DE4337867A1 - Differential-Linearaktuator - Google Patents
Differential-LinearaktuatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Differential-Linearaktuator mit einem ersten
und einem zweiten Bauteil, die in einander entgegengesetze Richtungen
linear verschieblich sind aufgrund der Drehung eines Eingangselements,
wobei das Drehmoment, dem durch das Eingangselement
entgegengewirkt werden muß, reduziert ist.
Linear Aktuatoren sind im Stand der Technik umfangreich bekannt. Ein
grundlegender Typ eines bekannten Linearaktuators enthält ein festes
Aktuatorgehäuse, in welchem drehbar eine Antriebshülse gelagert ist.
Ein Ausgangselement des Linearaktuators ist an einem Ende mit einem
vom dem Linearaktuator zu verschiebenden Teil verbunden und ist
außerdem über einen Dreh-Linear-Umwandlungsverbinder mit der
Antriebshülse gekoppelt, so daß eine Drehung der Antriebshülse eine
axiale Verschiebung des Ausgangselements bewirkt. Ein Typ einer
solchen bekannten Anordnung zum Umsetzen einer Dreh- in eine
Linearbewegung ist eine Kugelumlauf-Spindelanordnung. Bei einer
derartigen Linearaktuator-Ausgestaltung ist im allgemeinen der Hub, über
den der Aktuator das einstellbare Element linear zu verschieben im
Stande ist, durch die Länge des Ausgangselements festgelegt. Darüber
hinaus muß das gesamte Drehmoment, welches auf das Ausgangselement
ausgeübt ist, von der Antriebshülse aufgenommen werden.
Bei einem anderen bekannten Typ eines Linearaktuators steht die
Antriebshülse über mehrere Keilnuten in Verbindung mit einem axial
verschieblichen Zwischenaktuatorteil, so daß die Drehung der
Antriebshülse eine Drehung des Zwischenaktuatorteils hervorruft. Das
Zwischenaktuatorteil steht außerdem über eine Dreh-Linear-Verbinder
einheit mit einem feststehenden Abschnitt des Linearatuators derart in
Verbindung, daß eine Drehung des Zwischenaktuatorteils eine axiale
Verschiebung des Elements hervorruft. Außerdem steht ein
Ausgangselement des Linearaktuators über eine zweite Dreh-Linear-
Wandlerverbindung mit dem Zwischenaktuatorteil in Verbindung, so daß
eine Drehung des Zwischenaktuatorteils auch das Ausgangselement
veranlaßt, sich in die gleiche Richtung zu schieben, wie das
Zwischenaktuatorteil. Da sich bei einer derartigen Anordnung sowohl
das Zwischenaktuatorteil als auch das Ausgangselement axial in dieselbe
Richtung verschiebt, kann der Linearaktuator einen größeren
Ausgangshub hervorrufen. Bei der herkömmlichen Anordnung entspricht
das auf die Antriebshülse übertragene Drehmoment dem kombinierten
Drehmoment, welches auf das Zwischenaktuatorteil seitens des
Ausgangselements und des festen Abschnitts des Linearaktuators ausgeübt
wird. In anderen Worten, da sowohl das Zwischenaktuatorteil als auch
das Ausgangselement sich in dieselbe Richtung erstrecken, werden die
Drehmomente, auf die das Zwischenaktuatorteil an beiden Dreh-Linear-
Wandlerverbindungen reagiert, zu einem hohen resultierenden Dreh
moment, welches über die Keilnutverbindung auf die Eingangs-
Antriebshülse übertragen wird.
