Линейный привод
Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к линейному приводу. Линейный привод (1) содержит корпус (2), выполненный по меньшей мере из двух частей; наружную трубку (3) и кронштейн (37), выполненные литьем в виде единого элемента, образующего базовый модуль (36); внутреннюю трубку (4), прикрепленную своим наиболее удаленным концом к передней монтажной части (7), а другим концом соединенную со шпиндельной гайкой (12, 34) на шпинделе (11). Задняя монтажная часть (5) прикреплена к кронштейну (37). Электродвигатель (8) через трансмиссию (15, 16) приводит во вращение шпиндель, на котором шпиндельная гайка и внутренняя трубка перемещаются в направлении наружу или внутрь в зависимости от направления вращения шпинделя. Шпиндельная гайка и внутренняя трубка направляются с возможностью выдвижения и закреплены от вращения в наружной трубке (3). Достигается упрощение конструкции. 11 з.п. ф-лы, 22 ил.
Данное изобретение относится к линейному приводу, как изложено в преамбуле п.1 формулы изобретения.
Линейный привод общего типа известен, например, из ЕР 531247 А1 Linak A/S. В нем возникающие на шпинделе усилия поглощаются работающей на сжатие/растяжение опорой, вставленной в корпус из пластика. Усилия, возникающие между указанной опорой и задней монтажной частью, передаются через пластиковый корпус, который, таким образом, должен быть выполнен с соответствующими размерами и конструкцией. Стоимость такого пластикового корпуса составляет значительную часть стоимости привода.
Кроме того, в документе ЕР 1922797 А1 Linak A/S приведено описание линейного привода распространенного типа, содержащего разъемный корпус из двух частей, содержащий все компоненты привода, то есть электродвигатель, трансмиссию, шпиндель, шпиндельную гайку, наружную трубку и заднюю монтажную часть. Усилия от шпинделя передаются к корпусу через работающую на сжатие/растяжение опору, расположенную между шпинделем и трансмиссией. Сравнительно большие относительные размеры корпуса и необходимость в способности корпуса поглощать усилия, передаваемые от шпинделя, обусловливают требование в наличии весьма прочной конструкции корпуса. Соответственно, затраты, приходящиеся на такой состоящий из двух частей компонент, составляют значительную часть стоимости привода.
В более позднем документе ЕР 1322876 А1 Linak A/S приведено описание линейного привода специального типа. Этот тип является менее дорогостоящим для производства, но имеет подобные выходные данные и свойства. Данный линейный привод конструктивно выполнен так, что кронштейн на корпусе двигателя снабжен креплением для наружной трубки, опоры шпинделя и задней монтажной части, которое предназначено для поглощения возникающих в них усилий. Кронштейн конструктивно предназначен исключительно для передачи усилий между опорой и задней монтажной частью и должен быть выполнен как можно более компактным. Таким образом, корпус двигателя и кронштейн образуют основную часть привода, или, другими словами, представляют собой основание. В отличие от линейного привода, раскрытого в документе ЕР 1922797 А1 Linak A/S, корпус линейного привода, раскрытого в документе ЕР 1322876 А1 Linak A/S, не подвергается воздействию тех же самых усилий, поэтому для корпуса не предъявляются особые требования к прочности. Соответственно, при проектировании и изготовлении корпуса привода предоставляется большая свобода. В этом случае толщина материала корпуса может быть уменьшена, а упрочняющие ребра могут быть по существу изъяты, что упрощает литейную форму а также облегчает и, соответственно, удешевляет производство. Кроме того, могут быть выбраны менее прочные типы пластиков, которые сами по себе являются менее дорогостоящими, но также обладают преимуществом с точки зрения производства. Несмотря на то, что линейный привод, раскрытый в документе ЕР 1322876 А1 Linak A/S, способствует сокращению затрат, приходящихся на корпус, и упрощает процесс сборки в результате использования кронштейна, тем не менее эти улучшения лишь незначительно сокращают общую себестоимость изделия.
Задачей данного изобретения является создание линейного привода, который является, с одной стороны, более эффективным с экономической точки зрения, а, с другой стороны, более удобным с точки зрения производства.
Задача решена в соответствии с данным изобретением посредством линейного привода, как изложено в п.1 формулы изобретения, в котором наружная трубка и кронштейн выполнены литьем в виде единого элемента с образованием тем самым общего базового модуля. Соответственно, затраты на изготовление линейного привода значительно сокращаются благодаря уменьшению количества компонентов изделия, что само по себе сказывается на снижении издержек производства. Соответственно, также уменьшается количество сборочных, операций, за счет чего может быть получено дополнительное снижение издержек производства. Помимо этого, упрощение сборочного процесса обусловлено тем, что базовый модуль конструктивно выполнен так, что, например, двигатель и блок управления процессом (РСВ) могут быть закреплены и прикреплены посредством лишь малого количества операций. Подобным образом, весь модуль шпинделя, состоящий из шпинделя, шпиндельной гайки, внутренней трубки, трансмиссии и заднего монтажного узла, может быть введен в базовый модуль через отверстие, выполненное в заднем конце базового модуля. Последний (задний монтажный узел) сдержит заднюю монтажную часть, основание задней монтажной части, каркас задней монтажной яасти и работающую на сжатие/растяжение опору. Такое конструктивное решение также способствует упрощению сборки и более удобному ее выполнению. Соответственно, базовый модуль образует как несущую часть, то есть основание привода, так и основную часть наружной части привода, и, соответственно, также часть корпуса привода. Базовый модуль может быть предпочтительно выполнен путем заливки пластмассы в форму под давлением методом впрыска или литьем под давлением из алюминия. При использовании блочной конструкции приспособлений для отливки длину наружной трубки базового модуля можно изменять простым способом за счет взаимной замены блоков приспособлений. Кронштейн базового модуля подобным образом может быть изменен с помощью другого блока так, чтобы обеспечить возможность, например, для варьирования типа двигателя, РСВ и трансмиссии. Таким образом, для различных типов деталей линейного привода можно использовать одно и то же приспособление для отливки.
