ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЛИНЕЙНОЕ ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК H02K41/02 H02K33/00 

Изобретение относится к электрическому линейному приводному устройству, содержащему внешний корпус, в котором приводная часть узла привода, выполненная в форме электродинамического линейного прямого привода, вставлена вдоль оси подобно картриджу, так чтобы выходной стержень привода узла привода выдавался из передней стороны внешнего корпуса; и приводная часть имеет внешний корпус привода, в котором размещено стационарное приводное катушечное приспособление и подвижный вдоль оси якорь, который соединен с выходным стержнем привода и имеет магнитное приводное устройство, средство определения положения для определения, по меньшей мере, одного положения вдоль оси подвижного узла, содержащего якорь и выходной стержень привода, и средство центрального электрического интерфейса, соединенного как с приводным катушечным приспособлением, так и со средством определения положения, для внешней электрической связи.

Электрический линейный привод этого типа, раскрытый в европейском патенте EP 1047881, включает в себя внешний корпус, в который с задней стороны вставлена приводная часть узла привода в форме электродинамического линейного прямого привода. Как таковой, узел привода способен функционировать, причем внешний корпус обеспечивает, кроме всего прочего, механический интерфейс для внешнего крепления. Внутри корпуса, называемого корпусом привода линейного прямого привода, имеется приводное катушечное приспособление, снабжаемое напряжением возбуждения по часовой стрелке, а также магнитное приводное приспособление, линейно перемещаемое по отношению к нему и размещенное на якоре, от которого проходит приводной стержень, который делает возможным вывод кинетической энергии наружу. Для определения, по меньшей мере, одного положения вдоль оси подвижного узла линейный прямой привод содержит якорь и приводной стержень и обеспечен средством определения положения.

Средство центрального электрического интерфейса, размещенное сзади корпуса привода, делает возможным подачу энергии возбуждения, необходимую для получения линейного перемещения и выхода сигналов определения, генерируемых средством определения положения. Это заднее размещение приспособления центрального электрического интерфейса часто мешает установке линейного приводного устройства на месте монтажа. Более того, приводная часть на конце более ли менее открыта на выходе корпуса и может легко притягивать грязь или подвергаться другим видам механических нарушений.

Немецкий патент DE10244261 В4 описывает электродинамический линейный прямой привод, пригодный для использования, в принципе, с вышеупомянутым линейным приводным устройством. Однако не явно обеспечено размещение в дополнительном выходном корпусе.

Европейский патент EP0985841 А2 вместе с гидравлическим линейным приводом описывает размещение средства электрического интерфейса, служащего для вывода сигналов определения на боковую стенку корпусной трубки. Внутри стенки корпусной трубки линейного привода в канале трубки помещается печатная плата, которая, с одной стороны, соединена со средством электрического интерфейса, а с другой стороны размещается в том же канале трубки. В этом случае гидравлический линейный привод, как и линейный прямой привод, упомянутый в германском патенте DE 10244261 B4, является автономным приводом, который не размещается дополнительно в дополнительном выходном корпусе.

Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение мер для электрического линейного приводного устройства вышеописанного типа, которые способствуют установке на месте использования, обеспечивая удовлетворительную защиту от механических повреждений и оптимальные характеристики электрической связи.

Для выполнения этой задачи, внешний корпус линейного приводного устройства имеет корпусную трубку и размещенную на ее конце переднюю корпусную крышку, через которую проходит наружу выходной приводной стержень, а также заднюю корпусную крышку; вместе они разграничивают размещающее пространство, полностью содержащее в себе приводную часть; и средство центрального электрического интерфейса, размещенное сбоку от оси корпусной трубки между двумя корпусными крышками; и связанное с помощью, по меньшей мере, одного электрического рабочего кабеля с приводным катушечным приспособлением, и с помощью, по меньшей мере, одного сигнального кабеля, отделенного от такого же рабочего кабеля, со средством определения положения; и эти электрические кабели проходят наружу, отделенными от наружной части, по меньшей мере, в одном кабельном канале, сформированном в стенке корпусной трубки и проходящим в продольном направлении корпусной трубки; причем упомянутый кабельный канал закрыт на периферии.

Размещение в виде, закрытом снаружи от приводной части в размещающем пространстве внешнего корпуса, служит для обеспечения надежной защиты от механического повреждения. Аналогичным образом защищены электрические кабели, которые проходят, по меньшей мере, по одному кабельному каналу в стенке корпусной трубки к средству центрального электрического интерфейса. Поскольку то же размещено сбоку на корпусной трубке, концевые стороны внешнего корпуса свободны для сборочных действий, что является, в частности, возможностью так разместить средство электрического интерфейса, что оно не высовывается ни через одно из двух концевых сторон внешнего корпуса. Даже при изготовлении корпусной трубки можно настроить вещи, так чтобы положение монтажа для установки средства центрального электрического интерфейса было сделано особенным образом в форме сквозного отверстия, проходящего через стенку корпуса, по меньшей мере, к одному кабельному каналу. Начинаясь в средстве центрального электрического интерфейса, отдельные электрические кабели ведут к приводному катушечному приспособлению и к средству определения положения; это позволяет так расположить все это, что интерферирующие поля от весьма существенных высоких токов в катушках не искажают сигналы датчика. Соответственно, даже без особых мер экранирования электрических кабелей, возможно достижение надежного способа работы с высокой степенью точности. Наконец, благодаря внешнему корпусу, выполненному из корпусной трубки и двух корпусных крышек, возможно наличие механических крепежных интерфейсов, которые соответствуют тем, что имеются в случае гидравлически работающих линейных приводов. В частности, можно использовать стандартный интерфейс, имеющийся в случае гидравлического линейного привода. Это, в целом, открывает возможность установки электрического линейного приводного устройства вместо гидравлически работающего линейного привода без перегруппировки соединительного оборудования. Система машины может быть последовательно, очень просто переоборудована для техники электрического привода.

