DE69518195T2

DE69518195T2 - Linearer Stellantrieb

Info

Publication number: DE69518195T2
Application number: DE69518195T
Authority: DE
Inventors: Bent Jensen
Original assignee: Linak AS
Current assignee: Linak AS
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2015-06-01
Also published as: DK171715B1; EP0685662A3; EP0685662B1; JP3559096B2; DE69518195D1; DK61494A; JPH07336935A; EP0685662A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearantrieb umfassend die Merkmale, die in dem Oberbegriff des Anspruches 1 dargelegt und aus der EP-A-577 541 bekannt sind.[0001]
Linearantriebe des oben erwähnten Typs werden für eine Vielzahl von Vorgängen verwendet, bei denen eine lineare Bewegung oder ein linearer Leistungsantrieb erwünscht ist. Sie werden oft verwendet, wo eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung völlig ungeeignet wäre und wo eine elektrische Antriebsleistung vorzuziehen ist. Elektrisch betätigte Türen und Krankenhausbetten können als Beispiele erwähnt werden, wo der Linearantrieb derart positioniert ist, daß die Abtriebsstange die erforderliche Bewegung von einer Position zu einer anderen als Ergebnis einer Leistungsversorgung der einen oder anderen Polarität und möglicherweise durch Anschläge geführt durchführt.[0002]
Im praktischen Einsatz kann der Wunsch entstehen, bei hoher Geschwindigkeit von einer extremen Position zu der anderen zu gelangen, oder von einer vorgegebenen Position zu einer der extremen Positionen zu gelangen oder im allgemeinen in der Lage zu sein, eine Anpassung der bewegten Einheit zu bewirken, ohne an den Mechanismus des Linearantriebes gebunden zu sein. Es kann erforderlich sein, Türen wie Feuertüren schnell zu schließen aufgrund der Freigabe von Sicherungseinrichtungen, was durch übermäßige Temperaturen ausgelöst wird, oder eine normalerweise verschlossene Tür muß selbst im Fall einer Spannungsversorgungsunterbrechung als Notausgang dienen. Bei einem Krankenhausbett kann es wünschenswert sein, schnell eine vollständig horizontale Position zu erreichen, obwohl der Kopf des Bettes angehoben worden ist. In den Fällen, in denen eine Energieversorgung auf Batterien basiert, weist die Energieübertragung ein hohes Verhältnis auf und sie wird demzufolge relativ langsam sein. Das gleiche gilt für Linearantriebe, die eine schwere Zug- oder Druckkraft mittels der Abtriebsstange durchführen müssen.[0003]
Lösungen gemäß dem Stand der Technik zu diesem Umkehrungsproblem wurden grundsätzlich auf Gelenkstangenmechanismen gegründet, die gelöst werden können, oder auf Sperrbolzen, die herausgezogen werden können, so daß die Abtriebsstange nicht länger als Hindernis gegen die Bewegung agiert. Diese Lösungen im Stand der Technik weisen den schweren Nachteil auf, daß der Linearantrieb nicht zu seiner normalen Funktion zurückgebracht werden kann, bis die bewegte Einheit zu ihrer Vor-Freigabe-Position zurückgeführt worden ist, woraufhin der Freigabemechanismus zurückgesetzt werden kann, zum Beispiel durch Einführen des herausgezogenen Sperrbolzens. Weiterhin weisen Mechanismen des erwähnten Typs den Nachteil auf, daß sie nicht den Durchgang von einer Position des verschobenen Elementes zu einer anderen ohne Wechselwirkung mit dem Linearantrieb und seiner nachfolgenden Zufallsverbindung erlauben.[0004]
Aus der US-A-2 907 189 ist eine lösbare Verbindung bekannt, umfassend[0005]
- zwei unabhängige und aufeinanderfolgend angeordnete axialorientierte zylindrische Verbindungselemente,
- wobei die zylindrischen Verbindungselemente durch eine Schraubenfeder eingehüllt und geklemmt sind,
- die Schraubenfeder zwei radial nach außen gerichtete Aktivierungsstifte umfaßt, die in Verbindung mit zwei einhüllenden und gemeinsam rotierbaren zylindrischen Kappen sind, die unter normalen Betriebsbedingungen der Rotation der Schraubenfeder folgen und
- Lösen der zylindrischen Verbindungselemente durch das mechanische "Öffnen" der Feder durchgeführt wird, und zwar durch eine queraxiale und entgegengesetzt gerichtete Wirkung auf einen oder beide der vorstehenden Aktivierungsstifte, wobei diese beiden durch gemeinsames Drehen der zylindrischen Kappen voneinander weg gedreht werden.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu dem beschriebenen Problem zu schaffen, nämlich die Nachteile zu beseitigen, die auftreten, wenn Lösungen gemäß dem Stand der Technik angewendet werden. Dies wird durch einen Linearantrieb gemäß der Erfindung erreicht, wie durch die Merkmale des Anspruches 1 definiert.
[0007] In einer Ausführungsform der Erfindung wird von einer nachlaufenden Freigabeeinheit Gebrauch gemacht, die idealerweise zwischen der Spindel und dem Spindelantriebsschaft eingeführt werden sollte.
[0008] Die Verbindung umfaßt zwei unabhängige und aufeinanderfolgend angeordnete axialorientierte zylindrische Verbindungselemente, die fest auf der Spindel bzw. auf dem Spindelantriebsschaft angebracht sind, wobei die zylindrischen Teile von einer Schraubenfeder einhüllt sind.
[0009] Die beiden radial ausgerichteten Aktivierungsstifte der Schraubenfeder, vorzugsweise ein abgewinkelter Endabschnitt derselben, stehen jeweils in Verbindung mit zwei umhüllenden und gemeinsam drehbaren Betätigungselementen, die der Drehung der Schraubenfeder folgen.
