DE4215964C2 - Elektrisch arbeitender Schubantrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch arbeitenden Schubantrieb nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspru­ ches. Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf einen Me­ chanismus zum Rückführen einer Schubstange, z. B. einer Welle, eines elektrisch arbeitenden Schubantriebs in ihre Ausgangs­ stellung, nachdem der Antrieb aktiviert worden war. Genauer ge­ sagt handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen elektrisch arbeitenden Schubantrieb mit einem Rahmen und einer mit einer Schraubenmutter bewegungsgekoppelten Schubstange, wo­ bei die Schraubenmutter auf einer von einem Motor drehangetrie­ benen schraubenwelle eine relative Bewegung zu dem Rahmen aus­ führt.

Sowohl aus der DE-PS 30 44 645 als auch aus der DE-PS 23 60 232 sind elektrisch arbeitende Schubantriebe bekannt, bei denen die Schubstange mit einer Schraubenmutter bewegungsgekoppelt ist. Diese Schraubenmutter bewegt sich auf einer von einem Motor an­ getriebenen Schraubenwelle. Die Bewegungsrichtung verläuft re­ lativ zu einem Rahmen, so daß der anzutreibende Körper eine li­ neare Bewegung ausübt.

Wird dieser elektrisch arbeitende Schubantrieb nach einem vor­ angegangen Betrieb erneut eingesetzt, so muß die Schubstange manchmal ihre Bewegung von einer vorgegebenen Ausgangsposition aus starten.

Da jedoch diese bekannten elektrisch arbeitenden Schubantriebe nicht mit einem Rückstellmechanismus ausgestattet sind, der ein Rückführen der Schubstange in eine Ausgangsposition ermöglicht, muß die Rückstellung durch Umkehr der Drehrichtung der Schrau­ benwelle bzw. ein zurückfahren der Schubstange erfolgen. Bei einem weiteren gattungsgemäßen firmenintern, jedoch nicht druckschriftlich bekannten elektrisch arbeitenden Schubantrieb ist zum Rückführen der Schubstange eine von außen auf die Schubstange wirkende Kraft vorgesehen, die von einer zusätzli­ chen Einrichtung, bspw. einem Gewicht, einer pneumatischen Zy­ linder-Kolben-Anordnung oder dgl., aufgebracht wird. Durch diese Kraft wird dann die Schubstange zu einem der beiden Enden der Bewegungsstrecke geschoben.

Da jedoch die zuvor beschriebenen elektrisch arbeitenden Schub­ antriebe keinen originären Rückstellmechanismus aufweisen, der ein Rückführen der Schubstange in die Ausgangsposition ermög­ licht, sind die bekannten Schubantriebe unpraktisch bzw. im Hinblick auf die zusätzliche Einrichtung, beispielsweise das Gewicht oder die pneumatische Zylinder-Kolben-Anordnung zur Ausübung einer äußeren Kraft auf die Schubstange, problema­ tisch. Des weiteren ist es schwierig, eine Ausgangsposition in­ mitten eines Arbeitshubes der Schubstange festzulegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch arbeitenden Schubantrieb anzugeben, bei dem die zuvor genannten Probleme beseitigt sind.

Der erfindungsgemäße Schubantrieb löst die voran stehende Auf­ gabe durch die Merkmale des einzigen Patentanspruches. Danach weist der eingangs genannte, elektrisch arbeitende Schubantrieb einen Rückstellmechanismus zum Rückstellen der Schubstange bei Stillstand des Motors in ihre Ausgangsstellung auf, wobei der Rückstellmechanismus mindestens ein längs der Schraubenwelle bewegbares und mit der Schraubenmutter kontaktierbares Teil um faßt. Des weiteren sind mindestens ein das Teil gegen die Schraubenmutter drückender elastischer Körper, der durch die Bewegung der Schraubenmutter zwischen dem Teil und dem Rahmen zusammendrückbar ist, und mindestens ein am Rahmen vorgesehener Anschlag zur Aufnahme bzw. zur Anlage des vom elastischen Kör­ per an die Schraubenmutter angedrückten Teils bei Erreichen der Ausgangsstellung vorgesehen.

Die Schubstange, beispielsweise eine Welle, ist auf bzw. an ei­ ner Schraubenmutter angeordnet. Die Schraubenmutter wiederum ist auf der von einem Motor angetriebenen Schraubenwelle ange­ bracht und führt eine zum Rahmen relative Bewegung aus. Der Rückstellmechanismus besitzt ein Bewegungsteil, welches sich längs der Schraubenwelle bewegt und mit der Schraubenmutter Kontakt herstellt. Der elastische Körper drückt das Bewegungs­ teil gegen die Schraubenmutter. Der am Rahmen befestigte An­ schlag legt die Ausgangsstellung fest und nimmt das von dem elastischem Körper angedrückte bewegliche Teil auf.

Die Schraubenmutter wird auf der Schraubenwelle aufgrund deren Drehbewegung bewegt, wodurch die Schubstange relativ zum Rahmen vor und zurück geschoben wird. Dabei wird der elastische Körper durch die Bewegung der Schraubenmutter zusammengedrückt.