В одном из вариантов осуществления изобретения кронштейн базового модуля расположен в виде продолжения наружной трубки базового модуля. Соответственно, трансмиссия, шпиндель, шпиндельная гайка, внутренняя трубка и передняя монтажная часть могут быть смонтированы на и прикреплены к задней монтажной части. Собранный модуль может быть простым способом вставлен в базовый модуль через выполненное в кронштейне базового модуля отверстие, которое проходит непосредственно в наружную трубку базового модуля.
В другом варианте осуществления изобретения кронштейн базового модуля содержит монтажную поверхность, причем электродвигатель прикреплен к одной ее стороне, при этом другая сторона монтажной поверхности образует другую часть корпуса. Таким образом, корпус двигателя и другая сторона монтажной поверхности образуют корпус линейного привода. Соответственно, кронштейн базового модуля является многофункциональным.
В одном из вариантов осуществления изобретения монтажная поверхность на кронштейне базового модуля может иметь приблизительно прямоугольную форму. Корпус двигателя, который должен быть смонтирован на данной монтажной поверхности, должен, таким образом, иметь соответствующую форму. Однако монтажная поверхность кронштейна базового модуля может быть выполнена с другой формой, например, с круговой формой.
В одном из вариантов осуществления изобретения линейный привод содержит скользящий элемент, по меньшей мере один конец которого может приводить в действие по меньшей мере один переключатель концевого ограничителя, при этом скользящий элемент имеет удлиненную форму и содержит по меньшей мере один ограничитель для взаимодействия со шпиндельной гайкой. Скользящий элемент взаимодействует со шпиндельной гайкой и переключателями концевого ограничителя в качестве узла концевого ограничителя для линейного привода. Назначение узла концевого ограничителя заключается в прекращении линейного перемещения привода прежде, чем будет достигнут конец заданной длины хода. Остановка привода обеспечивается за счет того, что скользящий элемент приводит в действие переключатель концевого ограничителя, когда шпиндельная гайка взаимодействует с одним из двух ограничителей, расположенных на скользящем элементе. Когда посредством концевого ограничителя происходит выключение электродвигателя, то РСВ обеспечивает возможность повторного запуска двигателя в направлении вращения, противоположном направлению, в котором был приведен в действие переключатель концевого ограничителя.
В одном из вариантов осуществления изобретения наружная трубка базового модуля снабжена направляющей скольжения, в которой скользящий элемент может перемещаться в продольном направлении наружной трубки базового модуля. Перемещение является необходимым для приведения в действие переключателей концевого ограничителя. Направляющая скольжения препятствует непредвиденному взаимодействию скользящего элемента со шпинделем, шпиндельной гайкой и внутренней трубкой. Таким образом, только взаимодействие шпиндельной гайки с ограничителями скользящего элемента будет вызывать перемещение скользящего элемента.
В одном из вариантов осуществления изобретения наружная трубка базового модуля содержит по меньшей мере одну направляющую, обеспечивающую направление внутренней трубки. Преимущество данных двух вариантов осуществления изобретения заключается в том, что направляющая скольжения и направляющая соответственно могут быть изначально выполнены в базовом модуле, то есть предпочтительно уже в литейной форме. При необходимости уплотнительный вкладыш, смонтированный на наиболее удаленном конце наружной трубки базового модуля, также может содержать направляющую, которая дополнительно обеспечивает неизменяемость направления внутренней трубки.
В другом варианте осуществления изобретения базовый модуль содержит по меньшей мере одно отверстие, расположенное между монтажной поверхностью кронштейна базового модуля и направляющей скольжения наружной трубки базового модуля. Конец скользящего элемента, содержащий выступ и упор под пружину, частично проходит через данное отверстие так, что выступ во время перемещения скользящего элемента может приводить в действие переключатели концевого ограничителя. Подобным образом упор под пружину может взаимодействовать с пружиной, предназначенной для удержания скользящего элемента в нерабочем состоянии, когда он не находится в положении концевого ограничителя. Пружина обеспечивает возврат скользящего элемента в его нерабочее положение, когда это возможно, то есть когда шпиндельная гайка не находится во взаимодействии с ограничителем на скользящем элементе. Данная пружина преимущественно может быть смонтирована с внутренней стороны кронштейна, предпочтительно на РСВ или в соединении с ним.