In einigen Bereichen, beispielsweise bei Landeklappen oder anderen
Aktuatorsystemen in militärischen und kommerziellen Flugzeugen sind
die während des Einsatzes derartiger Linearaktuatoren entstehenden
Drehmomente sehr hoch, und weil die Antriebshülse derartig hohe
Drehmomente aufnehmen muß, werden die Antriebshülsen aus starken,
ziemlich schweren Materialien gefertigt, um ein Versagen des Systems
auszuschließen. Ferner gibt es bestimmte Einsatzgebiete, z. B. die oben
erwähnte Landeklappen-Steuerung, bei denen lediglich ein relativ
geringer Hub der axialen Verschiebung bei allerdings hohem
Drehmoment erforderlich ist, um das entsprechende Bauteil über dessen
gesamten Betriebsbereich zu bewegen. Es besteht also der Bedarf an
einem Linearaktuator, der ein zu steuerndes Bauteil über einen
vergleichsweise geringen Betriebsbereich zu verschieben vermag, bei
dem aber die Eingangs-Antriebshülse nicht ein extrem hohes
Drehmoment aufnehmen muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Linearaktuator anzugeben, der dort
einsetzbar ist, wo ein präziser, relativ kleiner Linearverschiebungs
bereich vorgegeben ist und hohe Drehmomente entstehen, wobei die von
einer Eingangs-Antriebshülse aufzunehmende Gegenkraft möglichst
gering ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene
Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im Anspruch 14 ist
ein Verfahren für den Betrieb eines Linearaktuators angegeben. Bei dem
erfindungsgemäßen Differential-Linear-Aktuator befindet sich in einem
ortsfesten Aktuatorgehäuse eine drehbar gelagerte Antriebshülse.
Zwischen dem Aktuatorgehäuse und der Antriebshülse ist konzentrisch
dazu ein Zwischenaktuatorteil gelagert, welches eine Keilnutverbindung
zu der Antriebshülse aufweist, so daß die Drehung der Antriebshülse zu
einer Drehung des Zwischenaktuatorteils führt. Das Zwischenaktuatorteil
ist mit dem Aktuatorgehäuse über eine Dreh-Linear-Verbindungs
anordnung gekoppelt, so daß eine Drehung des Zwischenaktuatorteils
eine Axialverschiebung des Zwischenaktuatorteils relativ zu dem
Gehäuse veranlaßt. Außerdem ist am freien Ende des Zwischenaktuator
teils über eine weitere Dreh-Linear-Verbindungsanordnung ein
Ausgangselement gekoppelt, so daß eine Drehung des Zwischenaktuator
teils auch eine lineare Versetzung des Ausgangselements zur Folge hat.
Die Linear-Dreh-Verbindungsanordnung ist zwischen dem Zwischen
aktuatorteil und dem Aktuatorgehäuse sowie zwischen dem Zwischen
aktuatorteil und dem Ausgangselement derart ausgestaltet, daß das
Ausgangselement axial in eine Richtung verschoben wird, die derjenigen
des Zwischenaktuatorteils entgegengesetzt ist. Weiterhin sind die Dreh-
Linear-Verbindungsanordnungen so ausgelegt, daß das Ausgangselement
axial relativ zu dem Aktuatorgehäuse um eine Strecke versetzt wird, die
kleiner ist als die Versetzungs-Strecke des Zwischenaktuatorteils.
Bei dieser Ausgestaltung ist das Drehmoment, welches auf das
Zwischenaktuatorteil an der Dreh-Linear-Verbindung zwischen dem
Zwischenaktuatorteil und dem Ausgangselement ausgeübt wird
demjenigen Drehmoment entgegengesetzt, welches auf das
Zwischenaktuatorteil an der Dreh-Linear-Verbindung zwischen dem
Zwischenaktuatorteil und dem Aktuatorgehäuse ausgeübt wird. Deshalb
ist das resultierende Drehmoment, welches auf das Zwischenaktuatorteil
ausgeübt und auf die Antriebshülse übertragen wird, stark verringert.
Aufgrund der Differential-Linearbewegung zwischen dem Zwischen
aktuatorteil und dem Ausgangselement läßt sich außerdem eine exakte
lineare Versetzung des Ausgangselements auch dann erreichen, wenn ein
Motor mit einer relativ hohen Umdrehungszahl eingesetzt wird.
