht.

Eine Linearantriebseinheit der eingangs genannten, speziellen Gattung mit koaxialer Anordnung der Gewindespindel, der Abtriebs-Hohlstange und des umgebenden Rohres ist aus der US-PS 41 37 784 bekannt. Diese Linearantriebseinheit ist ohne Gesamtgehäuse mit einem schildartigen Rahmen aufgebaut, der das als Zahnriementrieb ausgebildete Getriebe enthält und an den der elektrische Antriebsmotor sowie mit Hilfe von langen Zugankern ein Lagerungskopf für die Abtriebs-Hohlstange angesetzt sind. Die Steifigkeit dieses Aufbaus laßt zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearantriebseinheit der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, die bei kompaktem, einbaugünstigem Aufbau eine auch bei großen Antriebshüben funktionssichere Abstützung der Gewindespindel am Gehäuse ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Linearantriebseinheit erfindungsgemäß so aufgebaut, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben.

Das Gehäuse der Linearantriebseinheit und die Art der Abstützung des Rohres am Gehäuse wirken insgesamt versteifend, so daß auch Linearantriebseinheiten mit großen Antriebshüben und funktionssicherer Abstützung der Gewindespindel gebaut werden können. Der Gesamtaufbau ist nicht so verwinkelt wie beim Stand der Technik. Die kompaktbauende Linearantriebseinheit ist aufgrund des im wesentlichen quaderförmigen Gehäuses einbaugünstig, weil sich die Möglichkeit bietet, mehrere der Außenflächen wahlweise zur Anlage und zur Befestigung an einer Unterlage zu nutzen.

Eine Antriebseinheit mit Antriebsmotor, Getriebe und rotatorischem Antrieb, bei der das Gehäuse im wesentlichen quaderförmig und sandwichartig aufgebaut ist, ist an sich bekannt (DE-OS 29 28 705).
Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn das Basisteil nur die eine Querwand, die ais Lagerungswand dient, aufweist und die Ergänzungsteile, die weitere Lagerungsstellen bieten, deckelartig ausgebildet sind. Als Getriebe kommen insbesondere Riementriebe, insbesondere Flachriementriebe, Keilriementriebe, Rillenriementriebe oder Zahnriementriebe, Gliederbandtriebe, Kettentriebe und Zahnradstufen in Betracht. Das Getriebe kann aus mehreren Stufen bestehen, wobei beide Stufen mit unterschiedlichen Triebarten aufgebaut sein können. Insbesondere bei größeren Antriebshüben ist es günstig, wenn sich das Rohr ein Stück außerhalb des Gehäuses erstreckt, damit ein genügend großer Lagerungsabstand der Hohlstange und der Gewindespindel zustande kommt Die Linearantriebseinheit ist äußerst vielfältig einsetzbar. Als bevorzugte Beispiele seien Stellantriebe für Großventile und

Schieber, Drehtorantriebe, Antriebe zum Öffnen von Kranklappen in Gebäudewänden, Hubtische, Verlade-Hebebühnen, Scheren-Hubgträte u. dgl. genannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch eine Linearantriebseinheit.

Das Gehäuse 2 der dargestellten Linearantriebseinheit besteht aus einem quaderförmigen Basisteil 4, einem in der Figur links am Basisteil 4 befestigten, quaderförmigen, ersten Ergänzungsteil 6, einem in der Figur rechts am Basisteil 4 befestigten, quaderförmigen, zweiten Ergänzungsteil 8 und einem am ersten Ergänzungsteil 6 in der Figur links befestigten, quaderförmigen Schaltauslösegehäuseteil 10. Die Außenumfänge der Gehäuseteile 4,6,8,10 sind alle im wesentlichen gleich gestaltet, so daß sich durch das sandwichartige Zusammenschrauben dieser Gehäuseteile ein quaderförmiges Gehäuse 2 ergibt.

Das Basisteil 4 is! an den beiden Stirnseiten, an denen die Ergänzungsteile 6, 8 befestigt sind, offen und ist innen durch eine waagrechte Wand 12 und eine senkrechte Wand 14, die ein Stück gegenüber der linken, offenen Stirnseite zurückgesetzt ist, unterteilt. Die Ergänzungsteile 6 und 8 sind jeweils scheibenförmig, in ihrer oberen Hälfte massiv und in ihrer unteren Hälfte innen topfförmig ausgenommen. Das Schaltauslösegehäuseteil 10 ist topfförmig mit einer offenen und einer geschlossenen Stirnseite, wobei die offene Stirnseite dem ersten Ergänzungsteil 6 zugewandt ist.