Данное изобретение также относится к линейному приводу, содержащему уплотнительный вкладыш, подготовленный для монтажа на наиболее удаленном конце наружной трубки базового модуля, причем уплотнительный вкладыш содержит монтажную поверхность, отверстие, через которое может быть направлена внутренняя трубка, шайбу, окружающую край отверстия, и защелкивающееся соединение для прикрепления уплотнительного вкладыша к наружному концу наружной трубки базового модуля. Защелкивающееся соединение может быть конструктивно выполнено так, что уплотнительный вкладыш снабжен по меньшей мере одной плоской пружиной, содержащей зубец, предназначенный для взаимодействия с отверстием, выполненным в наиболее удаленном конце наружной трубки базового модуля. Уплотнительный вкладыш отличается тем, что крепежное средство интегрировано в один модуль. Поэтому отпадает необходимость в использовании обычного крепежного средства, например, винтов или заклепок. Такое конструктивное решение существенно облегчает монтаж уплотнительного вкладыша, поскольку отпадает необходимость в удержании уплотнительного вкладыша в требуемом положении с одновременным закреплением крепежного средства.
Дополнительные характеристики данного изобретения будут объяснены в нижеследующем описании варианта реализации линейного привода согласно данному изобретению со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показан линейный привод,
на фиг.2 изображен линейный привод с изъятыми корпусом двигателя, наружной трубкой и корпусом,
на фиг.3 показан вид в аксонометрии части функциональной схемы концевого ограничителя в варианте осуществления изобретения, в котором линейный привод содержит шлицевую втулку,
на фиг.4 изображено поперечное сечение шпинделя, шпиндельной гайки и шлицевой втулки, показанных на фиг.3, когда линейный привод подвергается сжатию,
на фиг.5 показано поперечное сечение шпинделя, шпиндельной гайки и шлицевой втулки, показанных на фиг.3, когда линейный привод подвергается растяжению,
на фиг.6 изображен вид в аксонометрии выбранных частей из функциональной схемы концевого ограничителя, в варианте осуществления изобретения, в котором линейный привод содержит только шпиндельную гайку,
на фиг.7 показано сечение шпинделя и шпиндельной гайки, показанных на фиг.6,
на фиг.8 изображена нижняя сторона РСВ, содержащего два переключателя концевого ограничителя,
на фиг.9 показана верхняя сторона РСВ, показанного на фиг.6, содержащего два переключателя концевого ограничителя,
на фиг.10 изображен вид в аксонометрии базового модуля,
на фиг.11 показан вид в аксонометрии уплотнительного вкладыша,
на фиг.12 изображен вид в аксонометрии узла задней монтажной части в собранном состоянии,
на фиг.13 показан вид в аксонометрии шпинделя и выбранных смонтированных на нем частей,
на фиг.14 изображен вид в аксонометрии шпинделя и выбранных смонтированных на нем частей,
на фиг.15 показан вид в разрезе базового модуля и корпуса двигателя,
на фиг.16 изображен линейный привод с длиной хода, которая больше длины хода, показанной на фиг.1,
на фиг.17 показан линейный привод с длиной хода, которая больше длины хода, показанной на фиг.16,
на фиг.18 изображена схема соединения линейного привода в другой приводной системе,
на фиг.19 изображена схема соединения линейного привода в другой приводной системе,
на фиг.20 изображен вид в аксонометрии в разобранном состоянии коробки управления, смонтированной на линейном приводе,
на фиг.21 показан вид в аксонометрии коробки управления, смонтированной на линейном приводе, и
на фиг.22 изображен вид в аксонометрии коробки управления, смонтированной на линейном приводе.
На фиг.1 показан линейный привод 1, содержащий корпус 2, наружную трубку 3 и внутреннюю трубку 4. Линейный привод 1 дополнительно содержит заднюю монтажную часть 5 и корпус 6 двигателя. Наружный конец внутренней трубки 4 содержит переднюю монтажную часть 7. Передняя монтажная часть 7 и задняя монтажная часть 5 используются для закрепления линейного привода 1 в устройстве, в которое линейный привод 1 должен быть введен.
