PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202007013428U1 27.12.2007
Titel Linearverstellvorrichtung
Anmelder Dzubiel, Gerhard, 88045 Friedrichshafen, DE;
Hostettler, Franz, Chexbres, CH;
Martinez, Antonio, 72762 Reutlingen, DE
Vertreter Daub, T., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 88662 Überlingen
DE-Aktenzeichen 202007013428
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.12.2007
Registration date 22.11.2007
Application date from patent application 24.09.2007
IPC-Hauptklasse F16H 25/20(2006.01)A, F, I, 20070924, B, H, DE

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von Linearverstellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Linearverstellvorrichtungen mit einer Verstelleinheit, die eine Gewindespindel und eine Gewindemutter, in die die Gewindespindel eingreift, aufweist, und mit einer Motoreinheit, die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit anzutreiben, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Flexibilität und eine hohe Verstellgeschwindigkeit aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des unabhängigen Nebenanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Linearverstellvorrichtung mit einer Verstelleinheit, die eine Gewindespindel und eine Gewindemutter, in die die Gewindespindel eingreift, aufweist, und mit einer Motoreinheit, die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit anzutreiben.

Es wird vorgeschlagen, dass die Motoreinheit eine Motorwelle aufweist, die drehfest mit der Gewindemutter verbunden ist. Dadurch kann eine Verstellvorrichtung realisiert werden, die besonders einfach zu konstruieren ist und die eine hohe Verstellgeschwindigkeit aufweist, da eine von der Motoreinheit angetriebene Masse klein und insbesondere unabhängig von der Gewindespindel ist.

Vorteilhafterweise weist die Motoreinheit einen Elektromotor auf, da ein Elektromotor besonders kostengünstig ist.

Dabei wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor als ein Schrittmotor ausgeführt ist. Dadurch kann mittels der Motoreinheit eine definierte Position angefahren werden. Grundsätzlich können aber auch andere Ausführungen von Elektromotoren verwendet werden.

Vorzugsweise ist die die Motorwelle als eine Hohlwelle ausgeführt, die von der Gewindespindel durchsetzt ist. Dadurch kann die Gewindespindel eine beliebige Länge aufweisen, wodurch die Motoreinheit sowohl für Linearverstellungen mit einem kleinen Verstellweg, beispielsweise kleiner als 50 mm, als auch für Linearverstellvorrichtungen mit größeren Verstellwegen eingesetzt werden kann. Vorteilhafterweise durchsetzt die Gewindespindel die komplette Motoreinheit.

Ist die Gewindespindel drehfest zu der Motoreinheit angeordnet, kann die Drehbewegung der Gewindemutter vorteilhaft in eine lineare Verschiebung umgesetzt werden. Außerdem ist die Verstellvorrichtung dadurch unabhängig von Fertigungstoleranzen der Gewindespindel insbesondere bei langen Gewindespindeln, wodurch Linearverstellvorrichtungen mit einer Verstelllänge von mehr als 500 mm realisiert werden können.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Linearverstellvorrichtung ein Verstellelement und eine Führungseinheit, die dazu vorgesehen ist, das Verstellelement zu führen, aufweist, wobei unter einem „Verstellelement" insbesondere ein Element verstanden werden soll, das verstellt wird. Dadurch kann einfach eine vorteilhafte Anbindung und Führungen zu verschiebenden Elementen erreicht werden.

Vorteilhafterweise ist die Gewindespindel fest mit dem Verstellelement verbunden, wobei unter fest verbunden insbesondere stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbunden verstanden werden soll, wie beispielsweise durch eine Schraub- oder durch eine Schweißverbindung. Dadurch kann einfach eine drehfeste Fixierung der Gewindespindel erreicht werden.

Weist ferner die Führungseinheit zumindest eine Führungsstange auf, die fest mit dem Verstellelement verbunden ist, kann das Verstellelement vorteilt geführt werden. Vorzugsweise weist die Führungseinheit zwei Führungsstangen auf, die fest mit dem Verstellelement verbunden sind, wobei vorteilhafterweise die Führungsstangen durch eine Gleitlagerung verschiebbar gegen die Motoreinheit gelagert sind.