Außerdem kann erfindungsgemäß ein Linearwandler mit variabler
Versetzung zwischen dem Aktuatorgehäuse und dem Ausgangselement
des Differential-Linear-Aktuators eingebaut werden, um die Lage des
Ausgangselements exakt zu erfassen. Diese erfaßte Lage kann zur
Schaffung einer Rückkopplungsinformation für ein Steuermodul
verwendet werden, wobei das Steuermodul seinerseits die Leistung
steuert, die dem die Antriebshülse drehenden Motor zugeführt wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Differential-Linear-Aktuators gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem
ausgefahrenen Zustand; und
Fig. 2 eine ähnliche Schnittansicht des Differential-Linear-Aktuators
gemäß Fig. 1, wobei sich der Aktuator in einem eingefahrenen Zustand
befindet.
Nach Fig. 1 und 2 enthält der allgemein mit 1 bezeichnete Differential-
Linear-Aktuator gemäß der Erfindung ein Aktuatorgehäuse 5 mit einem
ersten Endabschnitt 8 und einem zweiten Endabschnitt 11. Der erste
Endabschnitt 8 des Aktuatorgehäuses 5 ist mit Lagerungsösen 14
versehen, die es ermöglichen, das Aktuatorgehäuse 5 fest an einem
(nicht dargestellten) Trägerbau zu lagern. Bei der bevorzugten
Ausführungsform ist das Aktuatorgehäuse 5 von zylindrischer Gestalt
mit hohlem Innenraum, wobei der zweite Endabschnitt 11 in axialer
Richtung offen ist. Innerhalb des Aktuatorgehäuses 5 ist feststehend ein
Gehäuseeinsatz 17 angebracht. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist
das Aktuatorgehäuse 5 aus Metall gefertigt, beispielsweise Stahl oder
Aluminium, und der aus einem ähnlichen Metall bestehende
Gehäuseeinsatz 17 ist innerhalb des Aktuatorgehäuses 5 angeschweißt
oder anderweitig festgelegt. Der Gehäuseeinsatz 17 enthält eine
Mittelbohrung 20, die mit der Längsachse des Aktuatorgehäuses 5
ausgerichtet ist, und er besitzt einen sich axial erstreckenden Ringflansch
23.
Der Differential-Linearaktuator enthält außerdem eine längliche
ringförmige Antriebshülse 27 mit einem ersten Endabschnitt 32, der in
einen Lagerring 36 ausläuft. An dem Lagerring 36 ist mittels Preßsitz
oder auf andere Weise ein innerer Laufring 41 eines (nicht mit
besonderem Bezugszeichen versehenen) Kugellagers befestigt. Eine
äußerer Laufring 38 des Kugellagers sitzt mittels Preßsitz oder mittels
anderweitiger Befestigung an dem Ringflansch 23 des Gehäuseeinsatzes
17, so daß mehrere Lagerkugeln 44 zwischen innerem und äußerem
Laufring 38, 41 gehalten werden und die Antriebshülse 27 relativ zu
dem Aktuatorgehäuse 5 drehbar ist.
An der Antriebshülse 27 fest angebracht oder einstückig daran angeformt
ist ein angetriebenes Kegelrad 34, welches mit einem treibenden
Kegelrad 51 kämmt, das auf eine Antriebswelle 53 eines Elektromotors
56 sitzt. Der Elektromotor 56 ist fest am Aktuatorgehäuse 5 angebracht,
welches eine Querbohrung 59 aufweist, durch die hindurch sich die
Antriebswelle 53 erstreckt. Wird bei dieser Ausgestaltung des Aktuators
der Elektromotor 56 in Gang gesetzt, so dreht sich die Antriebswelle 27
um ihre Längsachse relativ zu dem Aktuatorgehäuse 5 über das
antreibende Kegelrad 51 und das angetriebene Kegelrad 48. Der
Motortyp ist nicht auf Elektromotoren festgelegt, man kann auch einen
Hydraulik- oder Luftmotor verwenden.