Эффективные разработки изобретения определены в соответствующих пунктах формулы изобретения.

Если выходной стержень привода направляется в переднюю крышку корпуса линейным скользящим перемещением, в то время как он поддерживается в поперечном направлении, то длина выпирающей из внешнего корпуса части может выдерживать значительные поперечные силы без механической перегрузки компонентов приводной.

Линейное приводное устройство может быть смонтировано достаточно просто, если крышка корпуса, вставленная в корпусную трубку, удерживается неподвижным образом вдоль оси двумя корпусными крышками, защищающими два конца. В дальнейшем нет необходимости в обеспечении дополнительного крепежного средства. Тем не менее на внешней периферии для приводной части возможно радиально удерживающее средство. В любом случае, приводная часть может быть вставлена в корпусную трубку как часть простой линейной операции уплотнения.

Желательно, чтобы электрические кабели вставлялись во внешний корпус через одну или обе корпусные крышки. Соответственно, нет необходимости в передающих поперечных каналах в стенке корпусной трубки. Можно обрезать корпусную трубку до любой требуемой длины для настройки без дополнительного последующего обрезания для внутренне размещенных каналов.

Предпочтительно, чтобы кабельный канал был открыт, по меньшей мере, с одного конца корпусной трубки и оттуда шел в нишу в смежной корпусной крышке, так чтобы соответствующий электрический кабель мог проходить из кабельного канала в смежную нишу.

Особенно предпочтительно приспособление, в котором, по меньшей мере, один рабочий кабель и, по меньшей мере, один сигнальный кабель проходят с противоположной стороны корпусной трубки к средству центрального электрического интерфейса. Это позволяет избежать осевого пересечения таких кабелей и предотвратить особенно эффективным образом взаимное ослабление, возникающее в результате электрической интерференции.

В связи с этим может присутствовать, по меньшей мере, один кабельный канал, который проходит внутри всей корпусной трубки на всей ее длине и который открыт с обеих сторон; и по меньшей мере, один рабочий кабель проходит в одном канальном участке и, по меньшей мере, один сигнальный кабель проходит в другом из двух канальных участков, который на ближнем и дальнем конце примыкает к положению монтажа средства центрального электрического интерфейса.

Приводная часть предпочтительно разработана таким образом, что ее рабочий кабель проходит из задней части и через ближайшую заднюю корпусную крышку входит в кабельный канал корпусной трубки, ведущей к центральному электрическому интерфейсу. Одновременно, по меньшей мере, один сигнальный кабель, соединенный со средством определения положения, может проходить от фронтальной корпусной крышки, начинаясь у корпусной крышки в ближайшем кабельном канале, к средству центрального электрического интерфейса. Этот сигнальный кабель специальным образом соединяется с системой измерения смещения сигнального кабеля, который находится внутри линейного приводного устройства. Сенсорная часть системы измерений смещения, бесконтактно взаимодействующая с выходным стержнем привода, размещена, предпочтительно, на передней корпусной крышке и соединена с помощью, по меньшей мере, одного сигнального кабеля со средством центрального электрического интерфейса. Конкретнее, это вопрос системы измерения возрастающего смещения.

Для средств определения положения для нахождения нулевой точки вместе с системой измерения возрастающего смещения преимуществом является наличие датчика контроля. Этот датчик контроля предпочтительно размещается на задней крышке корпуса и активируется с помощью постоянного магнита возбуждения, который размещается сзади якоря. Во время линейного перемещения якоря магнит возбуждения проходит, соответственно, сквозь приводное катушечное приспособление, коаксиально окружающее якорь; неожиданно было определено, что это не подразумевает каких-либо функциональных ухудшений.

Сигнальный кабель, проходящий от датчика контроля, проходит в защищенном виде также внутри внешнего корпуса к средству центрального электрического интерфейса. В этом отношении он проходит сквозь заднюю корпусную крышку и кабельный канал, сформированный в стенке корпусной трубки; это возможно, поскольку датчик контроля служит для целей определения нулевой точки отсчета в системе измерения смещения, для этого он должен проходить немного дальше вдоль, по меньшей мере, одного рабочего кабеля и идти вместе с ним в одном и том же кабельном канале корпусной трубки.

Датчик контроля предпочтительно фиксируется в крепящем пазу на внешней периферии задней корпусной крышки; его сигнальный кабель проходит по кабельному открытому каналу, открывающемуся в крепящий паз, в задней корпусной крышке.

Для обеспечения того, чтобы электрическое соединение с внешними средствами не было взаимно ослабленным из-за интерферирующих полей, средство центрального электрического интерфейса предпочтительно снабжается двумя отдельными кабельными средствами выхода, от которых могут проходить отдельные соединительные кабели или проводники; один из них предназначен, по меньшей мере, для одного рабочего кабеля, а другой предназначен, по меньшей мере, для одного сигнального кабеля.