Weiter wird eine Linearverstellvorrichtung mit einer Verstelleinheit, die eine Gewindespindel und eine Gewindemutter, in die die Gewindespindel eingreift, aufweist, und mit einer Motoreinheit, die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit anzutreiben, vorgeschlagen, bei der die Motoreinheit eine Motorsteuereinheit aufweist. Unter einer „Motorsteuereinheit" soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit, wie beispielsweise eine Recheneinheit, verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, die Motoreinheit und insbesondere den Elektromotor zu steuern. Beispielsweise kann eine Motorsteuerung einen Anlaufbetrieb steuern. Durch eine Motorsteuereinheit kann die Motoreinheit einfach angesteuert und bedient werden, wodurch eine Flexibilität erhöht wird, da ein externes Steuerteil entfällt.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Motoreinheit ein Netzteil aufweist. Dadurch entfällt ein externes Netzteil und die Linearverstellvorrichtung kann einfach eingesetzt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Motoreinheit eine Kommunikationseinheit aufweist. Dadurch kann die Motoreinheit einfach von einer externen Steuereinheit und/oder einem externen Steuerprogramm angesteuert werden.

Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest eine genormte Schnittstelle auf, wobei unter einer „genormten Schnittstelle" insbesondere eine nach einem nationalen oder internationalen Standard genormte Schnittstelle verstanden werden soll, wie beispielsweise eine nach DIN, EN und/oder IEC genormte Schnittstelle. Vorteilhafterweise weist das Businterface ein Profibus-Interface, ein CAN-Bus-Interface und/oder besonders vorteilhaft ein RS485-Interface auf. Durch eine genormte Schnittstelle kann eine besonders hohe Kompatibilität erreicht werden. Grundsätzlich können auch ungenormte Schnittstellen verwendet werden.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Motoreinheit eine Sensoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Positioniervorgang zu überwachen. Dadurch können Abweichungen eines Ist-Zustands von einem erwarteten Sollzustand, wie sie beispielsweise durch Fehlfunktionen entstehen können, einfach erkannt werden. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit mit der Motorsteuereinheit verbunden, wodurch die Motorsteuereinheit den Sollzustand auf den Ist-Zustand korrigieren kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

1 zeigt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Linearverstellvorrichtung. Die Linearverstellvorrichtung weist eine Verstelleinheit 10 mit einer Gewindespindel 12 und einer Gewindemutter 14 auf. Weiter weist die Linearverstellvorrichtung eine Motoreinheit 16 auf, über die die Verstelleinheit 10 angetrieben wird. Die Motoreinheit 16 ist fest an einem Grundträger 40 der Linearverstellvorrichtung angeordnet. Die Motoreinheit 16 weist einen Elektromotor 20 auf, der als ein Schrittmotor ausgebildet ist. Eine Motorwelle 18 der Motoreinheit 16 ist drehfest mit der Gewindemutter 14 verbunden, wodurch die Gewindemutter 14 fest aber drehbar zu dem Grundträger 40 angeordnet ist. Die Motorwelle 18 ist als eine Hohlwelle ausgeführt. Die Motorwelle 18 und die gesamte Motoreinheit 16 werden von der Getriebespindel 12 durchsetzt. An der Motoreinheit 16 ist auf einer der Gewindemutter 14 abgewandten Seite eine Abdeckvorrichtung 48 angebracht, die einen über die Motoreinheit 16 überstehenden Teil der Gewindespindel 12 abdeckt. Die Gewindespindel 12 ist dabei drehfest zu der Motoreinheit 16 angeordnet. Die Gewindespindel 12 greift in die Gewindemutter 14 ein. Durch eine Drehung der Gewindemutter 14 wird die Gewindespindel 12 entlang einer Haupterstreckungsrichtung 42 der Gewindespindel 12 relativ zum Grundträger 40 und zur Motoreinheit 16 verschoben.

Die Gewindespindel 12 ist fest mit einem Verstellelement 22 verbunden, das über die Verstelleinheit 10 verstell wird. Das Verstellelement 22 wird durch eine Führungseinheit 24 geführt. Die Führungseinheit 24 führt das Verstellelement 22 parallel zu der Haupterstreckungsrichtung 42 der Gewindespindel 12. Eine Verstelllänge ist dabei im Wesentlichen durch eine Steifigkeit der Führungseinheit 24 bedingt.

Die Führungseinheit 24 weist zwei Führungsstangen 26, 28 auf, die ebenfalls fest mit dem Verstellelement 22 verbunden sind. Die Führungsstangen 26, 28 sind in dem Grundträger 40 der Linearverstellvorrichtung axial verschiebbar gelagert. Eine Lagerung 50, 52 der Führungsstangen 26, 28 ist durch eine Gleitlagerung realisiert. Alternativ ist auch eine andere axiale Lagerung der Führungsstangen 26, 28 denkbar, wie beispielsweise eine Lagerung mit Kugelbüchsen. Die Führungseinheit 24 lässt dabei nur eine Verschiebung des Verstellelements 22 entlang der Haupterstreckungsrichtung 42 der Gewindespindel 12 zu. Insbesondere eine Rotation des Verstellelements 22 wird verhindert.