На фиг.2 изображен линейный привод 1, в котором корпус 2 (включая корпус 6 двигателя) и наружная трубка 3 изъяты для иллюстрации внутренней части привода. Таким образом, корпус 6 двигателя линейного привода 1 содержит электродвигатель 8, РСВ 9 и узел 10 задней монтажной части. Посредством трансмиссии электродвигатель 8 приводит во вращение шпиндель 11 привода (см. фиг.3-7). Шпиндельная гайка 12 совершает движение скольжения на шпинделе 11 и образует соединение с внутренней трубкой 4. Таким образом, шпиндельная гайка 12 содержит плечо 13, на которое может опираться внутренняя трубка 4 посредством шлицевой втулки 14. Подробное описание взаимодействия шпиндельной гайки и внутренней трубки приведено со ссылками на фиг.3-5. Альтернативный вариант реализации взаимодействия шпиндельной гайки и внутренней трубки описан со ссылками на фиг.6-7. В данном варианте осуществления изобретения трансмиссия содержит червячный винт 15, являющийся продолжением приводного вала (не обозначен номером позиции) электродвигателя 8. Червячный винт 15 приводит во вращение червячное колесо 16, прикрепленное к валу 17 (см. фиг.14) шпинделя. Таким образом, продольная ось вращения шпинделя 11 совпадает с продольной осью вращения червячного колеса 16. Продольная ось вращения червячного винта 15 проходит приблизительно перпендикулярно продольной оси вращения червячного колеса. Как шпиндельная гайка 12, так и шлицевая втулка 14 содержат ряд направляющих ребер 46, 47 (см. также фиг.3 и 6), которые во взаимодействии с рядом выступов на внутренней стороне наружной трубки 3 (см. также фиг.10) препятствуют вращению шпиндельной гайки 12 и шлицевой втулки 14. В зависимости от направления вращения шпинделя 11 шпиндельная гайка 12 и соответственно также внутренняя трубка 4 и передняя монтажная часть 7 перемещаются в направлении либо внутрь, либо наружу относительно задней монтажной части 5. Данная задняя монтажная часть 5 содержится в узле 10 задней монтажной части, в который вставлен вал 17 шпинделя. Узел 10 задней монтажной части описан более подробно со ссылками на фиг.12. РСВ 9 содержит два переключателя 18, 19 концевого ограничителя, которые совместно со шпиндельной гайкой 12 образуют узел концевого ограничителя, предназначенный для выключения и включения электродвигателя 8. Если линейный привод 1 подвергается воздействию растягивающего усилия, то шлицевая втулка 14 и внутренняя трубка 4 могут соскальзывать со шпиндельной гайки 12 с возникновением тем самым смещения относительно друг друга (см. фиг.5, на которой показано сечение по линии C-C, показанной на фиг.3). Когда затем линейный привод 1 подвергается воздействию усилия сжатия, то шлицевая втулка 14 снова будет совершать движение скольжения по шпиндельной гайке 12 (см. фиг.4, на которой показано сечение по линии C-C, показанной на фиг.3). Данная возможность называется защитой от механического сдавливания. Например, в случае монтажа линейного привода 1 в соединении с задней секцией станины и случайного застревания объекта между задней секцией и станиной во время опускания задней секции, соответствующего перемещению линейного привода в направлении внутрь, линейный привод не сможет продвигать заднюю секцию дальше в направлении вниз, так как втулка 14 будет соскальзывать с плеча 13 шпиндельной гайки. При удалении застрявшего объекта линейный привод 1 снова будет подвергаться воздействию усилия сжатия, в результате которого шлицевая втулка 14 и шпиндельная гайка 12 снова войдут во взаимное соединение.
Ниже приведено описание узла концевого ограничителя со ссылками на фиг.2, 3 и 6. Переключатели 18, 19 концевого ограничителя смонтированы на РСВ 9 и могут быть приведены в рабочее состояние и в нерабочее состояние выступом 20, расположенным на скользящем элементе 21. Выступ 20 может совершать движение скольжения в направляющей 22 РСВ 9, расположенной в РСВ 9, причем движение будет возникать при взаимодействии шпиндельной гайки 12 с одним из ограничителей 23, 24 на скользящем элементе 21. Это происходит, когда шпиндельная гайка 12 достигает конца длины хода линейного привода. Следует отметить, что данная длина хода задается приблизительно расстоянием между ограничителями 23, 24 на скользящем элементе 21. Когда шпиндельная гайка 12 (и внутренняя трубка 4, а также передняя монтажная часть 7) перемещаются в направлении внутрь, то есть в направлении к задней монтажной части 5, то шпиндельная гайка 12 в некоторый момент начнет взаимодействовать с ограничителем 23, увлекая за собой весь скользящий элемент 21 в направлении задней монтажной части 5. За счет данного перемещения выступа 20 переключатель 18 конечного ограничителя приводится в рабочее состояние, обеспечивая выключение электродвигателя 8 и прекращение вращения шпинделя 11. Соответствующий результат достигается, когда шпиндельная гайка 12 (и внутренняя трубка 4, а также передняя монтажная часть 7) перемещается в направлении наружу, то есть в направлении к передней монтажной части 7. Когда шпиндельная гайка 12 взаимодействует с ограничителем 24, то весь скользящий элемент 21 перемещается в направлении, противоположном задней монтажной части 5. Соответственно, выступ 20 приводит в действие переключатель 19 конечного ограничителя, который обеспечивает выключение электродвигателя 8 и прекращение вращения шпинделя 11. Управление линейным приводом (см. фиг.18 и 19) обеспечивает возможность для перезапуска электродвигателя 8, но только в одном направлении вращения, противоположном направлению, в котором приводится в рабочее состояние переключатель 18, 19 конечного ограничителя. Когда шпиндельная гайка 12 соответственно перемещается в направлении, противоположном направлению, в котором выполняется выключение электродвигателя 8, то шпиндельная гайка 12 в некоторый момент перестанет взаимодействовать с ограничителем 23, 24. Одновременно с этим пружина 25 будет смещать скользящий элемент 21 в том же направлении, что и шпиндельную гайку 12. Соответственно, переключатель 18, 19 конечного ограничителя снова будет приведен в нерабочее состояние. Пружина 25 расположена так, что она соединена с РСВ 9 и взаимодействует с упором 26 под пружину, составляющим часть скользящего элемента 21. Пружина 25 удерживает скользящий элемент 21 в нерабочем положении, так что переключатели 18, 19 конечного ограничителя не могут быть