Поскольку электромагнитный линейный прямой привод предрасположен к значительному перегреву, преимуществом является то, что на внешней периферии корпусной трубки проходят расходящиеся вдоль оси охлаждающие ребра.

Наконец, было бы преимуществом, если, по меньшей мере, на одной, а лучше на обеих, корпусных крышках были предусмотрены интерфейсы механического крепления, которые делают возможным внешнее крепление линейного приводного устройства и/или монтаж дополнительных частей в нем.

В дальнейшем изобретение будет пояснено со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фигура 1 - вид в перспективе предпочтительного рабочего примера электрического линейного приводного устройства.

Фигура 2 - вид сбоку на линейное приводное устройство по фигуре 1.

Фигура 3 - линейное приводное устройство в продольном разрезе по III-III на фигуре 1.

Фигура 4 - фронтальный участок линейного приводного устройства в продольном разрезе.

Фигура 5 - продольный разрез заднего участка линейного приводного устройства.

Фигура 6 - поперечный разрез линейного приводного устройства по VI-VI на фигуре 2.

Фигура 7 - поперечный разрез линейного приводного устройства по VII-VII на фигуре 2; средство центрального электрического интерфейса только в частичном разрезе.

Фигура 8 - поперечный разрез линейного приводного устройства по VIII-VII на соединительной части между корпусной трубкой и задней корпусной крышкой; средство центрального электрического интерфейса не показано.

Фигура 9 - поперечный разрез линейного приводного устройства по IX-IX на фигуре 2; средство центрального электрического интерфейса не в разрезе.

Электрическое линейное приводное устройство, указанное ссылкой 1, обладает внешним корпусом 2 в продольном направлении, продольная ось которого указана ссылкой 3. Внешний корпус 2 состоит из продолговатой корпусной трубки 4, передней корпусной крышки 7, установленной на переднем конце 5 корпусной трубки 4, а также из задней корпусной крышки 8 на заднем конце 8 корпусной трубки. Корпусные крышки 7 и 8 закреплены вдоль оси осевыми крепежными винтами 9 на корпусной трубке 4, съемным образом.

Корпусная трубка 4 и две корпусные крышки 7 и 8 вместе определяют приемное пространство 13 с точной цилиндрической формой. В этом пространстве имеется приводная часть 14, типа картриджа, электродинамического линейного привода, выполненного как электрический узел 15 привода. Выходной приводной стержень 16, выступающий из приводной части 14 на передней стороне, узла 15 привода, проходит сквозь коаксиальное отверстие 17 в передней корпусной крышке.

При монтаже линейного приводного устройства 1, до крепления задней корпусной крышки 8, узел 15 привода может быть включен с выходным стержнем привода вперед от задней части и вдоль оси в свободное доступное внутреннее пространство 18 в корпусной трубке. В полностью введенном состоянии приводная часть 14 поддерживается двумя корпусными крышками 7 и 8 в приемном пространстве 13 так, чтобы не перемещаться вдоль оси. Внутри корпусной трубки 4 приводная часть 14 радиально поддерживается и центрируется стенкой 22, окружающей внутреннее пространство 18 трубки. Самым простым способом реализации этого является наличие дополнительной конфигурации внешней периферии приводной части 14 и внутренней периферии приемного пространства 13. В любом случае, такие конфигурации должны быть согласованы так, что приводная часть 1 радиально фиксируется на месте при операции вставки без дополнительных средств крепления внутри приемного пространства 13.

Приводная часть 14 полностью окружена внешним корпусом 2. Из всего узла 15 привода из внешнего корпуса 2 проходит только выходной стержень 16 привода, участок внешнего конца которого выполнен в виде участка 23 крепления, на который может крепиться перемещаемая нагрузка.

Приводная часть 14 имеет внешний приводной корпус 24 с участком 24а трубчатой стенки, который зацепляется с поверхностью отверстия пространства 18. Она представляет собой ярмо магнита для приводного катушечного приспособления 25, которое обычно, подобно рукаву и размещено стационарно в приводном корпусе 24 и состоит из нескольких последовательно расположенных вдоль оси отдельных катушек 26. Приводное катушечное приспособление 25 может проходить по всей длине вдоль оси или - как показано - только по части длины участка 24а трубчатой стенки.

Электрический кабель, называемый рабочим кабелем 27, проходит от приводного катушечного приспособления 25, и энергия в виде синхронизированного напряжения возбуждения может подаваться посредством этого кабеля. Соответственно образуется подвижное магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитным приводным приспособлением 28, которое является компонентом якоря или ротора 32, линейно перемещающимся внутри корпуса 24 привода в направлении продольной оси 3. Предпочтительно, приводное магнитное приспособление 28 содержит несколько соосно прилегающих отдельных кольцевых магнитов 33, которые соответственно являются объединенными или разделенными. Тем не менее возможны и другие конфигурации, например, дискообразная конфигурация. В случае магнитных колец железный сердечник, как правило, размещается внутри, тогда как в случае магнитных дисков железный диск может соответственно размещаться между соседними магнитными дисками в качестве полюсного наконечника. Важно, чтобы образовывалось радиально проходящее магнитное поле максимальной напряженности, поскольку радиально проходящие части поля способствуют созданию силы.

