DE2015305B2

DE2015305B2 - Vorrichtung zur umsetzung einer drehbewegung in eine geradlinige bewegung

Info

Publication number: DE2015305B2
Application number: DE19702015305
Authority: DE
Inventors: Walter Ray Carlisle Mass. Woodward (V.StA.)
Original assignee: USM Corp., Flemington, N.J. (V.St. A.)
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1970-03-31
Publication date: 1973-03-22
Also published as: GB1291304A; DE2015305C3; US3548227A; DE2015305A1; FR2042805A5

Description

20 möglich ist.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das magnetisch ausbiegbare Zahnrad ko-

' Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung axial zu der Kugellagermutter angeordnet. Hierdurch

zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradli- ergibt sich ein besonders einfacher konstruktiver

nige Bewegung mit einem elektromagnetischen An- 25 Aufbau.

trieb, der über eine Kugellagermutter auf eine An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung

Schraubenspindel einwirkt. nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher be-

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Umsetzung schrieben.

einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine VorlTiit einem elektromagnetischen Antrieb bekannt, der 30 richtung gemäß der Erfindung;
durch einen Elektromotor mit einem Rotor und F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der in F i g. 1 eineinem Stator gebildet ist (belgische Patentschrift getragenen Linie II-II.

628 339). Der Rotor des betreffenden Elektromotors Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist ein feststehendes

ist als Hohlteil ausgebildet und an seinem einen Ende Gehäuse 10 mit nach außen abstehenden Kühlrippen

mit einer Kugellagermutter verbunden. Von dieser 35 12 vorgesehen. Das Gehäuse 10 weist, wie aus

Kugellagermutter ist eine durch den betreffenden F i g. 1 hervorgeht, Lagerschalen 14 und 16 auf. Es

Rotor hindurch verlaufende Schraubenspindel aufge- umschließt einen Ständer 18 mit Ständerwicklungen

nommen. Um den Außenumfang der betreffenden zur Erzeugung eines rotierenden Magnetfeldes. Zu

Kugellagermutter herum ist der Kollektor des betref- den Ständerwicklungen führen elektrische Leitungen

fenden Rotors vorgesehen. Die Drehung des Rotors 40 20 durch eine Einführung 22 im Gehäuse 10. Ent-

und damit der Kugellagermutter erfolgt dadurch, daß sprechend der Art des Motors rotiert das Magnetfeld

dem Rotor und dem Stator entsprechende Ströme zu- entweder schrittweise oder kontinuierlich. Im vorlie-

geführt werden. Obwohl mit Hilfe dieser bekannten genden Fall werden die im Ständer 18 angeordneten

Vorrichtung auf relativ einfache Weise eine Drehbe- Ständerwicklungen paarweise erregt, wobei jeweils

wegung in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wer- 45 zwei diametral gegenüberliegende Wicklungen

den kann, ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, gleichzeitig stromführend sind. Das in diesen Wick-

die betreffende Vorrichtung für eine präzise Steue- lungen erzeugte Magnetfeld spannt ein konzentrisch

rung der geradlinigen Bewegung eines Stellgliedes zu zum Stator liegendes, magnetisch ausbiegbares, auch

verwenden. als Spannrad bezeichnetes Zahnrad 24 an diametral

Es ist ferner ein durch einen Motor oder Genera- 50 gegenüberliegenden Stellen aus, so daß das Zahnrad

tor gebildetes elektrisches Gerät bekannt (deutsche einen ellipsenförmigen Querschnitt annimmt. Das

Patentschrift 932 077), bei dem ein Rotor außer Zahnrad 24 kommt dadurch an den ausgespannten

einer Drehbewegung auch eine geradlinige Bewegung Teilen mit einem ständerfesten, zweiten Zahnrad

ausführt. Der betreffende Rotor ist mit einem Gewin- kraftschlüssig in Eingriff. Der Eingriff läuft mit dem

deteil von einem entsprechenden Gegengewindeteil 55 Magnetfeld um.

eines Statorgehäuses aufgenommen. Die Anordnung Das magnetisch ausbiegbare Zahnrad 24 ist, wie ist dabei so getroffen, daß durch magnetische Erre- bei Spannungswellengetrieben üblich, durch einen gung des Stators oder des Rotors eine Anziehungs- Hohlzylinder mit einem in radialer Richtung ausbiegkraft zwischen den Gewindeteilen auftritt, derzufolge baren offenen Ende 28 und einem geschlossenen die erwähnte Drehbewegung und die geradlinige Be- 60 Ende 30 gebildet, das an einer koaxial verlaufenden wegung des Rotors auftreten. Auch bei diesem be- Nabe 32 bei 26 befestigt ist. Die Zähne 34 des Zahnkannten Gerät ist es wie bei der eingangs betrachte- rads 24 stehen mit'einer inneren Umfangsverzahnung ten bekannten Vorrichtung nicht ohne weiteres mög- 36 des Ständers 18 an diametral gegenüberliegenden lieh, eine präzise Steuerung der linearen Bewegung Stellen im Eingriff. Die Umfangsverzahnung 36 des eines Stellgliedes zu erreichen. 65 Ständers 18 weist dabei mehr Zähne auf als das

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnrad 24 Zähne 34. Die Differenz in der Anzahl

gedrungene und kräftige Vorrichtung für eine präzise der Zähne ist normalerweise zwei oder ein Vielfaches

elektrische Steuerung der linearen Bewegung eines von zwei.