случайно приведены в рабочее состояние во время нормального использования линейного привода 1. Когда ограничители 23, 24 на скользящем элементе 21 взаимодействуют со шпиндельной гайкой 12 и при этом приводится в рабочее состояние один из переключателей 18, 19 конечного ограничителя посредством выступа 20, то пружина 25 будет сжиматься. Одновременно при очередном освобождении шпиндельной гайки 12 от взаимодействия с одним из ограничителей 23, 24 сжатая пружина 25 будет обеспечивать возвращение скользящего элемента 21 в его исходное положение. Следует отметить, что выступ 20 выполнен так, что оба переключателя 18, 19 конечного ограничителя приводятся в рабочее состояние, когда скользящий элемент 21 находится в его нерабочем положении. Таким образом, приведение в нерабочее состояние переключателей 18, 19 конечного ограничителя обеспечивает выключение электродвигателя 8. РСВ 9, показанный на фиг.2, 3 и 6, помимо двух переключателей 18, 19 конечного ограничителя также снабжен двумя реле 27 и штекером 28. Сигнал вывода из рабочего состояния, поступающий от одного из переключателей 18, 19 конечного ограничителя, передается к одному из реле 27, которое соответственно прекращает подачу напряжения к электродвигателю 8 или обеспечивает закорачивание электродвигателя 8. При повторном приведении в рабочее состояние переключателя 18, 19 конечного ограничителя электродвигатель 8 снова будет включен посредством одного из реле 27. В данном варианте реализации РСВ 9 переключатели 18, 19 конечного ограничителя работают только в качестве элемента, посылающего сигнал (передатчика сигнала). Таким образом, ток к электродвигателю поступает только через реле 27. Линейный привод 1 соединен через штекер 28, расположенный на РСВ 9, посредством которого он может стать частью приводной системы, как показано на фиг.18 и 19.
На фиг.6 показан вид в аксонометрии компонентов линейного привода 1 в другом варианте осуществления изобретения без шлицевой втулки. В данном случае шпиндельная гайка 34 содержит резьбовую часть 35, к которой может быть прикреплен один конец внутренней трубки (не показана) (см. также сечение по линии D-D на фиг.7). В данном варианте реализации привода внутренняя трубка всегда будет следовать за шпиндельной гайкой 34. Для предотвращения вышеописанного сдавливания привод может быть снабжен электрической защитой от сдавливания, выполняемой посредством непрерывного измерения нагрузки электродвигателя привода и выключения электродвигателя при достижении заданного порогового значения нагрузки.
На фиг.8 и 9 показан другой вариант реализации РСВ 9, который снабжен двумя переключателями 30, 31 конечного ограничителя и штекером 32, предназначенным для присоединения линейного привода. РСВ 9 работает таким же образом, который описан со ссылками на фиг.2, 3 и 6, однако при отсутствии реле. То есть в данном случае переключатели 30, 31 конечного ограничителя обеспечивают подачу тока, а также прекращение подачи тока к электродвигателю 8. Данные переключатели 31, 32 конечного ограничителя должны быть выполнены с размерами, обеспечивающими проведение тока к электродвигателю 8.
На фиг.10 показан базовый модуль 36, содержащий наружную трубку 3 и кронштейн 37. Наружная трубка 3 может иметь различную длину в зависимости от требуемой длины хода линейного привода 1. Базовый модуль 36 выполнен в виде единого модуля и выполнен литьем в виде одной детали, предпочтительно посредством заливки пластмассы в форму под давлением методом впрыска. Кронштейн 37 базового модуля подготовлен для монтажа электродвигателя 8 и РСВ 9, 29 наряду с частью скользящего элемента 21, имеющего выступ 20 и упор 26 под пружину. Наружная трубка 3 базового модуля, которая в показанном варианте реализации имеет приблизительно цилиндрическое поперечное сечение, дополнительно содержит направляющую 38 (см. также сечение по линии A-A), в которой расположен скользящий элемент 21. Шпиндельная гайка 12 и внутренняя трубка 4 расположены в наружной трубке 3 базового модуля с возможностью выдвижения внутренней трубки 4 из отверстия 37 в наружной трубке 3 базового модуля напротив кронштейна 37 базового модуля. Наружная трубка 3 базового модуля содержит направляющую 40 (см. сечение по линии B-B), расположенную на внутренней стороне наружной трубки 3 приблизительно у отверстия 39, вдоль которой может быть направлена внутренняя трубка 4. Скользящий элемент 21 ориентирован так, что ограничители 23, 24 обращены к шпинделю 11, расположенному в наружной трубке 3. Выступ 20 и упор 26 под пружину на скользящем элементе 21 могут быть проведены частично через отверстие 41, выполненное между наружной трубкой 3 базового модуля и монтажной поверхностью (не обозначена номером позиции) кронштейна 37 базового модуля. Для монтажа электродвигателя 8 кронштейн 37 базового модуля содержит ряд монтажных отверстий 42 и отверстие 43 для вала. Таким образом, червячный винт 15, смонтированный в виде продолжения приводного вала электродвигателя 8, проведен через отверстие 43 для вала, а электродвигатель 8 прикреплен к кронштейну 37 с использованием монтажных отверстий 42. Кронштейн 37 базового модуля дополнительно содержит ряд опор 44 под винты для прикрепления корпуса 6 двигателя. Для закрепления от вращения шпиндельной гайки 12, 34 внутренняя сторона наружной трубки 3 базового модуля содержит ряд выступов 45, между которыми могут быть направлены соответствующие ряды направляющих ребер 46, расположенных на наружной стороне шпиндельной гайки 12, 34. Если линейный привод конструктивно выполнен с защитой от механического сдавливания, то выступы 45 на наружной трубке могут дополнительно быть использованы для направления и закрепления от вращения шлицевой втулки 14, которая подобно шпиндельной гайке 12 содержит взаимодействующие направляющие ребра 47. Применительно к данному документу термин шлицевая втулка распространяется как на втулки, рассчитанные для шлицевого соединения (не показано), так и на втулки без шлицевого соединения (шлицевая втулка, обозначенная номером позиции 14). Это объясняется тем, что линейный привод может быть конструктивно выполнен без закрепления от вращения как шпиндельной гайки, так и шлицевой втулки. В данном случае соединение между шпиндельной гайкой и шлицевой втулкой может быть предпочтительно выполнено в виде шлицевого соединения.