Вышеуказанный выходной стержень 16 привода присоединен к якорю 32 на его внутреннем концевом участке таким образом, что вместе с ним он составляет подвижный узел 35, который способен приводиться в движение взаимодействием приводного катушечного приспособления 25 и приводного магнитного приспособления 28 для выполнения линейного рабочего движения 34, указанного двойной стрелкой, в направлении продольной оси 3.

Предпочтительно, линейный прямой стержень 16 направляется для скользящего движения во время своего линейного движения внутри передней корпусной крышки 7 с одновременным поперечным поддерживающим действием. Это, в данном случае, обеспечивается посредством направляющей втулки 21, вставленной в переднюю корпусную крышку 7 и окружающей выходной стержень 16 привода. Соответственно, поперечные силы вследствие нагрузки, действующей на участок 23 крепления, не воздействуют на якорь 32, что уменьшает износ между якорем 32 и неподвижными компонентами приводной части 14.

Во время рабочего движения 34 приводное катушечное приспособление 25 якоря 32 всегда находится внутри корпуса 24 привода. Для определения двух концов граничных положений хода могут быть установлены передний и задний терминальный элемент 24b и 24с на концах на трубчатом участке 24а стенки. В рабочем варианте осуществления задний терминальный элемент 24с тем не менее не имеет функции ограничения хода, как это будет объяснено ниже.

Средство определения положения, обычно обозначаемое ссылкой 36, линейного приводного устройства 1 делает возможным определение, по меньшей мере, одного положения вдоль оси подвижного узла 35, состоящего из якоря 32 и выходного стержня 16 привода. Сигналы определения, генерируемые средством 36 определения положения, передаются посредством электрических кабелей, в качестве выхода, в данном случае это первый электрический сигнальный кабель 37 и второй электрический сигнальный кабель 38.

Рабочий кабель 27 и два электрических сигнальных кабеля, идущих из средства 36 определения положения, являются независимыми, взаимно разделенными электрическими кабелями и проходят независимо друг от друга к средству 42 центрального электрического интерфейса, расположенному на внешней стороне внешнего корпуса 2. Термин «центральный», используемый в данном случае, означает, что все электрические кабели 27, 37 и 38 идут здесь вместе, так что электрические соединительные кабели 43 и 44, служащие для соединения с внешними электрическими периферийными устройствами, могут быть соединены в локально ограниченном участке линейного приводного устройства 1.

Следует заметить, что число линейных электрических кабелей, идущих в линейном приводном устройстве 1, может отличаться от числа в рабочем примере. Более того, могут использоваться одножильные и многожильные кабели.

Средство 42 центрального электрического интерфейса размещено сбоку на внешней стороне корпусной трубки 4, вдоль оси между двумя корпусными крышками 7 и 8. Соответственно, друг против друга соосно расположенные торцевые поверхности двух корпусных крышек 7 и 8 могут использоваться для целей крепления и могут быть выполнены в форме интерфейсов 45 крепления, используя которые, линейное приводное устройство 1 можно надежно закрепить на держащей конструкции, предназначенной для этих целей. Более того, имеется возможность настроить внешнюю конфигурацию корпусных крышек 7 и 8, чтобы соответствовать форме гидравлических линейных приводов, в частности со стандартными интерфейсами, используемыми здесь, так, что электрическое линейное приводное устройство 1 может быть без проблем установлено вместо гидроприводных линейных приводов.

Преимуществом является также, если средство электрического интерфейса 42 так размещено и так сконструировано, что оно не проходит в направлении вдоль оси за внешний корпус 2. Это дополнительный фактор, позволяющий не нарушать зажимное крепление внешнего корпуса 2.

Стенка 22 корпусной трубки 4 имеет внешнюю поверхность, предпочтительно снабженную несколькими охлаждающими ребрами 46, проходящими параллельно продольной оси 3 и служащими для улучшения передачи тепла наружу. В показанном рабочем воплощении, они размещены парами на взаимно противоположных поверхностях корпусной трубки 4, которая, предпочтительно, имеет прямоугольную форму, и более предпочтительно, квадратное сечение. Предпочтительно, это вопрос составных компонентов, предпочтительно, вытесненной корпусной трубки 4.

Электрические кабели 27, 37 и 38, проходящие из приводного катушечного приспособления 25 и от средства 36 определения положения, проходят внутри внешнего корпуса 2 таким образом, что они закрыты с внешней стороны, и проходят, по меньшей мере, по кабельному каналу 47 в стенке 22 корпусной трубки 4. Сигнальный канал 47 периферически закончен и проходит параллельно продольной оси 3. В случае вытесненной корпусной трубки 4, он может быть выполнен по месту составным.

Соответственно, можно так расположить кабели внутри электрического линейного приводного устройства 1, что они закрыты от окружающего пространства и защищены от повреждения, в пределах средства 42 центрального электрического интерфейса.

Рабочий пример имеет кабельный канал 47 для всех электрических кабелей 27, 37 и 38; такой канал сделан специально, является единственным продольным каналом, используемым в корпусной трубке 4.

Кабельный канал 47 открыт с двух концов 5 и 6, чтобы влиться в соответствующую выемку 48 и 49 соседних корпусных крышек 7 и 8.

Рабочий кабель проходит из заднего конечного участка 52 на заднюю корпусную крышку 8 из приводной части 14 и затем идет через выемку 49 задней корпусной заглушки и входит в кабельный канал 47 на задней поверхности 6. Затем он проходит в присоединенный задний участок канала 47а кабельного канала 47, то есть в пределах места 53 монтажа корпусной трубки 4, на котором установлено средство 42 электрического интерфейса.