Die Außenfläche der Antriebshülse 27 besitzt eine Mehrzahl von Längs-
Keilnuten 65. Zwischen der Antriebshülse 27 und dem Aktuatorgehäuse
5 befindet sich in konzentrischer Anordnung ein Zwischenaktuatorteil
70. Das Zwischenaktuatorteil 70 besitzt ein erstes Ende 74 mit einem
nach innen gerichteten Ringflanschabschnitt 76, welcher ein sich in
axialer Richtung erstreckendes Durchgangsloch 79 mit einer
Innenverzahnung aufweist, und ein zweites Ende 83, welches mit einem
nach innen gerichteten Ringflanschabschnitt 86 abschließt, ebenfalls
ausgestattet mit einem axialen Durchgangsloch 89. Das
Zwischenaktuatorteil 70 ist hohl, so daß die Antriebshülse 27 das
Durchgangsloch 79 in axialer Richtung durchsetzt, wobei die an der
Außenfläche der Antriebshülse 27 ausgebildeten Längs-Keilnuten 65 in
Eingriff stehen mit den Innen-Keilnuten, welche in dem sich axial
erstreckenden Durchgangsloch 79 ausgebildet sind. Auf diese Weise
kann das Zwischenaktuatorteil 70 sich in axialer Richtung relativ zu der
Antriebshülse 27 verschieben und wird von der Antriebshülse 27 bei
Betrieb des Elektromotors 26 drehend angetrieben.
Der erfindungsgemäße Differential-Linearaktuator 1 enthält außerdem
eine Aktuator-Ausgangswelle 92 mit einem ersten Ende 95 und einem
zweiten, abschließenden Ende 98. Das abschließende Ende 98 enthält ein
Stangenende 101, welches im allgemeinen mit einem (nicht dargestellten)
Kugelgelenk ausgestattet ist, um die Aktuator-Ausgangswelle 92 mit
einem (nicht dargestellten) Steuerbauteil zu verbinden, welches linear
verschoben werden soll. Die Aktuator-Ausgangswelle 92 ist außen mit
einer spiralförmigen Nut 106 ausgestattet, die sich durch das sich axial
erstreckende Durchgangsloch 89 im zweiten Ende 83 des zwischen
Aktuatorteils 70 erstreckt. Der nach innen gerichtete Ringflansch
abschnitt 86 des Zwischenaktuatorteils 70 enthält eine innere
schraubenförmige Nut 113, die mit der äußeren schraubenförmigen Nut
106 an der Aktuator-Ausgangswelle 92 über eine Mehrzahl von Kugeln
116 gekoppelt ist. Der nach innen gerichtete Ringflanschabschnitt 86 des
Zwischenaktuatorteils 70 bildet also eine Kugelmutter einer Dreh-Linie-
Umwandlungsverbindung und enthält einen Kugelrücklaufkanal 119
(Fig. 2), der ein Zirkulieren der Kugeln 116 gestattet. Im allgemeinen
sind derartige Kugelumlauf-Spindel-Verbindungen bekannt und
funktionieren derart, daß eine Drehung des Zwischenaktuatorteils 70
über die Kugeln 116 zu einer Linearverschiebung der Aktuatorausgangs
welle 92 führt.
Der zweite Endabschnitt 11 des Aktuatorgehäuses 5 bildet eine zweite
Kugelmutter einer zweiten Dreh-Linear-Verbindung, die zwischen dem
Aktuatorgehäuse 5 und dem Zwischenaktuatorteil 70 wirksam ist, und
sie enthält eine innere schraubenförmige Nut 125, die mit einer äußeren
schraubenförmigen Nut 128, welche in der Außenfläche des
Zwischenaktuatorteils 70 zwischen dem ersten Ende 74 und dem zweiten
Ende 83 ausgebildet ist, durch mehrere Kugeln 131 gekoppelt ist.