Unterhalb der waagrechten Wand 12 und rechts von der senkrechten Wand 14 ist eine Motorkammer 16 gebildet, die sich zum größten Teil innerhalb des Basisteils

4 und axial zum kleineren Teil innerhalb des zweiten Ergänzungsteils 8 befindet. Oberhalb der waagrechten Wand 12 ist ein Raum i8 zur Aufnahme einer Teillänge einer Gewindespindel 20 gebildet, der sich teils im ersten Ergänzungsteil 6, teils im Basisteil 4 und teils im zweiten Ergänzungsteil 8 befindet Links von der senkrechten Wand 14 ist ein Raum 22 zur Aufnahme eines Getriebes 24 gebildet, der sich teils innerhalb des Basisteils 4 und teils innerhalb des ersten Ergänzungsteils 6 befindet.

In der Motorkammer 16 ist ein Elektromotor 26, beispielsweise Drehstrommotor, Wechselstrommotor oder Gleichstrommotor, mit waagrechter Achse, aufgenommen, wobei die Motorwelle links in der senkrechten Wand 14 und rechts im zweiten Ergänzungsteil 8 gelagert ist.

Die Gewindespindel 20 erstreckt sich zur Achse des Motors 26 parallel durch alle Gehäuseteile 4,6,8,10 und ragt rechts aus dem quaderförmigen Gehäuse 2 heraus. Die Gewindespindel 20 ist unter Zwischenschaltung einer Büchse 62 in der senkrechten Wand 14 gelagert Von der senkrechten Wand 14 erstreckt sich, die Gewindespindel 20 koaxial umgebend, ein Rohr 64 durch die Gehäuseteile 4, 8 und von dort noch ein Stück nach außen. Das Rohr 64 ist links in der senkrechten Wand 14 gelagert und mittels eines Flansches 65 außen am Gehäuse 2 befestigt Rechts von der senkrechten Wand 14 ist auf der Gewindespindel 20 mit Trapezgewinde 30 eine als Wandermutter arbeitende Mutter 32 aus Kunststoff mit entsprechendem Innengewinde angeordnet. Die Mutter 32 weist einen radialen, im wesentlichen ringförmigen Flansch 66 auf, der mit seinem Außenumfang innen im Rohr 64 axial gleitet. Der Flansch 66 besitzt eine sich axial erstreckende Nut, die mit einer innen im Rohr 64 angebrachten, axialen Paßfeder 68 zusammenwirkt, wodurch die Mutter 32 an ungewollter Verdrehung gehindert ist.

Der Flai.ich 66 der Mutter 32 ist mit der sich rechts anschließenden Stirnseite einer hohlen Stange 70 fest verbunden, beispielsweise verschraubt, wobei eine vom Flansch 66 axial nach rechts ragende Nabe 72 der Mutter 32 der zusätzlichen radialen Festlegung der hohlen Stange 70 dient Die Stange 70 erstreckt sich, radial gesehen, zwischen der Gewindespindel 20 und dem Rohr 64 axial nach rechts und führt über das rechte Stirnende des Rohrs 64 nach außen hinaus. Die Stange 70 ist rechts im rechten Endbereich des Rohrs 64 durch einen Gleitlagerring 74 aiii Dichtelement gelagert. Das rechte Ende der Gewindespindel 20 ist im Rohr 70 mittels eines Kugellagers 78 gelagert. Am rechten Ende 52 der Gewindespindel 20 kann die gewünschte Antriebskraft abgenommen werden.

Somit ist die Gewindespindel 20 zum einen in der senkrechten Wand 14 und zum anderen mittels des Lagers 78, über die Stange 70, den Gleitlagerring 74 im Rohr 64 und damit letztlich auch dort durch das Gehäuse 2 gelagert.

Zwischen der Büchse 62 und der Wand 14 befindet sich ein Dichtring 80. Der Flansch 66 der Mutter 32 und/oder ein zwischen dem Lager 78 und der hohlen Stange 70 angeordneter Ring 82 weist nicht gezeichnete, axiale Passagen auf, durch die das zwischen der Mutter 32 und dem Lager 78 befindliche Fett bei der axialen Verschiebung der Mutter 32 gepreßt werden kann.

Das Getriebe 24 ist / p.-eistufig. Auf das links der senkrechten Wand 14 befindliche Ende der Motorwelle ist ein Zahnrad 85 aufgekeilt. Hinter der Zeiehenebene der Figur erstreckt sich di. Mittelachse einer waagrechten Zwischenteile 84, die einerseits in der Wand 14 und andererseits im ersten Ergänzungsteil 6 gelagert ist Auf der Zwischenwelle 84 ist ein Zahnrad 86 aufgekeilt, das mit dem Zahnrad 85 kämmt Axial neben dem Zahnrad 86 ist auf der Zwischenwelle 84 ein Kettenrad 88 aufgekeilt Auf der Gewindespindel 20 ist ein Kettenrad 90 aufgekeilt Ober die Kettenräder 88 und 90 läuft eine nicht dargestellte Kette. Somit ergibt sich eine zweistufige Untersetzung. Da der Raum 22, in dem das Getrie-

be 24 angeordnet ist, allseits abgedichtet ist, kann es ölgefüllt sein.