Первый электрический сигнальный кабель 37 идет отдельно от кабеля 27 возбуждения к месту 53 монтажа, то есть от противоположной по оси стороны, т.е. начинаясь у передней корпусной крышки 7. Здесь он проходит в канальный участок 47в, идя между местом 53 монтажа и передней поверхностью 5 корпусной трубки 4 кабельного канала 47.

Первый электрический сигнальный кабель 37 проходит от сенсорной части 54 средства 36 определения положения, которое встроено в передней крышке 7. Следуя за сенсорной частью 54, первый электрический сигнальный кабель 37 сначала идет через выемку 48 в передней корпусной крышке 7 и затем входит в передний участок 47б канала. С учетом требуемого или желательного для используемой сенсорной техники, далее можно иметь электронную схему 51 на первом электрическом сигнальном кабеле 37, например, печатную плату, имеющую электрическую схему. Она может быть размещена в переднем канальном участке 476.

В то время как рабочий кабель 27, начинающийся в средстве 42 центрального электрического интерфейса, проходит к задней корпусной крышке 8, первый сигнальный кабель 37 идет в противоположном направлении к передней корпусной крышке 7, так что перекрытие кабельных приспособлений удается избежать. Соответственно, электрические поля, генерируемые в окружающем пространстве рабочего кабеля 27, не оказывают отрицательного эффекта на определяемые сигналы, выходящие посредством первого электрического сигнального кабеля 37, т.е. даже когда электрические кабели не имеют ни одного или только минимальное экранирующее средство в качестве защиты против электромагнитного излучения.

Сенсорная часть 54 предпочтительно является компонентом системы 55 измерения смещения средства 30 определения положения, используя которое, может быть найдено текущее положение вдоль оси подвижного узла 35 по его полному ходу. В рабочем воплощении прибегают к системе 55 измерения возрастающего смещения, в случае которого выходной стержень 16 привода снабжен продольно проходящей магнитной полосой 56, которая обладает несколькими намагниченными зонами, которые бесконтактно сканируются сенсорной частью 54. Поскольку этот способ как таковой известен, детальное описание его не считается необходимым. Следует однако заметить, что намагниченная полоса 56 предпочтительно расположена в продольном пазу 57, показанном на фигуре 6, сделанной в капсульном средстве. Система измерения смещения может быть, в частности, разработана в соответствии с содержанием европейского патента EP 0695879B1.

Первый электрический сигнальный кабель 37 снабжает, таким образом, сигналами определения от системы 55 измерения смещения, особенным преимуществом непрерывного измерения является то, что рабочий кабель 27, за исключением части средства 42 электрического интерфейса, проходит отдельно от первого электрического кабеля 37.

Если бы два электрических кабеля 27 и 37 проходили, начинаясь у корпусной крышки, к средству 42 электрического интерфейса, они были бы наилучшим образом размещены в отдельном кабельном канале 47 через стенку 22 со значительным поперечным просветом для избежания интерферирующих электромагнитных эффектов.

Средство 36 определения положения в частности, когда оно снабжено системой 55 измерения увеличивающегося смещения, предпочтительно содержит датчик 58 положения, чувствительный только положению подвижного узла 35 вдоль оси. Последний действует как контрольный датчик для установки нулевой точки в системе 55 измерения увеличивающегося смещения. Второй электрический сигнальный кабель 38 идет от этого датчика 58 положения и проложен также для прохождения к средству 42 электрического интерфейса.

Датчик 58 положения предпочтительно размещен на задней стенке корпусной крышки 8; в рабочем примере он закреплен в крепежном пазе 62, который расположен на внешней периферии задней корпусной крышки 8, а именно на участке, который перекрывает вдоль оси внутреннее приемное пространство 13.

Для возбуждения датчика 58 положения, якорь 32 снабжен на задней стороне магнитом возбуждения 63, который радиально около датчика 58 положения располагает якорь 32 в его заднем конце положения хода, что он работает также без контакта. Датчик 58 положения в этом случае является датчиком, чувствительным к магнитному полю, например, датчик Холла или так называемый выключатель Рида.

В ходе рабочего перемещения 34 магнит 63 возбуждения двигается внутри приводного катушечного приспособления 25, коаксиально окружающего якорь 32. Как было определено, это не влияет ни на возбуждение узла 15 привода, ни на намагничивание 63.

Также, как было с удивлением обнаружено, магнитное поле приводного катушечного приспособления 25 не влияет на функционирование магнитной полосы 56, хотя она сама перемещается во время рабочего перемещения 34 якоря 32 в таком магнитном поле.

Предпочтительно магнит 63 возбуждения размещен на расстоянии от якоря 32 на опорной шпильке 64, которая размещена на якоре 32 и проходит коаксиально от его задней стороны.

Когда перемещающийся узел 35 находится в заднем конце положения хода, якорь 32 будет сохранять дистанцию вдоль оси от аксиальной предельной стенки 65 задней корпусной крышки 8. Его задний конечный участок в этом случае расположен приблизительно в транзитной зоне между корпусной трубкой 4 и задней корпусной крышкой 8; причем задняя корпусная крышка выполнена, в общем чашкообразной. Опорная шпилька 64, подпирающая магнит 63 возбуждения, проходит от якоря 32 в задний конечный участок, окруженный задней корпусной крышкой 8 приемного пространства 13.