На фиг.11 показан уплотнительный вкладыш 48, монтажная поверхность 49 которого подготовлена для монтажа на отверстии 39 (см. фиг.10) наружной трубки 3. Назначение уплотнительного вкладыша 48 заключается в обеспечении уплотнения линейного привода 1 между наружной трубкой 3 базового модуля и внутренней трубкой 4. Соответственно, уплотнительный вкладыш 48 может содержать шайбу 50. Уплотнительный вкладыш 48 может быть двухэлементным модулем, выполненным из пластика прессованием, в котором шайба 50 является неотъемлемой частью уплотнительного вкладыша 48. Подобным образом, шайба (не показана) может быть расположена между монтажной поверхностью 49 и уплотнительным вкладышем 48. Для прикрепления уплотнительного вкладыша 48 к наружной трубке 3 может использоваться защелкивающееся соединение. Соответственно, в данном случае уплотнительный вкладыш 48 конструктивно выполнен с рядом плоских пружин 51, каждая из которых содержит зубец (не показан). При прикреплении уплотнительного вкладыша плоские пружины 51 взаимодействуют с соответствующими направляющими 52 плоской пружины, расположенными у конца наружной трубки 3 так, что каждый зубец взаимодействует с ограничителем или отверстием (не обозначено номером позиции) на каждой направляющей 52 плоской пружины. Таким образом, уплотнительный вкладыш 48 оказывается зафиксирован относительно конца наружной трубки 4. В качестве альтернативы защелкивающемуся соединению могут использоваться, например, заклепочные или винтовые соединения. Независимо от используемого способа прикрепления шайбы 50 могут быть выполнены из такого материала и с такими размерами, которые обеспечивают сжатие шайб 50 во время фактического прикрепления к наружной трубке 3. Возникающие во время сжатия усилия будут после прикрепления обеспечивать требуемое уплотнение. Уплотнительный вкладыш 48 может дополнительно содержать направляющую (не показана) для возможности направления относительно нее внутренней трубки 4. Данная направляющая может быть дополнительной для уже существующей направляющей 40, интегрированной в наружную трубку 3, или может заменять ее, если наружная трубка не содержит направляющую.
На фиг.12 показан вид узла 10 задней монтажной части (см. также фиг.2), содержащего заднюю монтажную часть 5. Ниже со ссылкой на фиг.12, 13 и 14 приведено описание работы узла 10 задней монтажной части. Как показано на фиг.12, наружная часть узла 10 задней монтажной части содержит заднее монтажное основание 53 и задний монтажный каркас 54. На фиг.13 задний монтажный каркас изъят. Узел 10 задней монтажной части дополнительно окружает опору 55. Вал 17 шпинделя проходит через втулку 61, смонтированную в опоре 55. На цилиндрическом плече 57 червячного колеса 16 смонтирована винтовая пружина 56. При вращении шпинделя 11 так, что шпиндельная гайка 12 и внутренняя трубка 4 перемещаются в направлении наружу, ослабевает соединение винтовой пружины 56 с плечом 57 благодаря ее намотке и ориентации, что обуславливает уменьшение трения между винтовой пружиной 56 и плечом 57. При противоположном направлении вращения, то есть при котором шпиндельная гайка 12 и внутренняя трубка 4 перемещаются в направлении внутрь, винтовая пружина 56 будет сжиматься вокруг плеча 57, увеличивая тем самым трение между винтовой пружиной 56 и плечом 57. Соответственно, электродвигатель 8 будет создавать крутящий момент, достаточный для преодоления этого трения, чтобы обеспечить вращение шпинделя 11, в результате которого шпиндельная гайка 12 и внутренняя трубка будут перемещаться в направлении внутрь. Конструктивно винтовая пружина 56 обеспечивает самоблокировку шпинделя 11, поэтому при воздействии нагрузки на линейный привод предотвращается возможность непредвиденного перемещения шпиндельной гайки 12 и внутренней трубки в направлении внутрь. Узел 10 задней монтажной части может быть закреплен в отверстии 58 базового модуля (см. фиг.1) предпочтительно, когда все подвижные части смонтированы на базовом модуле 36. Затем узел 10 задней монтажной части может быть вставлен в отверстие 58 так, что опора 55 будет расположена вокруг конца вала 17 шпинделя и винтовой пружины 56, расположенной вокруг плеча 57. Узел 10 задней монтажной части прикрепляют к фактическому базовому модулю 36 винтом, вставляемым в опору 59 винта через отверстие 60 винта в базовом модуле 36. Узел 10 задней монтажной части и базовый модуль 36 могут содержать группу опор 59 винта и отверстий 60 винта соответственно для прикрепления узла 10 задней монтажной части к базовому модулю 36 (см. фиг.1). Кроме того, самоблокировку шпинделя 11 можно обеспечить закорачиванием электродвигателя 8 при достижении требуемого положения.