Es ist also die Gewindespindel 20 durch das Kettenrad 90 drehend angetrieben und die Mutter 32 gegen ungewollte Drehbewegung gehalten, aber axial verschiebbar. Die axiale Verschiebung der Mutter 32 teilt sich der Stange 70 mit und kann an deren rechtem, aus dem Gehäuse 2 und dem Rohr 64 herausragenden Ende abgenommen werden.

Die Gewindespindel 20 ragt nach-inks in das Schaltauslösegehäuseteil 10 und besitzt dort e^.ie Verzahnung nach Art einer Schnecke. Hiermit kämmt ein auf einer rechtwinklig zur Gewindespindel 20 liegenden Gewindestange 54 aufgekeiltes Zahnrad 56, wobei die Gewindestan^e 54 einen mit zwei Endschaltern 60 zusammen-

wirkenden Schaltnocken 58 wandernd antreibt. Die Gewindespindel 20 endet links innerhalb des Schaltauslösegehäuseteils 10 und ist ein drittes Mal im ersten Ergänzungsteil 6 gelagert.

Die Gehäuseteile 4, 6,8,10 sind durch axiale Schrauben im Bereich der Ecken miteinander verbunden. Dort sind entsprechende Vergrößerungen der Wandstärke vorgenommen.

Die Ergänzungsteile 6, 8 weisen jeweils an ihrer hinter der Zeichenebene liegenden Fläche, ihrer oberen Fläche sowie an ihrer vor der Zeichenebene Hegenden Begrenzungsfläche in Umfangsrichtung des Ergänzungsteils verteilt zwei Gewindebohrungen auf, wobei der gegenseitige Abstand der beiden Gewindebohrunge.i an den drei genannten Flächen sowie die Abstände von den Gehäusekanten gleich sind. Da die Ergänzungsteile 6,8 jeweils im oberen Bereich massiv sind, können die Gewindebohrungen dort problemlos .ingebracht werden. Die Gewindebohrungen dienen der Befestigung der Linearantriebseinheit an einer Unterlage, wobei wahlweise eine oder mehrere der Gehäuseaußenflächen genutzt werden können.

Man erkennt ferner, daß die Gehäuseteile extrem einfach spangebend bearbeitet werden können. Es ist lediglich erforderlich, die Gehäuseteile 4, 6, 8, 10 an den Teilungsebenen und an den Lagerungsstellen bzw. Öffnungsstellen zu bearbeiten. Man kann im Gehäuse eine Motorkammer, eine davon getrennte Kammer zur Aufnahme eines Teils der Spindellänge achsparallel zur Motorachse, eine gegenüber der Schmierung des Mutter-Gewinde-Triebs abgedichtete Getriebekammer sowie bedarfsweise eine Schaltauslösekammer, insbesondere für Endschalter, vorsehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Linearantriebseinheit der Bauweise, bei der ein gewindespindelseitig angetriebener Mutter-Gewindespindel-Trieb achsparallel zu einem Antriebsmotor angeordnet ist und mit diesem über ein Getriebe in Antriebsverbindung steht, wobei die Mutter des Mutter-Gewindespindel-Triebs in einem Rohr axial verschiebbar, relativ zu diesem undrehbar gehalten und mit einer aus dem Rohr herausführenden Hohlslange verbunden ist, die zwischen dem Rohr und der Gewindespindel angeordnet sowie in dem Rohr axial verschiebbar gelagert ist und die ihrerseits eine Lagerung der Gewindespindel enthält, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Linearantriebseinheit ein im wesentlichen quaderförmiges sandwichartig mindestens aus einem Basisieä (4), einem an einer ersten Stirnseite des Basisteils (4) anschließenden ersten Ergänzungsteil (6) sowie einem an einer gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Basisteils (4) anschließenden zweiten Ergänzungsteil (8) zusammengesetztes Gehäuse (2) aufweist, wobei das Basisteil (4) mit einer gegenüber der ersten Stirnseite zurückgesetzten Querwand (14) versehen ist, und

   daß das sich teilweise im Inneren des Gehäuses (2) erstreckende und teilweise aus dem Gehäuse (2) herausragende Rohr (64) in der Querwand (14) gelagert ist, durch d&j zweite Ergänzungsteil (8) hindurchgeführt und an diesem befestigt rt.