В случае, когда второй электрический сигнальный кабель 38 также предохранен от механического повреждения, он уложен внутри внешнего корпуса 2 в направлении средства 42 электрического интерфейса. В этих целях на задней корпусной крышке 8 имеется канал 66, принимающий кабель, который образован между крепежным пазом 62 и выемкой 49. Второй электрический сигнальный кабель 38 последовательно идет от датчика 58 положения через канал 66, принимающий кабель, до самой выемки 49, и затем в задний канальный участок 47а, и затем к средству 42 электрического интерфейса.

Канал 66, принимающий кабель, может быть составлен из паза, который вырезан на задней поверхности, лицом к корпусной трубке 4, задней корпусной крышки 8 и закрыт задней торцевой поверхностью 6 корпусной трубки 4.

Второй электрический сигнальный кабель 38 разреженно проходит внутри заднего кабельного участка 47а короткий отрезок вдоль возбуждающего кабеля 27 и поэтому подвергается действию его электромагнитных полей. Однако это не ведет к негативному эффекту, поскольку определяемый сигнал от датчика 58 положения только вначале требуется как контрольный сигнал для запуска средства 36 определения положения.

Вне зависимости от этого будет естественно возможно придумать средство 36 определения положения с одним или более датчиками положения подобно датчику 58 положения, с помощью которого могут быть определены одно или более положений вдоль оси, возникающих во время работы узла 35 привода. Однако, предпочтительно, проектировать средство 36 определения положения в форме системы измерения смещения.

Средство 42 центрального электрического интерфейса установлено в указанном месте 53 монтажа снаружи корпусной трубки 4. В месте 53 монтажа стенка 22 корпусной трубки 4 имеет отверстия 68, через которые проходят электрические кабели 27, 37 и 38 из кабельного канала 47 и входят в соединительный корпус 72 средства 42 электрического интерфейса. В работе отверстие 68 в стенке служит также для механического крепления средства 42 электрического интерфейса. В рабочем воплощении в этом случае рукавоподобный участок 73 основания средства 42 интерфейса посажен в отверстие 68 в стенке и прикреплен к внешнему корпусу 2. Компонент, лежащий в кабельном канале 47 участка 73 основания, обладает диаметрально расположенными отверстиями в стенке 74а и 74в, через которые электрические кабели 27, 37 и 38 могут войти в полость в участке 73 основания.

Для изолирования участка 73 основания, в частности для изолирования двух отверстий 68 в стене от корпусной трубки 4, например, используя смесь, такую как клей с низкой вязкостью, можно получить желаемый уровень электрической защиты для всего линейного приводного устройства. Кабельные выходы средства 36 определения положения и приводной части 14 в любом случае по существу предохранены.

Начинаясь внутри участка 73 основания, электрические кабели 27, 37 и 38 идут вовнутрь соединительного корпуса 72, где они соединяются со стационарным электрическим контактным средством 75, с которым электрически соединены электрические соединительные кабели 43 и 44, направленные наружу. Соответственно обеспечиваются электрические связи с внешними устройствами, с которыми соединены электрические соединительные кабели 43 и 44.

В настоящем рабочем примере соединительный корпус 72 и участок 73 основания имеют L-образную конфигурацию. Соединительный корпус 72, поэтому, проходит радиально от участка 73 основания, параллельно проложен по продольной оси 3, так что принимает положение около внешней поверхности корпусной трубки 4.

Предпочтительно, чтобы соединительный корпус 72 был так закреплен на участке 73 основания, чтобы его можно было устанавливать в различных угловых положениях. Соответственно, может меняться ориентация двух, предпочтительно обычно параллельных, кабельных средств 76 выхода, с которых выходят электрические соединительные кабели 43 и 44, которые соединены с электрическим контактным средством 75. Ось 77 вращения, вокруг которой происходит угловое позиционирование, проходит радиально к продольной оси 3 и совпадает с продольной осью предпочтительно рукавоподобного участка 73 основания.

Для соединительного корпуса 72 имеется, предпочтительно по меньшей мере, четыре угловых настройки под углом 90 градусов друг к другу. Они позволяют провести наладку, при которой кабельное выходное средство 76 проходит к задней или к передней, или к одной из двух сторон.

Кабельное выходное средство 76 предпочтительно разработано как ниппели, и определяют входные отверстия для электрических соединительных кабелей 43 и 44. Последний предпочтительно обладает кабельной оболочкой с электромагнитной защитой для кабельной жилы внутри, которая является или может быть припаяна или спаяна с электрическим контактным средством 75 или подключена здесь бесконтактно.

Задний терминальный элемент 24с может быть разработан таким образом, что он не выполняет никакой опорной функции по отношению к якорю 32. Это делает возможным вытянуть целый перемещающийся узел 35 назад в целях обслуживания из корпуса 24 привода; причем корпус 24 привода вместе с приводным катушечным приспособлением 25, будучи закрепленным в нем, способен оставаться в положении в корпусе 24 привода.

Для того, чтобы вытащить перемещающийся узел 35, также задняя корпусная закрытая крышка 8 временно выворачивается, или установленная задняя зажимная стенка 65 задней корпусной крышки 8 удаляется для того, чтобы получить доступ к отверстию 82 доступа, проходящему через заднюю зажимную стенку 65; такое отверстие обеспечивает проход к перемещающемуся узлу 35.

