[发明专利]具有第一电机和第二电机的驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动单元，其用于将工作元件相对于第一壳体元件旋转运动且直线运动，其中驱动单元具有第一电机和第二电机。

背景技术

这种类型的驱动单元可以在多方面应用，其使得两个物体能够彼此相对旋转且同时和/或与之不相关地彼此相对地直线移动。

典型的应用领域是螺旋封闭器，其在用于自动封闭饮料瓶的设备中应用。为此工作元件(通常是旋转对称的轴)与一个封闭头关于工作元件的旋转轴线以不能相对旋转且沿轴向不能相对移动的方式耦合。封闭头与相应的饮料容器(例如PET或玻璃瓶)的形状相适配。通过工作元件和因此封闭头相对于第一壳体元件旋转或直线移动，相对于第一壳体元件不可运动地设置的饮料容器能够被封闭。在此必须确保，封闭盖被一直拧接到其终端位置，从而饮料容器中的液体直至允诺的失效日充分地相对于环境因素如环境空气和细菌密封。此外所谓的印章戒指必须被无损坏地操作并且形锁合地卡住。此外对于瓶子使用者而言拧接力矩不应当过高。这样的螺旋封闭件的生产率可以是直至65000个瓶子/每小时。

同类型的驱动单元的其它应用领域是两个或多个机器件的拧接，其设有各一个内螺纹或外螺纹或贯通孔。例如在此提及将螺钉旋入螺纹孔中，其中在该应用中通常也需要在拧入扭矩方面的过程监控，例如对于在车辆或飞机工业中对于安全重要的构件而言。

同类型的驱动单元的其它应用领域在自动化技术例如在装配和检查自动机中，或者在电子生产设备如在装料自动机或在线测试仪中。

由DE 100 25 351 A1已知一种同类型的驱动单元，其中该设备具有一个直线电机和一个旋转电机。DE 100 25 351 A1的不仅直线电机而且旋转电机通过在工作元件(在此情况下是旋转对称的轴)上设置的永久磁铁以及包围永久磁铁的设置在壳体中的线圈构成。为了在工作元件的可能的行程上确保电机的恒定的驱动功率，构成在永久磁铁和线圈之间的圆柱形的气隙面必须始终保持恒定。这在DE 100 25 351A1中如此实现，即永久磁铁的轴向长度比线圈的轴向长度大出最大行程的值。因此然而产生高的费用，构造和装配是麻烦的并且所需要的轴向构造空间是大的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种开头所述类型的驱动单元，其克服上述缺点。

上述任务根据本发明通过独立权利要求的特征实现。为此根据本发明的驱动单元的特征在于一种用于将工作元件相对于第一壳体元件旋转和直线运动的驱动单元，其中驱动单元具有第一和第二电机，驱动单元的特征在于设有支承装置，其使得对于第一电机和/或第二电机而言能够实现，在工作元件相对于第一壳体元件直线运动时该电机的初级件和次级件彼此以沿轴向不能相对移动的方式设置。因为在这种电机中在驱动单元的工作期间尽管工作元件相对于第一壳体元件直线移动，在初级件和次级件之间在轴向方向上(即沿着工作元件的旋转轴线)的直线移动不会实现，所以由现有技术已知的初级件或次级件的轴向超出不再需要。因此对于至少一个电机而言，初级件的轴向长度可以选择成等于次级件的轴向长度。用于初级件和次级件的费用和因此用于电机的费用因此降低了，简化了结构和构造，并且减小了电机的轴向构造空间。

本发明的这方面根据本发明的第一表现形式如此实现，即支承装置包含第一丝杆和第一螺母，其中第一螺母相对于第一壳体元件以沿着轴向不能相对移动的方式布置并且与第一电机的初级件或次级件以不能相对旋转的方式耦合。

丝杆可以与螺母相结合将旋转转换成平移运动。根据本发明，丝杆的平移运动或直线运动仅仅能够通过螺母的转动达到。螺母因此仅仅必须围绕丝杆的轴线支承并且能够关于丝杆的轴线沿着轴向不能相对移动地布置。

根据本发明螺母应当现在相对于第一壳体元件沿着轴向不能相对移动地布置。丝杆的平移运动可以因此实现，而待驱动的机器元件(即螺母)无需相对于第一壳体元件轴向移动。

通过第一电机与丝杆和螺母的耦合，特别是通过螺母与第一电机的初级件或次级件以不能相对旋转的方式耦合，在工作元件的直线运动时初级件相对于次级件的轴向可移动性是不需要的。因此第一电机的初级件和次级件的轴向长度可以选择成相同的。用于初级件或次级件的费用和因此用于第一电机的费用总体上因此被减小了，简化了结构和构造，并且减小了电机的轴向构造空间。

此外有利的是，通过丝杆或螺母的螺矩达到在电机转速和工作元件的速度之间的规定的转换。通过选择相应的螺矩因此可能的是，将电机在给定的工作元件的速度时靠近或在其最佳工作点上工作。