Grundsätzlich ist diese Dreh-Linear-Umwandlungsverbindung identisch
mit der Verbindung zwischen der Aktuator-Ausgangswelle 92 und dem
Zwischenaktuatorteil 70, mit der Ausnahme, daß die an dem Zwischen
aktuatorteil 70 ausgebildete äußere schraubenförmige Nut 128 bezüglich
der äußeren schraubenförmigen Nut 106 an der Aktuator-Ausgangs
welle 92 gegensinnig gebildet ist und einen anderen Steigungswinkel
aufweist. Der Grund hierfür wird unten näher erläutert.
Wenn im Einsatz die Öse 14 des Aktuatorgehäuses 5 fest an einem
Unterbau gelagert ist und das Stangenende 101 der Aktuator-Ausgangs
welle 92 fest an einem linear einzustellenden Steuerbauteil angeordnet
ist, ruft der Betrieb des Motors 56 über das antreibende Kegelrad 51
und das angetriebene Kegelrad 48 eine Drehung der Antriebshülse 27
hervor. Aufgrund der Keilverzahnung zwischen der Antriebshülse 27
und dem Zwischenaktuatorteil 70 führt die Drehung der Antriebshülse
27 einer Drehung des Zwischenaktuatorteils 70. Aufgrund der
Verbindung zwischen dem Zwischenaktuatorteil 70 und dem
Aktuatorgehäuse 5 führt die Drehung des Zwischenaktuatorteils 70 zu
dessen axialer Verschiebung in einer Richtung, welche durch die
Drehrichtung des Zwischenaktuatorteils 70 festgelegt wird. Gleichzeitig
ruft eine Drehung des Zwischenaktuatorteils 70 eine axiale Verschiebung
der Aktuator-Ausgangswelle 92 relativ zu dem Aktuatorgehäuse 5
hervor, und zwar in einer Richtung, die der axialen Verschiebungs
richtung des Zwischenaktuatorteils 70 entgegengesetzt ist. Diese
Differenz-Linearbewegung ist in den Fig. 1 und 2 verdeutlicht. In
Fig. 1 hat sich das Zwischenaktuatorteil 70 axial relativ zu dem
Aktuatorgehäuse 5 derart verschoben, daß das erste Ende 74 sich in
enge Nachbarschaft bei dem antreibenden Kegelrad 51 befindet und die
Aktuator-Ausgangswelle 92 praktisch vollständig ausgefahren ist. Auf
die Drehung des Motors 56 in eine vorbestimmte Richtung hin wird der
Differential-Linearaktuator 1 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage in die
in Fig. 2 dargestellte Lage gebracht, in der das erste Ende 74 des
Zwischenaktuatorteils 70 axial von dem antreibenden Kegelrad 51 fort
verschoben ist und die Aktuator-Ausgangswelle 92 in das Zwischen
aktuatorteil 70 zurückgezogen ist. Durch Auswahl geeigneter Steigungs-
oder Führungswinkel der schraubenförmigen Nuten (106, 113; 115,
128), welche die Aktuator-Ausgangswelle 92 mit dem Zwischenaktuator
teil 70 und das Zwischenaktuatorteil 70 mit dem Aktuatorgehäuse 50
verbinden, läßt sich der Linearhub des Differential-Linearaktuators 1
austauschen gegen ein Übersetzungsverhältnis, indem nämlich das auf
das zweite Ende 83 des Zwischenaktuatorteils 70 einwirkende Dreh
moment das Drehmoment ersetzt, welches auf das Zwischenaktuatorteil
70 über dessen Verbindung mit dem Aktuatorgehäuse 5 einwirkt, mit
der Folge, daß die Keilverzahnung 65 der Antriebshülse 27 nur einen
kleinen Anteil des von der Einheit benötigten Ausgleichsdrehmoments
liefert. Abhängig von der Länge des Aktuators in Bezug auf den
geforderten Hub ist es möglich, hohe Übersetzungsverhältnisse zu
erreichen, indem man den erfindungsgemäßen Differential-
Linearaktuator einsetzt. Wenn z. B. das resultierende
Übersetzungsverhältnis 100 : 1 beträgt, müßte die Keilverzahnung 65
der Antriebshülse 27 etwa 1/100 der Halte- oder Antriebskraft
übernehmen. Deshalb ist die Gefahr, daß die Antriebshülse 27
beschädigt wird und deshalb der Differential-Linearaktuator 1 nicht mehr
betriebstüchtig ist, stark reduziert. Auf diese Weise lassen sich große
Übersetzungsverhältnisse für eine Linear-Anordung bereitstellen, ohne
daß voluminöse Getriebegehäuse wie bei herkömmlichen Einrichtungen
erforderlich sind.
Ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
ein allgemein mit 35 bezeichneter Linearversetzungswandler vorgesehen
ist, welcher die Lage der Aktuator-Ausgangswelle 92 relativ zu dem
Aktuatorgehäuse 5 erfaßt und eine Rückkopplungsinformation an ein
(nicht dargestelltes) Steuermodul liefert, welches seinerseits
Steuersignale an den Motor 56 liefert. Der veränderliche Linearver
setzungswandler 135 ist von allgemein bekannter Bauart. Er enthält
einen länglichen zylindrischen Abschnitt 139 mit einem einen reduzierten
Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 146, der die Mittelbohrung 20
in dem Gehäuseeinsatz 17 durchsetzt. Der einen reduzierten Durch
messer aufweisende Endabschnitt 156 ist bei 149 mit einem Außen
gewinde versehen, so daß der verlängerte zylindrische Abschnitt 139 des
Linearversetzungswandlers 135 sich an dem Aktuatorgehäuse 5 mit Hilfe
einer Mutter 152 befestigen läßt. Der Linearversetzungswandler 135
enthält außerdem einen Kolben 157, der mit der Aktuator-Ausgangswelle
92 über eine Aktuatorstange 161 in Verbindung steht, um verschieblich
in einem zylindrischen Abschnitt 139 des Linearversetzungswandlers 135
aufgenommen zu werden.
Wie oben angegeben, hat der Linearversetzungswandler 135 allgemeinen
Aufbau und enthält eine elektrische Spule zwischen zwei Wandschichten
des zylindrischen Abschnitts 139, welche ein magnetisches Feld
innerhalb des zylindrischen Abschnitts 139 erzeugt. Wenn sich der aus
Metall bestehende Kolben 157 innerhalb des zylindrischen Abschnitts
139 verschiebt, wird das erzeugte magnetische Feld an der Stelle des
Kolbens 157, die der Lage der Aktuatorausgangswelle 92 relativ zu dem
Aktuatorgehäuse 5 entspricht, gestört. Dieses Positionssignal wird einem
Steuermodul zugeführt, und zwar über (nicht dargestellte) Drähte, die an
die Spule angeschlossen sind und sich zwischen den Schichten des
zylindrischen Abschnitts 139 erstrecken und entweder aus dem einen
reduzierten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 146 oder über eine
(nicht dargestellte) separate Öffnung im Gehäuseeinsatz 17 nach außen
geführt sind. Man erkennt, daß die Möglichkeit besteht, einen Linear
versetzungswandler 165 in dem erfindungsgemäßen Differential-
Linearaktuator 1 einzusetzen, da der Linearversetzungswandler 135
zwischen zwei nicht-drehende Teile gekoppelt ist. Dies ist deshalb
wichtig, weil dann, wenn sich die Aktuator-Ausgangswelle 32 drehen
würde, das magnetische Feld innerhalb des zylindrischen Abschnitts 139
auseinandergerissen würde und es zu ungenauen Meßwerten käme.