Если задний зажимной узел 24с не работает как опорный элемент, задняя корпусная крышка 8 может выполнять эту функцию. Таким образом, в рабочем примере конечное упорное положение определяется наличием опорной шпильки 64, идущей противоположно буферному элементу 83, размещенный на задней зажимной стенке 65 и, предпочтительно, ограниченный закрытой крышкой 78.

Разработка линейного приводного устройства 1 позволяет обеспечивать высокую степень защиты, говоря о высокой степени защиты против попадания грязи и влаги. Более того, геометрия устройства обеспечивает легкую чистку.

Приемная камера 84, разделяющая сенсорную часть 54, также изолирована в задней корпусной крышке 7 с помощью закрытой крышки 85, установленной на передней корпусной крышке 7 сбоку. Закрытая крышка 85 закреплена так, что она может удаляться, и сенсорная часть 54 может быть легко заменена в случае дефекта. Выемка 48 в передней корпусной крышке 7 может быть, по меньшей мере, частично выполнена в закрытой крышке 85.

Если для работы линейного приводного устройства 1 дополнительно требуются электрические кабели для дополнительных внутренних конструкций, они, предпочтительно, укладываются в закрытом виде внутри внешнего корпуса 2. В случае, если необходимо соединение со средством 42 электрического интерфейса, эти дополнительные электрические кабели, предпочтительно, пойдут в кабельном канале в стенке 22 корпусной трубки 4.

Электрическое линейное приводное устройство содержит внешний корпус, состоящий из корпусной трубки и двух корпусных крышек, размещенных на его концах. Внешний корпус определяет в ее внутренней части приемное пространство, в котором размещена приводная часть узла привода в форме электродинамического линейного прямого привода; и выходной стержень привода проходит наружу через переднюю корпусную крышку. От приводного катушечного приспособления узла привода электрический рабочий кабель проходит к средству центрального электрического интерфейса. Средство центрального электрического интерфейса расположено сбоку на корпусной трубке, и электрический рабочий кабель и сигнальный кабель проходят в кабельном канале, образованном в стенке корпусной трубки. Предложенное изобретение обеспечивает электрическому линейному приводному устройству обеспечение при использовании защиты от механических повреждений и оптимальные характеристики электрической связи. 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Электрическое линейное приводное устройство, содержащее внешний корпус (2), в котором приводная часть (14) узла (15) привода, выполненная в форме электродинамического линейного прямого привода, вставлена вдоль оси подобно картриджу так, чтобы выходной стержень (16) привода узла (15) привода выдавался из передней стороны внешнего корпуса (2); и приводная часть (14) имеет внешний корпус (24) привода, в котором размещено стационарное приводное катушечное приспособление (25) и подвижный вдоль оси якорь (32), который соединен с выходным стержнем (16) привода и имеет магнитное приводное приспособление (28), средство (36) определения положения для определения, по меньшей мере, одного положения вдоль оси подвижного узла (35), содержащего якорь (32) и выходной стержень (16) привода, и средство (42) центрального электрического интерфейса, соединенное как с приводным катушечным приспособлением (25), так и со средством (36) определения положения для внешней электрической связи, отличающийся тем, что внешний корпус (2) имеет корпусную трубку (4) и расположенные на ее концах переднюю корпусную крышку (7) и заднюю корпусную крышку (8), которые в целом разграничивают приемное пространство (13), полностью размещающее в себе приводную часть (14), выходной стержень (16) привода, проходящий через переднюю корпусную крышку (7); и тем, что средство (42) центрального электрического интерфейса расположено сбоку на корпусной трубке (4) вдоль оси между двумя корпусными крышками (7) и (8) и соединено с помощью, по меньшей мере, одного электрического рабочего кабеля (27) с приводным катушечным приспособлением (25) и с помощью, по меньшей мере, одного электрического сигнального кабеля (37), отдельного от такого рабочего кабеля (27), со средством (36) определения положения, и все эти электрические кабели (27 и 37) проходят скрытыми снаружи в, по меньшей мере, одном периферийно закрытом кабельном канале (47), образованном в стенке корпусной трубки (4) и проходящем в продольном направлении корпусной трубки (4).

2. Линейное приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной стержень (16) привода линейно направлен в переднюю корпусную крышку (7) при одновременном поперечном поддерживающем действии.

3. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что приводная часть (14) поддерживается двумя корпусными крышками (7 и 8) в приемном пространстве (13) неподвижно вдоль оси.

4. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что приводная часть (14) радиально поддерживается и удерживается внутри корпусной трубки (4) ее стенкой (22).

5. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один рабочий кабель (27) и, по меньшей мере, один сигнальный кабель (37) проходят внутри корпусной трубки (4), начинаясь у средства центрального электрического интерфейса (42) без осевого перекрытия в противоположных направлениях.

6. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что электрический(ие) рабочий(ие) кабель(ли) (27) и сигнальный(ые) кабель(ли) (37) на своем пути к магнитному приводному приспособлению (28) и к средству (36) определения положения после, по меньшей мере, одного кабельного канала проходят в, по меньшей мере, одну из корпусных крышек (7 и 8).

7. Линейное приводное устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один кабельный канал (47) открыт, по меньшей мере, с одного конца (5 или 6) корпусной трубки (4), где он сливается с нишей (48 и 49) смежной корпусной крышки (7 или 8), которая служит для направления кабеля.