Kommt der Motor nach einer vorgegebenen Vor- oder Rückbewegung der Schubstange zum Stillstand, wird auf die Schraubenwelle kein Antriebsmoment mehr übertragen. Die Schraubenwelle nimmt dann eine Zustand ein, in dem sie eine Drehbewegung ausführen kann.

Da der elastische Körper über das bewegbare Teil gegen die Schraubenmutter drückt, wird diese so bewegt, daß sie sich auf der Schraubenwelle zurückbewegt und ihrerseits dann der Schrau­ benwelle eine Drehbewegung verleiht. Aufgrund dieser Axialbewe­ gung der Schraubenmutter wird die Schubstange relativ zum Rah­ men vor oder zurück bewegt. Zugleich wird das bewegbare Teil zusammen mit der Schraubenmutter zurückgeführt.

Während dieses Rückführens stößt das bewegbare Teil an den in der Ausgangsposition vorgesehenen Anschlag und beendet somit die Rückführbewegung. Dadurch wird der Druck des elastischen Körpers auf die Schraubenmutter kompensiert und die Rückstell­ bewegung von Schraubenmutter und bewegbarem Teil ist beendet. Die Schubstange ist also wieder in ihrer Ausgangsstellung.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf den einzigen Pa­ tentanspruch, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung ei­ nes Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines elektrisch arbeitenden Schubantriebs mit einem Rückstellmecha­ nismus zum Rückführen der Schubstange in ihre Ausgangsstellung.

Die einzige Figur zeigt einen elektrisch arbeitenden Schuban­ trieb 10. Dieser umfaßt eine durch einen Motor 11 angetriebene Schraubenwelle 12, eine Schraubenmutter 14, welche auf die Welle 12 aufgeschraubt ist und nicht in der Lage ist, eine zum Rahmen 13 relative Drehbewegung auszuführen. Weiterhin umfaßt sie eine auf der Schraubenmutter 14 vorgesehene zylindrisch ge­ formte Schubstange 15 und einen Rückstellmechanismus 30 zum Rückführen der Schubstange 15 in die Ausgangsstellung. Die Drehkraft des Motors 11 wird durch eine aus mehreren Zahnrädern 16, 17, 18 und 19 bestehende Untersetzungseinrichtung 20 auf die Schraubenwelle 12 übertragen.

Eine Drehung der Schraubenmutter 14 relativ zum Rahmen 13 wird durch mehrere, auf dem Rahmen 13 vorgesehene Wellen 31, 31 ver­ hindert, indem diese sich durch zwei mit der Schraubenmutter 14 verbundene Ansätze 32 und 33 hindurch erstrecken.

Der Rückstellmechanismus 30 besteht aus den bewegbaren Teilen 34, 35, den Schraubenfedern (elastische Körper) 36, 37 und den Anschlägen 38 und 39 zum Festlegen der Ausgangsposition.

Die Teile 34 und 35 sind beweglich auf den Wellen 31, welche ein Drehen der Schraubenmutter 14 verhindern, angebracht und zwar auf beiden Seiten der Ansätze 32 und 33.

Die Schraubenfedern 36, 37 sind ebenfalls auf den Wellen 31 an­ gebracht und zwar einerseits zwischen der vorderen Seitenplatte 131 des Rahmens 13 und dem Teil 34, und andererseits zwischen der unteren Seitenplatte 132 des Rahmens 13 und dem Teil 35.

Die Anschläge 38, 39 sind auf dem Rahmen 13 vorgesehen und die Teile 34, 35 kommen mit deren äußeren Enden in Kontakt.

Aus der einzigen Figur ist ersichtlich, daß die oberen Enden der Anschläge 38 und 39, die in unmittelbarer Nähe des Motors 11 gelegen sind, sich zwischen dem Motor 11 und dem Rahmen 13 befinden. Dies ergibt sich daraus, daß die Anschläge 38, 39, die Welle 31, etc. direkt unterhalb des Motors 11 eingezeichnet sind, um das Verständnis für die Zeichnung zu erleichtern. Tatsächlich aber befinden sich die Anschläge 38, 39, die Welle 31, etc. an einer vom Motor 11 entfernten Stelle.

Die Funktion läßt sich wie folgt beschreiben. Nach dem Anlassen des Motors 11 beginnt die Schraubenwelle 12 sich aufgrund der Untersetzungseinrichtung 20 zu drehen, und die Schraubenmutter 14 bewegt sich auf der Schraubenwelle 12 in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung. Während sich die Schraubenmutter 14 be­ wegt, rückt die Schubstange 15 vom Rahmen 13 aus nach vorne, um auf einen hier nicht gezeigten Körper einzuwirken. Während dies geschieht werden die Schraubenfedern 36 über die Bewegungsteile 34 durch die Schraubenmutter 14 zusammengedrückt. Dabei muß die Antriebskraft des Motors 11 größer sein als der Widerstand der Schraubenfedern 36, 37.