Wenn z. B. der erfindungsgemaße Differential-Linearaktuator in einer
Umgebung eingesetzt wird, in der er erheblichen Erschütterungen
ausgesetzt ist, so kann man den Endabschnitt der Antriebshülse 27 z. B.
bei 165 mit einem Material geringer Reibung, z. B. Nylon überziehen,
um zwischen dem zylindrischen Abstand 139 des Linearversetzung
wandlers 135 und der Antriebswelle 27 eine Lagerfläche mit geringer
Reibung zu erhalten. Anstelle des oben speziell erwähnten Elektromotors
56 können auch andere Motortypen, z. B. pneumatische oder
hydraulische Einheiten eingesetzt werden.
Claims (15)
1. Differential-Linearaktuator (1), umfassend: ein Aktuatorgehäuse
(5) mit einem ersten Ende (8), an dem das Aktuatorgehäuse (5) an
einem Träger befestigbar ist, und einem offenen zweiten Ende (11), eine
längliche Antriebshülse (27), die in dem Gehäuse (5) um eine Längs
achse drehbar angeordnet ist, wobei die Antriebshülse (27) eine mit
einer axialen Keilnutanordnung versehene Außenfläche (65) aufweist,
eine Einrichtung (48, 51, 53, 56) zum drehenden Antreiben der
Antriebshülse (27), ein Zwischenaktuatorteil (70), welches konzentrisch
zwischen dem Aktuatorgehäuse (15) und der Antriebshülse (27) gelagert
ist und einen ersten Endabschnitt (74), einen Zwischenabschnitt und
einen zweiten Endabschnitt (83) aufweist, von denen der erste End
abschnitt (74) einen innen mit Keilverzahnung ausgebildeten Abschnitt
(76) aufweist, der mit der keilverzahnten Außenfläche (65) der
Antriebshülse (27) in Eingriff steht, so daß eine Drehung der Antriebs
hülse (27) von der Antriebseinrichtung (48, 51, 53, 56) eine Drehung
des Zwischenaktuatorteils (70) veranlaßt, und der zweite Endabschnitt (83)
sich in axialer Richtung aus dem offenen zweiten Ende (11) des
Aktuatorgehäuses (5) herauserstreckt, eine erste Axialverschiebungs
einrichtung (125, 128, 131), die zwischen dem Zwischenabschnitt des
Zwischenaktuatorteils (70) und dem Aktuatorgehäuse (5) angeordnet ist,
um das Zwischenaktuatorteil (70) zu veranlassen, sich in axialer
Richtung relativ zu dem Gehäuse (5) zu verschieben, wenn sich das
Zwischenaktuatorteil (70) dreht, und ein längliches Ausgangselement
(92), welches mit seinem einen Ende (101) an einem linearbeweglichen
Element anbringbar ist, wobei das Ausgangselement (92) konzentrisch
bezüglich des Zwischenaktuatorteils (70) gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß eine zweite Axialverschiebungseinrichtung (106,
113, 116) zwischen dem zweiten Endabschnitt (83) des Zwischen
aktuatorteils (70) und dem Ausgangselement (92) vorgesehen ist, damit
das Ausgangselement (92) in die der Axialverschiebungsrichtung des
Zwischenaktuatorteils (70) entgegengesetzte Richtung axial verschoben
wird, wenn sich das Zwischenaktuatorteil (70) dreht.
2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste und die zweite Axialverschiebungseinrichtung (125, 128, 131; 106,
113, 116) Kugelumlaufspindel-Aktuatoren aufweisen.
3. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgangselement (92) eine schraubenförmige Spindel aufweist und der
zweite Endabschnitt (83) des Zwischenaktuatorteils (70) eine Schrauben
mutter (86) aufweist, wobei die Schraubenwelle und Schraubenmutter
(86) über mehrere Kugeln (116) miteinander gekoppelt sind.
4. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgangselement (92) mit einem äußeren Schraubengewinde versehen
ist.
5. Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endabschnitt (83) des Zwischenaktuatorteils (70) mit einem Kugel
umlaufkanal (89) ausgestattet ist.
6. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischenabschnitt des Zwischenaktuatorteils (70) mit einem äußeren
Schraubengewinde (128) versehen ist und das Aktuatorgehäuse (5) mit
einem inneren Schraubengewinde (125) neben seinem zweiten Ende (11)
versehen ist, wobei der mit Gewinde versehene Zwischenabschnitt des
Zwischenaktuatorteils (70) mit dem Innengewindeabschnitt des Aktuator
gehäuses (5) über mehrere Kugeln (131) gekoppelt ist.
7. Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischenabschnitt des Zwischenaktuatorteils (70) außen mit einem
schraubenförmigen Gewinde versehen ist und das Aktuatorgehäuse (5)
neben seinem zweiten Ende (12) mit einem schraubenförmigen Innen
gewinde versehen ist, wobei der mit Gewinde versehene Zwischen
abschnitt des Zwischenaktuatorteils (70) mit dem Innengewindeabschnitt
des Aktuatorgehäuses (5) über mehrere Kugeln (131) gekoppelt ist.
8. Aktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
schraubenförmige Außengewinde (128) des Zwischenabschnitts des
Zwischenaktuatorteils (70) eine entgegengesetzte Richtung in Bezug auf
das schraubenförmige Außengewinde (106) des Ausgangselements (92)
besitzt.
9. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Lageerfassung ein Linearversetzungswandler (138) vorgesehen ist, von
dem ein erstes Bauteil (139) fest an dem ersten Ende (8) des
Aktuatorgehäuses (5) angebracht ist und ein zweites Bauteil (161) an
dem Ausgangselement (92) befestigt ist.
10. Aktuator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Bauteil (161) fest an dem Ausgangselement (92) angebracht ist
und innerhalb des ersten Bauteils (139) hin- und herbeweglich ist.
11. Aktuator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste Bauteil (139) innerhalb der Antriebshülse (27) konzentrisch
gelagert ist.
12. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antriebseinrichtung (48, 51, 53, 56) einen Elektromotor (56) besitzt.
13. Aktuator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromotor (56) eine Antriebswelle (53) mit einem fest daran
angebrachten Kegelrad (51) aufweist, welches mit einem von der
Antriebshülse (27) getragenen Kegelrad (48) kämmt.
14. Verfahren zum linearen Verschieben eines Ausgangselements
(22) eines Differential-Linearaktuators (1), der ein festes Aktuator
gehäuse (5), eine längliche Antriebshülse (27), die drehbar innerhalb des
Aktuatorgehäuses (5) gelagert ist, ein mit der Antriebshülse (27)
zusammen drehbares, jedoch relativ zu der Antriebshülse (27) und dem
Aktuatorgehäuse (5) bei Drehung axial verschieblichen Zwischen
aktuatorteil (70) und ein mit dem Zwischenaktuatorteil (70) für eine
Linearbewegung relativ zu diesem in Abhängigkeit der Drehung des
Zwischenaktuatorteils (70) gekoppeltes Ausgangselement (92) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehen der Antriebshülse (27) das
Zwischenaktuatorteil (70) in Drehung versetzt und es relativ zu der
Antriebshülse (27) und dem Aktuatorgehäuse (5) in eine erste Richtung
axial verschiebt und veranlaßt, daß das Ausgangselement (92) sich
relativ zu dem Zwischenaktuatorteil (70), der Antriebshülse (27) und
dem Aktuatorgehäuse (5) in einer der ersten Richtung entgegengesetzten
Richtung axial verschiebt, wobei das Ausgangselement (92) relativ zu
dem Aktuatorgehäuse (5) um eine Strecke axial versetzt wird, die größer
ist als diejenige des Zwischenaktuatorteils (70).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Axialverschiebung des Ausgangselements (92) relativ zu dem
Aktuatorgehäuse (5) gemessen und daraufhin die Drehung der Antriebs
hülse (27) gesteuert wird.
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