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Dokumentenidentifikation DE102006034656B3 10.01.2008
Titel Linearverstellvorrichtung
Anmelder AB SKF, Göteborg/Gotenburg, SE
Erfinder Fucks, Thomas, 97520 Röthlein, DE
Vertreter Hetterich, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 97440 Werneck
DE-Anmeldedatum 24.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006034656
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 25/20(2006.01)A, F, I, 20060724, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 25/24(2006.01)A, L, I, 20060724, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Linearverstellvorrichtung beinhaltet folgende Merkmale:
- Ein Körper mit einer Höhlung,
- ein zum Hineinragen in die Höhlung vorgesehener Hohlzylinder, wobei der Körper und der Hohlzylinder gegeneinander längsverschieblich sind, und
- eine vom Hohlzylinder wenigstens teilweise umschlossene Kontakteinrichtung, die gegenüber dem Hohlzylinder derart axial beweglich gelagert und ausgebildet ist, dass durch ein entsprechendes Verschieben der Kontakteinrichtung gegenüber dem Hohlzylinder wenigstens ein Teil der Kontakteinrichtung für ein Kontaktieren eines Innenmantels der Höhlung des Körpers radial über einem Außenmantel des Hohlzylinders hinaus aus dem Hohlzylinder heraustritt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Linearverstellvorrichtung.

Aus der DE 196 34 308 A1 ist ein Wegmesssystem für Lineareinheiten bekannt, die Hubantriebssystemen zugeordnet sind. Die Hubverstellung erfolgt über Spindelantriebe, deren Lageerfassung in Abhängigkeit von der Spindeldrehung durch die auf der Spindel gleitende Spindelmutter vorgenommen wird. Die Spindelmutter ist hierbei mit einem Schubrohr verbunden. Das Schubrohr gleitet in einem Führungsrohr. An dem Schubrohr ist ein Gleitring angebracht, der eine Kontaktbrücke trägt. Die Kontaktbrücke ist mit zwei oder mehreren Schleifkontakten bestückt, die auf in das Führungsrohr eingelassene Bahnen gleiten. Die Bahnen sind elektrisch leitend, wobei eine Bahn aus einem elektrisch schlecht leitenden Material als Widerstandsbahn ausgebildet ist und die andere aus elektrisch gut leitendem Material besteht. Über die Kontaktbrücke werden ständig Messwerte abgerufen, so dass der wegabhängige Widerstand der Widerstandsbahn in die Messung eingeht.

Beispielsweise aus der DD 262 803 A1 ist eine Injektionsvorrichtung bekannt, die aus einem Antrieb für die Bewegung eines Kolbens sowie für ein Einstechen und Zurückziehen mindestens einer Kanüle einer auf einer Spritzenaufnahme angeordneten Injektionsspritze besteht, wobei zumindest während des Einstichs einer von einer Kanülenaufnahme getragenen Kanüle eine von einer Vibrationseinrichtung erzeugte Axialschwingung überlagert ist. Der Antrieb ist dabei einerseits mit einem nur für die Injektion vorgesehenen Kolbenschieber und andererseits über eine schaltbare Kupplung mit einem axial beweglichen, die Kanülen freigebenden Mundstück in Verbindung stehend. Weiterhin ist zwischen Spritzenbehälter und Kanülenaufnahme ein elastisches, die Vibrationen nicht übertragendes Glied vorgesehen. Die Injektionseinrichtung der DD 262 803 A1 weist dabei zur Erfüllung aller vorgenannten Funktionen mit Nachteil eine vergleichsweise komplexe Verdrahtung bzw. Verkabelung auf.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Linearverstellvorrichtung zu schaffen, bei der insbesondere ein Verkabelungsaufwand für deren elektrische Steuerung und Betätigung möglichst gering gehalten ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Linearverstellvorrichtung folgende Merkmale:

  • – Ein Außenteil mit einer Höhlung,
  • – ein zum Hineinragen in die Höhlung vorgesehenes hohlzylinderartiges Innenteil, wobei die beiden Teile gegeneinander längsverschieblich sind, und
  • – eine vom Innenteil wenigstens teilweise umschlossene Kontakteinrichtung, die gegenüber dem Innenteil derart axial beweglich gelagert und ausgebildet ist, dass durch ein entsprechendes Verschieben der Kontakteinrichtung gegenüber dem Innenteil wenigstens ein Teil der Kontakteinrichtung für ein Kontaktieren eines Innenmantels der Höhlung des Außenteils radial über einem Außenmantel des Innenteils hinaus aus dem Innenteil heraustritt.