[0010] Die Schraubenfeder wird sich in ihrer unbelasteten Position durch ihre eigene Anfangslast und durch eine Dreheinwirkung in einer Richtung um die zwei Verbindungselemente hemmen und folglich eine Energieübertragung von einem Verbindungselement zu dem anderen erlauben, wodurch der Motor die Spindel ziehen kann.
[0011] Das Lösen/Freikuppeln wird dadurch bewirkt, daß die Schraubenfeder mechanisch "geöffnet" wird, und zwar durch einen queraxialen, entgegengesetzt wirkenden Einfluß auf einen oder beide der zwei hervorstehenden Aktivierungsstifte, weil diese Stifte jeweils einzeln durch Betätigungselemente gesteuert werden, was, indem sie miteinander in Verbindung stehen die Schraubenfeder umhüllt. Die Elemente werden durch eine weitere Kompression, die durch einen manuell betätigten Arm bewirkt wird, durch gemeinsam zusammenarbeitende Führungselemente eine Drehung um die Welle relativ zueinander durchführen, wodurch die Aktivierungsstifte der Feder queraxial und entgegengesetzt zueinander versetzt werden. Der innere Durchmesser der Schraubenfeder wird hierdurch vergrößert, so daß ihre Spannung/ihr Griff um die zylindrischen Verbindungselemente herum aufhört oder mindestens auf eine solche niedrige Reibung abfällt, daß die Spindel unter einem ansteigenden Druck von ihrer mit Gewinde versehenen Spindel rotieren kann, wodurch der hervorstehende Arm die gewünschte Position einnehmen kann.
[0012] Im Zusammenwirken mit dem Hervorstehen des Betätigungsarmes zieht die Drehrichtung der Antriebswelle die Schraubenfeder zusammen und überträgt dadurch die Leistung vom Motor. Durch Drehung in die entgegengesetzte Richtung wird die Schraubenfeder "geöffnet", wodurch die Reibung zwischen den Verbindungselementen und der Schraubenfeder merklich reduziert wird. Die Verbindungselemente können hierdurch vergleichsweise frei rotieren. Das bedeutet, daß der Antrieb manuell herausgezogen werden kann, bis er seine mechanisch definierte äußere Grenze erreicht.
[0013] Die Erfindung soll in weiteren Details mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben werden, in der:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer vollständigen Kupplungseinheit ist, und
Fig. 2 eine Explosionszeichnung eines Schraubenfederbetätigungsmechanismusses gemäß der Erfindung ist,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Antrieb, mittels dem die Erfindung ausgeführt werden kann, darstellt, und
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Antrieb mit einer Schnecke darstellt, mittels dem die Erfindung ausgeführt werden kann.
[0014] Fig. 1 zeigt zwei zylindrische Verbindungselemente 1 und 2. Der zylindrische Verbindungsabschnitt 1 ist direkt an einer Antriebswelle 3 angebracht, und der Verbindungsabschnitt 2 ist fest an einer Spindel 4 angebracht. Zwischen den Verbindungsabschnitten 1 und 2 und hinter dem Verbindungsabschnitt 1 wurden Kugellager 5 eingeführt, um die Reibung zwischen den Verbindungsabschnitten 1 und 2 und einer Rückwand 3a zu reduzieren, um den Druck, der in der Richtung B erzeugt wird, zu absorbieren. Der Druck in der Richtung B, der durch einen normalen Gewichtseffekt auf den Antrieb bewirkt wird, wird durch eine mit einem Gewinde versehene Buchse 9 und Kugeln 9a übertragen, die mit einem Gewinde 4a auf der Spindel 4 in Verbindung stehen.
[0015] Die Verbindungsabschnitte 1 und 2 sind durch eine Schraubenfeder 6 eingehüllt, die an jedem Ende in nach oben gerichteten hervorstehenden Endabschnitten enden, die als Aktivierungsstifte 6a und 6b wirken. Der Aktivierungsstift 6a wird durch eine Führungsnut 7b in einer einhüllenden, tassenförmigen Einheit 7 geführt, die in eine größere tassenförmige Einheit 10 eingeführt ist, in der ein Rezeß 10b vorgesehen wurde, um den Aktivierungsstift 6b der Schraubenfeder 6 unterzubringen.
[0016] Wenn der freie Rand als Startpunkt verwendet wird, ist die Einheit 7 mit zwei gegenüberliegenden Führungsnuten 7a versehen, von denen eine in Fig. 1 gezeigt ist und wo die andere in Fig. 2 erscheint. Korrespondierende Stifte 10a sind innerhalb der Einheit am vorderen Rand der tassenförmigen Einheit 10 angeordnet, wodurch sie in die Führungsnuten 7a auf der Einheit 7 greifen. Der erste Abschnitt der Führungsnuten 7a ist axial gerichtet, schwenkt aber in der gleichen Richtung in Richtung einer radialen Orientierung weiter weg von der Kante.
[0017] Die Freigabe der Verbindung erfolgt durch Verschieben eines Betätigungsarmes 8, der durch einen Impakt in Richtung A um eine Welle 8a gedreht werden kann. Der Betätigungsarm 8 drückt am Punkt 8b auf die Kappe 7, die hierdurch in Richtung B bewegt wird. Durch diese Kompression werden die beiden Kappen 7 und 10 über die Längsachse relativ zueinander gedreht. Der Aktivierungsstift 6a der Schraubenfeder, der durch den Rezeß 7b geführt wird, wird hierdurch in Richtung C relativ zu dem anderen Aktivierungsstift 6b der Schraubenfeder gedreht, wodurch sich die Schraubenfeder "öffnet". Das Verbindungselement 2 kann nun als ein Ergebnis des vorher erwähnten Impakts in Richtung B frei in der Schraubenfeder 6 drehen.
[0018] In Fig. 3 der Zeichnung wird die Erfindung, implementiert in einen Antrieb, gezeigt, wobei die Spindel über zwei geneigte Zahnräder angetrieben wird, und in Fig. 4 wird die Erfindung, implementiert in einen Antrieb, gezeigt, wobei die Spindel durch eine Schnecke angetrieben wird.