Der Rotor wird von den Lagerschilden 14 und 16 getragen und gegen axiale Verlagerung gesichert. Das Ende 30 des axial ausbiegbaren Zahnrades 24 ist von einer Kiemmutter 40 auf der Nabe 32 gehalten. In einer Ausnehmung des Lagerschilds 16 befindet sich ein Kugellager 42, das von einem Klemmring 44, der in einer Ringnut der Kiemmutter 40 steckt, in seiner Lage gehalten wird. Eine in dem gegenüberliegenden Lagerschild 14 angeordnete Mutter 46 hält ein Kugellager 48 an einer Schulter dieses Lagerschildes fest, und ein auf der Nabe 32 sitzender Klemmring 50, der radial unter der Schulter liegt, sichert das Kugellager 48 gegen eine axiale Verschiebung auf der Nabe 32.

Ein auf einem axialen Vorsprung des Lagerschilds 14 sitzender halbstarrer Ring 52 (F i g. 1) dämpft beim Umlaufen der Ausbiegungen des Zahnrades 24 auftretende, übermäßig heftige Bewegungen, indem er sich gegen die Innenwand des betreffenden Zahnrades 24 unter die Zähne 34 legt. Außerdem sorgt der Ring 52 dafür, daß das Zahnrad 24 in gl richrnäßigen Abständen mit der Umfangsverzahnung des Ständers 18 kämmt. Wie bei anderen elektromagnetischen Spannungswellengetrieben ist auch hier im Inneren des Zahnrades 24 ein Band 54 aus dünnem Federstahl als magnetischer Rückschluß für das Ständerfeld vorgesehen.

Mit dem Rotor läuft eine fest in der Nabe 32 angeordnete Kugellagermutter 56 um (F i g. 1). Diese Kugellagermutter 56 ist zwischen einer in ein Ende der Nabe 32 eingeschraubten Ringmutter 58 und einer inneren Schulter der Nabe 32 gehalten. In der Kugellagermutter 56 befindet sich eine Schraubenspindel 62. Zwischen dem Gewinde der Kugellagermutter 56 und dem Gewinde der Schraubenspindel 62 befinden sich Kugeln 60, deren Zweck es ist, die bei der Drehung der KugcllagcrmuUer 56 entstehend^ Reibung mit dem Gewinde der Schraubenspin-

del 62 soweit wie möglich zu verringern. Die Schraubenspindel 62 läßt sich bei Drehung der Kugellagermutter 56 drehrichtungsabhängig in beide Richtungen axial verschieben. Auf der Schraubenspindel 62 kann eine Stellmutter vorgesehen sein, die ein Heraus-

jo führen der Schraubenspindel 62 aus der Kugellagermutter 56 verhindert. In der dargestellten Ausführungsform verläuft die Schraubenspindel 62 durch einen nicht drehbaren Schlitten 66, der in einer Führung 69 eines fest angeordneten Blocks 68 verschiebbar getragen wird.

Die Arbeitsweise des hier durch den Schlitten 66 gebildeten Stellgliedes ist die gleiche, wenn die Bewegung des Schlittens 66 von einem kontinuierlich laufenden oder von einem sich absatzweise drehenden Getriebe erfolgt.

Mit einer Stellschraube 64 wird der Schlitten 66 an der Schraubenspindel 62 in der gewünschten Lage festgehalten. An der Schraubenspindel 62 ist eine abnehmbare Handkurbel 67 vorgesehen, die nach Lö-

sen der Stellschraube 64 unabhängig von der elektrisch bewirkten Bewegung der Schraubenspindel 62 oder zusammen mit dieser für eine axiale Verschiebung des Schlittens 66 benutzt werden kann.

Abschließend sei noch bemerkt, daß die vorsle-

hend betrachtete Vorrichtung auch so aufgebaut sein kann, daß die Kugellagermutter 56 gegen Drehung gesichert ist und axial verschiebbar ist und daß die Schraubenspindel 62 gegen eine axiale Verschiebung gesichert und drehbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Stellgliedes mit starkem Positiohshaltevermögen zu Patentansprüche: schaffen, ohne daß für eine Stillsetzung des Stellgliedes magnetische Bremsen erforderlich sind.

1. Vorrichtung zur Umsetzung einer Drehbe- Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe weguiig in eine geradlinige Bewegung mit einem Ό bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erelektromagnetischen Antrieb, der über eine Ku- findungsgemäS dadurch, daß die Kugellagermutter gellagermutter auf eine Schraubenspindel ein- mit .einem magnetisch ausbiegbaren Zahnrad eines wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß Spannungswellengetriebes verbunden ist, dessen stardie Kugellagermutter (56) mit einem magnetisch res Zahnrad zur Erzeugung eines Drehfeldes eingeausbiegbaren 2'ahnrad (34, 24) eines Spannungs-.io richtet ist.

. wellengetriebes (34, 24, 36, 18) verbunden ist, Die Erfindung bringt gegenüber der eingangs be-

dessen starres Zahnrad ',36, 18) zur Erzeugung trachteten bekannten Vorrichtung und gegenüber

eines Drehfeldes eingerichtet ist. " dem eingangs betrachteten bekannten Gerät den

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorteil mit sich, daß durch die Verwendung eines kennzeichnet, daß das magnetisch ausbiegbare 15 elektromagnetisch betriebenen Spannungswellenge-Zahnrad (34, 24) koaxial zu der Kugellagermut- triebes (wie es aus den USA.-Patentschriften ter (56) angeordnet ist. 3 169 201, 3 169 202 und 3 331 974 bekannt ist) bei

relativ geringem konstruktivem Aufwand eine präzise Steuerung der linearen Bewegung eines Stellgliedes