Bei der erfindungsgemäßen Linearverstellvorrichtung ist mit Vorteil eine Schalterfunktion zwischen dem Außenteil und der Kontakteinrichtung geschaffen, so dass hierüber mit Vorteil bei entsprechender elektrischer Kontaktierung am Außenteil eine elektrisch betätigbare Einheit ein- und ausschaltbar ist. An besagte elektrisch betätigbare Einheit muss sozusagen nur noch ein einadriges Kabel herangeführt werden, damit die Einheit ein- und ausschaltbar ist. Von besonderem Vorteil kann dabei sein, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Kontakteinrichtung durch eine Translationsbewegung des Innenteils betätigbar ausgebildet ist. Damit ist es bei Ausbildung des Außenteils als Spindel, die über eine Spindelmutter das Innenteil längs verschiebt, möglich, den Schaltwechsel an eine bestimmte Verdrehposition von Spindel zu Spindelmutter zu koppeln.

Ferner sind durch die erfindungsgemäße Linearverstellvorrichtung in an sich bekannter Weise nachteilige Lösungen vermeidbar, bei denen ein Kabel oder ein Draht aufgrund einer Linearbewegung zwischen zwei zueinander beweglichen Teilen mitzuschleppen ist. So sind insbesondere zusätzliche Schutzmaßnahmen für das Kabelschleppen nicht notwendig und auch die Gefahr eines Kabelbruchs aufgrund des Schleppens ist ausgeschlossen. Weiterhin ist dadurch mit Vorteil eine besonders kompakte Bauweise der gesamten Vorrichtung möglich, da kein zusätzlicher Raum für ein Kabelschleppen benötigt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.

Die Figur zeigt dabei als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine längsschnittartige Prinzipskizze einer Linearverstellvorrichtung. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Spindelmutter 2, die über einen hohlzylinderartigen elektrischen Isolator 3 fest mit einem äußeren Hohlzylinder 4 verbunden ist, der über eine entsprechende Führung 13 längsverschieblich, aber drehfest und elektrisch leitend in einer Grundkonstruktion 12 der Vorrichtung geführt ist. Die wenigstens in Teilen elektrisch leitfähig ausgebildete Grundkonstruktion 12 und auch der ebenfalls elektrisch leitfähig ausgebildete äußere Hohlzylinder 4 liegen dabei beide auf Massepotential 14.

Mit der Spindelmutter 2 im Eingriff stehend befindet sich ein hohlzylinderartiger, mit einem Außengewinde versehener Abschnitt 1 einer Spindel. Je nach Eingriffzustand zwischen der Spindelmutter 2 und der Spindel ragt dabei der hohlzylinderartige Abschnitt 1 der Spindel mehr oder weniger in den elektrischen Isolator 3 und den äußeren Hohlzylinder 4 hinein. Weiterhin umfasst die Spindel an einem dem äußeren Hohlzylinder 4 gegenüberliegenden axialen Ende einen elektrisch isolierenden Abschnitt 8, mit dem die Spindel drehbar in der Grundkonstruktion 12 gelagert ist, und daran anschließend noch einen zahnradartig ausgebildeten Abschnitt 11 sowie einen sich daran anschließenden Zapfen, der beispielsweise für ein Antreiben der Spindel vorgesehen ist.

Weiterhin ist das der Spindelmutter 2 gegenüberliegende axiale Ende des äußeren Hohlzylinders 4 mit einem inneren Hohlzylinder 7 verbunden, der sich in den äußeren Hohlzylinder 4 und auch in den hohlzylinderartigen Abschnitt 1 der Spindel hineinerstreckend angeordnet ist. Auch der innere Hohlzylinder 7 ist elektrisch leitend ausgebildet und elektrisch leitend mit dem äußeren Hohlzylinder 4 verbunden. In die Höhlung des inneren Hohlzylinders 7 hineinerstreckend ist ein Stift 5 einer Kontakteinrichtung angeordnet, der gegenüber den Hohlzylindern 4 und 7 federnd gelagert ist. Dabei weist der Stift 5, der elektrisch leitend wenigstens mit dem inneren Hohlzylinder 7 verbunden ist und ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet ist, an seinem spindelmutterseitigen Ende eine schwalbenschwanzartige, radial nach außen hin ausfedernde Spreizung mit entsprechenden Kontaktstellen 6 an den Enden der Spreizung auf.

Im Bereich der Lagerung des elektrisch isolierenden Abschnitts 8 der Spindel ist mit der Grundkonstruktion 12 eine elektrisch betätigbare Einheit 10 fest verbunden, die derart ausgebildet ist, dass für eine Blockierung bzw. Arretierung der Spindel gegenüber der Grundkonstruktion 12 ein bewegliches Element der Einheit 10 mit dem zahnradartigen Abschnitt 11 der Spindel in Eingriff gebracht werden kann. Für ein Ausfahren bzw. ein Zurückziehen besagten Elements umfasst dabei die Einheit 10 einen elektrischen Schaltkreis, dessen einer Anschlusspunkt über einen an der Spindel schleifend anliegenden, an der Grundkonstruktion 12 elektrisch isoliert befestigten Schleifkontakt 9, und der andere Anschlusspunkt mit einem Spannungspotential einer elektrischen Energieversorgungsvorrichtung verbunden ist.