8. Линейное приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что, с одной стороны, по меньшей мере, один электрический рабочий кабель (27), соединенный с приводным катушечным приспособлением (25), а с другой стороны, по меньшей мере, один электрический сигнальный кабель (37), соединенный со средством (36) определения положения, проходят с противоположных концов сторон корпусной трубки (4), по меньшей мере, в одном кабельном канале (47) к средству (42) центрального электрического интерфейса.

9. Линейное приводное устройство по п.8, отличающееся тем, что имеется кабельный канал (47), проходящий сквозь корпусную трубку (4) по всей ее длине, с которым соединяется средство (42) центрального электрического интерфейса в месте (53) сборки корпусной трубки, расположенной на расстоянии вдоль оси от двух корпусных крышек (7 и 8), при этом рабочий кабель (27) проходит в участке (47а) канала, ведущем от места (53) сборки к одной корпусной крышке (7), а сигнальный кабель (37) проходит в участке (47в) канала, проходящем от места сборки (53) к другой корпусной крышке (8) кабельного канала (47).

10. Линейное приводное устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один сигнальный кабель (37), начинаясь у средства (42) центрального электрического интерфейса, проходит к передней корпусной крышке (7), причем, по меньше мере один рабочий кабель (27), начинаясь у средства (42) центрального электрического интерфейса, идет к задней корпусной крышке (8).

11. Линейное приводное устройство по п.10, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один сигнальный кабель (37), идущий к передней корпусной крышке (7), ведет к системе (55) измерения смещения средства (36) определения положения.

12. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один рабочий кабель (27)начинается у заднего концевого участка (52) приводной части (14) и через заднюю корпусную крышку (8) входит, по меньшей мере, в один кабельный канал (47), ведущий к средству (42) центрального электрического интерфейса корпусной трубки (4).

13. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один сигнальный кабель (37) проходит из передней корпусной крышки (7), по меньшей мере, в один кабельный канал (47), ведущий к средству (42) центрального электрического интерфейса корпусной трубки (4).

14. Линейное приводное устройство по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один электрический сигнальный кабель (37), начинаясь в сенсорной части (54), которая расположена внутри передней корпусной крышки (7) и взаимодействует без контакта с выходным стержнем (16) привода средства (36) определения положения, входит, по меньшей мере, в один кабельный канал (47) корпусной трубки (4).

15. Линейное приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что средство (36) определения положения содержит магнит (63) возбуждения, расположенный сзади на якоре (32) и участвующий в его перемещении вдоль оси; причем такой магнит (63) возбуждения, для определения втянутого положения подвижного узла (35), взаимодействует без контакта с датчиком (58) положения, размещенным на задней корпусной крышке (8), и от этого датчика (58) положения проходит электрический сигнальный кабель (38); причем такой сигнальный кабель проходит через заднюю корпусную крышку (8) и через кабельный канал (47), образованный в стенке (22) корпусной трубки (4), к средству (42) центрального электрического интерфейса.

16. Линейное приводное устройство по п.15, отличающееся тем, что средство (36) определения положения содержит систему (55) измерения приростного смещения, причем датчик положения (58) образует контрольный датчик для этой системы (55) измерения смещения.

17. Линейное приводное устройство по п.16, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один электрический сигнальный кабель (37), соединенный с системой (55) измерения смещения, начинаясь у передней корпусной крышки (7), проходит через кабельный канал (47) в корпусной трубке (4) к средству (42) центрального электрического интерфейса, в то время как, по меньшей мере, один электрический сигнальный кабель (38), соединенный с датчиком (58) положения, и по меньшей мере, один электрический рабочий кабель (27), начинаясь у задней корпусной крышки (8), проходят сквозь кабельный канал (47) корпусной трубки (4) к средству (42) центрального электрического интерфейса.

18. Линейное приводное устройство по любому из пп.15-17, отличающееся тем, что датчик (58) положения закреплен в крепежном пазу (62), размещенном на внешней периферии задней корпусной крышки (8); у этого крепежного паза (62) открывается принимающий кабель канал (66), проходящий в задней корпусной крышке (8), для связанного электрического сигнального кабеля (38).

19. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство (42) центрального электрического интерфейса так размещено на корпусной трубке (4), что не выступает на конце за внешний корпус (2).

20. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство (42) центрального электрического интерфейса содержит два отдельных средства (76) кабельного выхода для, с одной стороны, по меньшей мере, одного электрического соединительного кабеля (44), соединенного, по меньшей мере, с одним рабочим кабелем (27), и, с другой стороны, по меньшей мере, одного дополнительного электрического соединительного кабеля (43), соединенного, по меньшей мере, с одним электрическим сигнальным кабелем (37 и 38).

21. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на внешней периферии корпусной трубки (4) образованы проходящие по оси охлаждающие ребра (46).

22. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на одной корпусной крышке (7 и 8) есть механический крепежный интерфейс (45), позволяющий производить внешнее крепление.

23. Линейное приводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что задняя корпусная крышка (8) в качестве осевого продолжения подвижного узла (35) имеет отверстие (82) доступа, закрытое с возможностью снятия закрывающей крышкой (85), причем через это отверстие (82) доступа возможно введение и демонтаж подвижного узла (35), когда закрывающая крышка (85) снята.