Die Motoreinheit 16 weist neben dem Elektromotor 20 eine Motorsteuereinheit 30 auf. Die Motorsteuereinheit 30 steuert den als Schrittmotor ausgeführten Elektromotor 20.

Weiter umfasst die Motoreinheit 16 ein Netzteil 32, über die die gesamte Motoreinheit 16 und insbesondere der Elektromotor 20 mit Strom versorgt werden. Das Netzteil 32 wandelt eine Versorgungsspannung, die beispielsweise 220 V betragen kann, in eine Betriebsspannung um.

Ferner weist die Motoreinheit 16 eine Kommunikationseinheit 34 auf, über die die Motoreinheit 16 von einer externen Steuereinheit 44 angesteuert werden kann. Die Kommunikationseinheit 34 umfasst eine genormte Schnittstelle 36, die als eine RS485-Schnittestelle ausgeführt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationseinheit 34 auch noch weitere Schnittstellen aufweist, wie beispielsweise eine Profibus-Schnittstelle oder eine CAN-Bus-Schnittstelle.

Außerdem weist die Motoreinheit 16 eine Sensoreinheit 38 auf, die einen Positioniervorgang der Verstelleinheit 10 überwacht. Die Sensoreinheit 38 umfasst einen Drehbewegungssensor, der eine Drehbewegung der Gewindemutter 14 bzw. der Motorwelle 18 überwacht. Eine genaue Positionierung des Verstellelements 22 ist mittels des als Schrittmotor ausgebildeten Elektromotors 20 realisierbar. Um jedoch Abweichungen von einem Sollzustand, der durch die Ansteuerung des Elektromotors 20 definiert ist, zu erkennen, wird die Drehbewegung der Gewindemutter 14 bzw. der Motorwelle 18 überwacht. Dadurch können Abweichungen erkannt und durch die Verbindung der Sensoreinheit 38 mit der Motorsteuereinheit 30 korrigiert werden. Abweichungen können beispielsweise durch Fehlfunktionen wie eine blockierte Verstelleinheit 10 entstehen.

Der Elektromotor 20, die Motorsteuereinheit 30, das Netzteil 32, die Kommunikationseinheit 34 und die Sensoreinheit 38 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 46 angeordnet, das mehrere fest miteinander verbundene Gehäuseteile umfassen kann. Es ist jedoch auch denkbar, die Einheiten nur teilweise in einem gemeinsamen Gehäuse 46 anzuordnen und beispielsweise die Kommunikationseinheit 34 mit einem eigenen separaten Gehäuse auszuführen.

10
Verstelleinheit
12
Gewindespindel
14
Gewindemutter
16
Motoreinheit
18
Motorwelle
20
Elektromotor
22
Verstellelement
24
Führungseinheit
26
Führungsstange
28
Führungsstange
30
Motorsteuereinheit
32
Netzteil
34
Kommunikationseinheit
36
Schnittstelle
38
Sensoreinheit
40
Grundträger
42
Haupterstreckungsrichtung
44
Steuereinheit
46
Gehäuse
48
Abdeckvorrichtung
50
Lagerung
52
Lagerung


Anspruch[de]
Linearverstellvorrichtung mit einer Verstelleinheit (10), die eine Gewindespindel (12) und eine Gewindemutter (14), in die die Gewindespindel (12) eingreift, aufweist, und mit einer Motoreinheit (16), die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit (10) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (16) eine Motorwelle (18) aufweist, die drehfest mit der Gewindemutter (14) verbunden ist. Linearverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (16) einen Elektromotor (20) aufweist. Linearverstellvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (20) als ein Schrittmotor ausgeführt ist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (18) als eine Hohlwelle ausgeführt ist, die von der Gewindespindel (12) durchsetzt ist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (12) drehfest zu der Motoreinheit (16) angeordnet ist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, durch ein Verstellelement (22) und eine Führungseinheit (24), die dazu vorgesehen ist, das Verstellelement (22) zu führen. Linearverstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (12) fest mit dem Verstellelement (22) verbunden ist. Linearverstellvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit (24) zumindest eine Führungsstange (26, 28) aufweist, die fest mit dem Verstellelement (22) verbunden ist. Linearverstellvorrichtung mit einer Verstelleinheit (10), die eine Gewindespindel (12) und eine Gewindemutter (14), in die die Gewindespindel (12) eingreift, aufweist, und mit einer Motoreinheit (16), die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit (10) anzutreiben, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (16) eine Motorsteuereinheit (30) aufweist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (16) ein Netzteil (32) aufweist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Motoreinheit (16) eine Kommunikationseinheit (34) aufweist. Linearverstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (34) zumindest eine genormte Schnittstelle (36) aufweist. Linearverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (16) eine Sensoreinheit (38) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Positioniervorgang zu überwachen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com