Claims

1. Ein Linearantrieb umfassend

- eine mit Gewinde versehene Spindel (4), die in beide Richtungen drehbar ist,

- eine mit einem Gewinde versehene Buchse (9) auf der Spindel, die eine Ausgangsstange (11) antreibt, und

- einen reversiblen Motor (12), der über ein Lastschaltgetriebe (13) einen Spindelantriebsschaft (3) antreibt, wobei der Spindelantriebsschaft (3) lösbar mit der Spindel (4) verbunden ist,

- eine Löseeinheit, die zwischen der Spindel (4) und dem Spindelantriebsschaft (3) eine verschiebbare Kappe (7) aufweist, die durch einen Hebelarm (8) betätigt wird, um das Lastschaltgetriebe (13) aus der Verbindung mit der Spindel (4) zu lösen, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Einheit, zwei unabhängige und aufeinanderfolgend angeordnete axial ausgerichtete zylindrische Verbindungselemente (1, 2) umfaßt, die fest an dem Spindelantriebsschaft (3) beziehungsweise der Spindel (4) angebracht sind,

- die zylindrischen Verbindungselemente (1, 2) durch eine Schraubenfeder (6) umhüllt und geklemmt sind,

- die Schraubenfeder zwei radial nach außen gerichtete Aktivierungsstifte (6a, 6b) umfaßt, die mit zwei einhüllenden und gegenseitig abhängend rotierenden zylindrischen Kappen (7, 10), die unter normalen Betätigungsbedingungen der Drehung der Schraubenfeder folgen, in Eingriff stehen und

- Lösen der zylindrischen Verbindungselemente (1, 2) durch das mechanische "Öffnen" der Feder (6) durch eine queraxiale und entgegengesetzt gerichtete Einwirkung auf eine oder beide der hervorstehenden Aktivierungsstifte (6a, 6b) durchgeführt wird, wobei diese beiden durch ein gemeinsames Drehen der zylindrischen Kappen (7, 10) durch Betätigen des Hebelarms (8) voneinander weg gedreht werden.

2. Ein Linearantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Aktivierungskappe (10) Stifte (10a) aufweist, die mit einer Spur (7a) zusammenwirken, die in einer Kurve in der anderen zylindrischen Kappe (7) endet, derart, daß diese auf Druck voneinander weg gedreht werden.

3. Ein Linearantrieb gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (8) Y-förmig ist.