На фиг.13 дополнительно показан способ удлинения шпинделя электродвигателя 8 посредством червячного винта 15 и его взаимодействия с червячным колесом 16. Как показано на фиг.14, червячное колесо 16 обеспечивает соединение со шпинделем 11 через снабженную зубчатым венцом 62 втулку 61, смонтированную на валу 17 шпинделя, поперечное сечение которого имеет D-образную форму. Зубчатый венец 62 взаимодействует с соответствующим зубчатым венцом 63 червячного колеса 16. Втулка 61 дополнительно содержит плечо 64, на котором закреплена опора 55. Для предотвращения соскальзывания втулки 61 и опоры 55 с вала 17 шпинделя к концу вала 17 шпинделя прикреплен диск 65. После монтажа всех данных деталей на валу 17 шпинделя основание 53 задней монтажной части, а затем и каркас 54 задней монтажной части могут быть смонтированы вокруг опоры 55 и винтовой пружины 56. Следует отметить, что один конец винтовой пружины 56 содержит изгиб 66, который взаимодействует с углублением 67, выполненным на основании 53 задней монтажной части во время монтажа (см. фиг.13).
На фиг.15 показано поперечное сечение соответствующих соединительных поверхностей кронштейна 37 базового модуля и корпуса 6 двигателя. Кронштейн 37 базового модуля имеет соединительную поверхность, содержащую заднюю кромку 68 и переднюю кромку 69, между которыми образован паз 70. Соединительная поверхность корпуса 6 двигателя содержит язычок 71, который во время монтажа корпуса 6 двигателя вводят в паз 70. Задняя кромка 68 имеет небольшой изгиб в направлении передней кромки 69, посредством которого язычок 71 во время монтажа корпуса 6 двигателя продвигается к передней кромке 69. Таким образом, взаимодействующие поверхности на задней кромке 68 и язычке 71 образуют длинную сплошную уплотнительную контактную поверхность. Для улучшения данного уплотнения корпус 6 двигателя может быть предпочтительно выполнен из материала, который имеет большую упругость по сравнению с базовым модулем 36. Когда во время монтажа корпуса 6 двигателя задняя кромка 68 продвигает язычок к передней кромке 69, то язычок 71 будет деформироваться. Чтобы избежать трещинообразования или возникновения других дефектов, например, обусловленных ударной нагрузкой, корпус 6 двигателя выполнен с закругленными углами. Подобным образом упругий материал корпуса двигателя будет способствовать предотвращению таких нежелательных повреждений. Для дополнительного улучшения уплотнения между корпусом 6 двигателя и базовым модулем 36 паз 70 может быть снабжен шайбой, предпочтительно выполненной из силикона.
На фиг.16 и 17 показаны два линейных привода 72, 73 в двух различных вариантах реализации. Линейный привод 72, показанный на фиг.16, имеет короткую длину хода и сравнительно небольшую установочную длину, которая определяется расстоянием от задней монтажной части 5 до передней монтажной части 7 (см. фиг.1). Линейный привод 73 имеет другую длину хода и другие установочные размеры. Для возможности изготовления таких различных вариантов линейного привода 1, 72, 73 приспособление для отливки, предназначенное для отливки из пластика базового модуля, выполнено из блоков, с помощью которых можно варьировать, например длину наружной трубки 3 базового модуля посредством различных инструментальных вкладышей. Соответственно, можно изменять и кронштейн базового модуля.
На каждой из фиг.18 и 19 показано схематическое изображение линейного привода, соединенного с приводной системой. Схема, показанная на фиг.18, содержит линейный привод 1, распределительный узел 74 (предпочтительно распределительную коробку или отводной кабель), источник 75 электропитания и панель 76 управления. На показанной схеме линейный привод 1 приводится в действие путем приведения в действие панели 76 управления, которая через распределительный узел 74 обеспечивает подачу напряжения на линейный привод 1 от источника 75 электропитания. Схема, показанная на фиг.19, содержит линейный привод 1, блок 77 управления и панель 78 управления. Линейный привод 1 приводится в действие путем приведения в действие панели 76 управления, посредством которой к коробке 77 управления передают сигнал для обеспечения подачи напряжения к линейному приводу 1. На показанной схеме источник электропитания интегрирован в коробку 77 управления. Очевидно, что к каждой из показанных схем может быть присоединено множество линейных приводов 1 и множество панелей 76, 78 управления или подобных им. Кроме того, очевидно, что присоединенные линейные приводы могут относиться к типу, показанному на фиг.16, 17.