Bei einem entsprechenden Drehen der Spindel werden über die Spindelmutter 2 die Hohlzylinder 4 und 7, beispielsweise ausgehend von der in der Figur dargestellten Position nach rechts bewegt. Dabei bewegt sich die Kontakteinrichtung solange mit, bis das der Spindelmutter 2 abgewandte axiale Ende des Stiftes 5 an einen nicht dargestellten Anschlag gerät. Danach wird dann bei einem entsprechenden Weiterdrehen der Spindel der Stift 5 bezüglich den Hohlzylindern 4 und 7 nach links bewegt, bis die schwalbenschwanzartige Spreizung durch in den Mantel des inneren Hohlzylinders 7 eingebrachte Öffnungen hindurch einen Innenmantel des hohlzylinderartigen Abschnitts 1 der Spindel kontaktiert. Dadurch wird sozusagen der Schaltkreis der elektrisch betätigbaren Einheit 10 geschlossen und beispielsweise deren bewegliches Element zum Arretieren bzw. Blockieren in den zahnradartigen Abschnitt 11 der Spindel ausgefahren.

Nach einem Aufheben der Arretierung bzw. Blockierung wird durch ein entsprechendes gegensinniges Drehen der Spindel der über die schwalbenschwanzartige Spreizung geschlossene Stromkreis wieder unterbrochen.

1
hohlzylinderartiger Abschnitt einer Spindel
2
Spindelmutter
3
elektrischer Isolator
4
äußerer Hohlzylinder
5
Stift
6
Kontaktstelle
7
innerer Hohlzylinder
8
elektrisch isolierender Abschnitt der Spindel
9
Schleifkontakt
10
elektrisch betätigbare Einheit
11
zahnradartiger Abschnitt der Spindel
12
Grundkonstruktion
13
Führung
14
Massepotential


Anspruch[de]
Linearverstellvorrichtung, beinhaltend folgende Merkmale:

– Ein Außenteil mit einer Höhlung,

– ein zum Hineinragen in die Höhlung vorgesehenes hohlzylinderartiges Innenteil, wobei die beiden Teile gegeneinander längsverschieblich sind, und

– eine vom Innenteil wenigstens teilweise umschlossene Kontakteinrichtung, die gegenüber dem Innenteil derart axial beweglich gelagert und ausgebildet ist, dass durch ein entsprechendes Verschieben der Kontakteinrichtung gegenüber dem Innenteil wenigstens ein Teil der Kontakteinrichtung für ein Kontaktieren eines Innenmantels der Höhlung des Außenteils radial über einem Außenmantel des Innenteils hinaus aus dem Innenteil heraustritt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kontakteinrichtung mit dem Innenteil elektrisch leitend verbunden ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kontakteinrichtung am zum Heraustreten vorgesehenen axialen Ende mit einem radial nach außen federnden Element oder Spreizung ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kontakteinrichtung federnd gelagert ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kontaktieren durch wenigstens ein Loch im Mantel des Innenteils hindurch vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine elektrisch betätigbare Einheit für deren elektrische Aktivierung und Deaktivierung einen Schaltkreis umfasst, der über eine elektrisch leitende Kontaktierung zum Außenteil durch die Kontakteinrichtung geschlossen und geöffnet wird. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die elektrisch leitende Kontaktierung zwischen dem Schaltkreis und dem Außenteil über einen am Außenteil anliegenden Schleifkontakt ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Außenteil als eine Spindel ausgebildet ist, die an einem axialen Ende mit der Höhlung ausgebildet ist und die außen einen gewindeartigen Abschnitt umfasst, mit dem sie im Eingriff mit einer Spindelmutter steht. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Spindel zusammen mit der Spindelmutter gegenüber weiteren Bauelementen der Vorrichtung elektrisch isoliert ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Innenteil über ein weiteres hohlzylinderartiges Bauteil, das das Innenteil und je nach Eingriffszustand zwischen Spindel und Spindelmutter wenigstens einen Abschnitt der Spindel umschließt, mit der Spindelmutter elektrisch isolierend fest verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das weitere Bauteil drehfest, axial verschieblich und elektrisch leitfähig mit einer Grundkonstruktion der Vorrichtung verbunden ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Kontakteinrichtung durch eine Translation der Spindelmutter, des Innenteils und/oder des weiteren Bauteils betätigbar ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die elektrisch betätigbare Einheit elektromagnetisch betätigbar für ein drehfestes Arretieren der Spindel ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei für das Arretieren die Spindel mit einem zahnradartigen Abschnitt ausgebildet ist und die elektrisch betätigbare Einheit ein darin in Eingriff bringbares Element umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Innenteil und wenigstens Teile der Spindel und der Kontakteinrichtung elektrisch leitfähig ausgebildet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Kontakteinrichtung direkt oder über wenigstens eines der Bauelemente der Vorrichtung, umfassend das Innenteil, das Bauteil und die Grundkonstruktion, auf Massepotential liegend ausgebildet ist.






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