Wenn der Motor stoppt, nachdem die Schubstange 15 um eine be­ stimmte Strecke nach vorne bewegt wurde, wird auf die Schrau­ benwelle 12 kein Antriebsmoment mehr ausgeübt und diese kann eine Drehbewegung ausführen.

Da die Schraubenfedern 36 über die Bewegungsteile 34 auf die Schraubenmutter 14 eine elastische Kraft ausüben, wird diese auf der Schraubenwelle 12 zurückbewegt. Dabei wird die Schrau­ benwelle 12 in eine rückwärtige Drehbewegung versetzt. Gleich­ zeitigwerden auch die Teile 34, 34 bewegt und zusammen mit der Schraubenmutter 14 in die Ausgangsposition zurückgeführt.

Die Rückstellbewegung wird beendet wenn die Teile 34 gegen die Anschläge 38 stoßen. Die elastische Kraft der Schraubenfedern 36 wirkt dann nicht mehr auf die Schraubenmutter 14 und diese beendet die Rückstellbewegung zusammen mit den Teilen 34. Die Schubstange 15 befindet sich dann wieder in ihrer Ausgangsstel­ lung.

Der vorstehende Bewegungsablauf wird durchlaufen, wenn die Schubstange 15 nach vorne bewegt wird. Soll die Schubstange 15 eine rückwärts gerichtete Bewegung ausführen, so werden die in der Figur links gezeigten bewegbaren Teile 35, die Schraubenfe­ dern 37 und die Anschläge 39 die Schubstange 15 in ähnlicher Weise in ihre Ausgangsstellung zurückbewegen.

Mit dem zuvor erörterten Rückstellmechanismus kann die Schub­ stange 15 auch dann in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt wer­ den, wenn diese etwa in der Mitte des Rahmens 13 gelegen ist. Dies ist auch-während einer Bewegung der Schubstange 15 relativ zum Rahmen 13 nach vorne oder hinten möglich.

Obwohl die bewegbaren Teile 34, 35, die Schraubenfedern 36, 37 und die Anschläge 38, 39 des hier beschriebenen Rückstellmecha­ nismus beidseitig vorhanden sind, ist es jedoch auch möglich diese nur auf einer Seite vorzusehen. Wenn in einem solchen Falle die genannten bewegbaren Teile, Schraubenfedern und An­ schläge zum Beispiel nur auf der rechten Seite vorgesehen sind, kann die Schubstange nach Beendigung der Vorwärtsbewegung in ihre Stellung in der Mitte des Rahmens zurückbewegt werden. Sind die genannten Teile, Schraubenfedern und Anschläge nur auf der linken Seite vorgesehen, kann die Schubstange nach Beendi­ gung der Rückwärtsbewegung ebenso in ihre Stellung in der Mitte des Rahmens zurückbewegt werden.

Die Ausgangsposition kann selbstverständlich durch ein Ver­ schieben der Anschläge 38 und 39 beliebig verändert werden.

Der Mechanismus zum Rückführen einer Schubstange in ihre Aus­ gangsstellung ist vorteilhaft, da er im Innern eines elektrisch arbeitenden Schubantriebs vorgesehen ist und somit jegliche zu­ sätzliche Ausstattung, zum Beispiel Gewichte, pneumatische Zy­ linder-Kolben-Anordnungen oder ähnliches, die bisher erforder­ lich waren, entfällt.

Die eigentliche Ausgangsstellung kann während einer Bewegung der Schubstange frei gewählt werden, indem man die Position des jeweiligen Anschlages verändert.

Claims (1)

1. Elektrisch arbeitender Schubantrieb (10) mit einem Rahmen (13) und einer mit einer Schraubenmutter (14) bewegungsgekoppelten Schubstange (15), wobei die Schraubenmutter (14) auf einer von einem Motor (11) drehangetriebenen Schraubenwelle (12) eine re­ lative Bewegung zu dem Rahmen (13) ausführt,
   gekennzeichnet durch
   einen Rückstellmechanismus (30) zum Rückstellen der Schubstange (15) bei Stillstand des Motors (11) in ihre Aus­ gangsstellung, wobei der Rückstellmechanismus (30) mindestens ein längs der Schraubenwelle (12) bewegbares und mit der Schraubenmutter (14) kontaktierbares Teil (34 und/oder 35) um­ faßt,
   mindestens einen das Teil (34 und/oder 35) gegen die Schraubenmutter (14) drückenden elastischen Körper (36 und/oder 37), der durch die Bewegung der Schraubenmutter (14) zwischen dem Teil (34 und/oder 35) und dem Rahmen (13) zusammendrückbar ist, und
   mindestens einen am Rahmen (13) vorgesehenen Anschlag (38 und/oder 39) zur Aufnahme bzw. zur Anlage des vom elasti­ schen Körper (36 und/oder 37) an die Schraubenmutter (14) ange­ drückten Teils (34 und/oder 35) bei Erreichen der Ausgangsstel­ lung.