Что касается соображения в отношении, например, пространства, то оно нередко должно быть практически целесообразным для того, чтобы обеспечить монтаж коробки управления вместе с линейным приводом. Поскольку используемые коробки управления относятся к общему типу и, соответственно, могут использоваться в приводных системах, содержащих множество различных типов линейных приводов, то может потребоваться снабдить линейный привод промежуточной деталью для обеспечения возможности физического взаимного соединения между линейным приводом и коробкой управления. Это также относится к линейному приводу 1, показанному в аксонометрии на фиг.20, 21 и 22. В данном случае линейный привод 1 снабжен промежуточной деталью 79, которая служит в качестве адаптера, обеспечивающего соединение с коробкой 80 управления. Для того чтобы обеспечить дополнительное упрочнение взаимного соединения, вокруг наружной трубки (не обозначена номером позиции) базового модуля проведен U-образный зажим 81, который прикреплен к каждой стороне коробки 80 управления. В другом варианте реализации (не показан) коробка управления конструктивно выполнен так, что она может быть смонтирована непосредственно на линейном приводе, например, посредством зажима.
1. Линейный привод (2), содержащий
наружную трубку (3) и кронштейн (37), причем наружная трубка (3) прикреплена к кронштейну (37),
корпус (2), состоящий по меньшей мере из двух частей,
электродвигатель (8) и корпус двигателя, причем электродвигатель (8) заключен в корпус (6) двигателя, при этом корпус (6) двигателя образует первую часть корпуса привода,
трансмиссию (15, 16) и шпиндель (11), причем шпиндель (11) приводится в движение электродвигателем (8) через трансмиссию (15, 16),
шпиндельную гайку (12, 34), закрепленную от вращения на шпинделе (11),
опору (55) для вставления шпинделя (11),
внутреннюю трубку (4), вставленную с возможностью выдвижения в наружную трубку (3), причем первый конец внутренней трубки (4) соединен со шпиндельной гайкой (12, 34),
переднюю монтажную часть (7), расположенную на другом конце внутренней трубки (4),
заднюю монтажную часть (5), прикрепленную к кронштейну (37),
отличающийся тем, что наружная трубка (3) и кронштейн (37) выполнены литьем в виде единого элемента, представляющего собой модуль, образующий базовый модуль (36).
2. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что часть кронштейна (37) базового модуля образует вторую часть корпуса (2) привода.
3. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что кронштейн (37) базового модуля расположен в виде продолжения наружной трубки (3) базового модуля.
4. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что кронштейн (37) базового модуля содержит монтажную поверхность, причем электродвигатель (8) прикреплен к одной ее стороне, при этом другая сторона монтажной поверхности образует вторую часть корпуса (2) привода.
5. Линейный привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что монтажная поверхность кронштейна (37) базового модуля имеет приблизительно прямоугольную форму.
6. Линейный привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он содержит скользящий элемент (21) и по меньшей мере один переключатель (18, 19) концевого ограничителя, причем скользящий элемент (21) может приводить в действие по меньшей мере один из переключателей (18, 19) концевого ограничителя.
7. Линейный привод по п.6, отличающийся тем, что скользящий элемент (21) имеет удлиненную форму и содержит по меньшей мере один ограничитель (23, 24) для взаимодействия со шпиндельной гайкой (12, 34).
8. Линейный привод по п.6, отличающийся тем, что наружная трубка (3) базового модуля содержит направляющую (38) скольжения, в которой скользящий элемент (21) может перемещаться в продольном направлении наружной трубки (3) базового модуля.
9. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что наружная трубка (3) базового модуля (36) содержит по меньшей мере одну направляющую (40), обеспечивающую направление внутренней трубки (4).
10. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что базовый модуль (36) содержит по меньшей мере одно отверстие (41), расположенное между монтажной поверхностью кронштейна (37) базового модуля и направляющей (38) скольжения в наружной трубке (3) базового модуля.
11. Линейный привод по любому из пп.1-4, 7-10, содержащий уплотнительный вкладыш (48), подготовленный для монтажа на наиболее удаленном конце наружной трубки (3) базового модуля, причем уплотнительный вкладыш (48) содержит монтажную поверхность (49) и отверстие (39), причем внутренняя трубка (4) может быть направлена через отверстие (39), шайбу (50), окружающую край отверстия (39), и защелкивающееся соединение для прикрепления уплотнительного вкладыша (48) к наружному концу наружной трубки (3) базового модуля.
12. Линейный привод по п.11, в котором защелкивающееся соединение содержит по меньшей мере одну плоскую пружину (51), причем плоская пружина (51) снабжена зубцом, предназначенным для взаимодействия с отверстием, выполненным в наиболее удаленном конце наружной трубки (3) базового модуля.
