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DE10329097A1 - Linear actuator, e.g. for kitchen fan, or hospital bed, has motor, reduction gear, transmitting device and actuating element enclosed in sleeve - Google Patents

Linear actuator, e.g. for kitchen fan, or hospital bed, has motor, reduction gear, transmitting device and actuating element enclosed in sleeve Download PDF

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Abstract

An actuating element (40) has a spindle (42) and nut (43) for moving an actuator connected to the nut. A transmitting device (30) increases the power output from a motor (13) and reduction gear and transmits the torque to the actuating element. The motor, reduction gear, transmitting device and actuating element are enclosed in a sleeve (20) to reduce the volume of the linear actuator. The sleeve receives axial force, so that the transmitting device can transmit the torque efficiently.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lineare Stellvorrichtung und insbesondere eine Stellvorrichtung, die zum Hin- und Herbewegen beliebiger Geräte und Apparate z.B. eines Küchenventilators, eines verstellbaren Krankenbettes, eines Elevators und dgl. eingesetzt werden kann.The The present invention relates to a linear actuator and in particular an adjusting device, which is used for reciprocating any devices and apparatuses e.g. a kitchen fan, an adjustable bed, an elevator and the like used can be.

Eine lineare Stellvorrichtung hat üblicherweise einen Grundkörper, einen Motor, ein Untersetzungsgetriebe, eine Spindel, eine Mutter, ein Stellglied usw. Die Funktionsweise der Stellvorrichtung besteht im Prinzip darin, die Drehbewegung eines Motors durch ein Untersetzungsgetriebe auf die gewünschte Drehzahl zu verzögern, die verzögerte Drehbewegung anschließend auf die Spindel zu übertragen und dann die Drehbewegung der Spindel über die Mutter in eine lineare Bewegung zu übertragen, so dass das zugehörige Stellglied hin- und herbewegt wird, um eine entsprechende Bewegung des zu betätigenden Teils herbeizuführen.A linear actuator has usually a basic body, a motor, a reduction gear, a spindle, a nut, an actuator, etc. The operation of the actuator consists basically, the rotational movement of an engine through a reduction gear to the desired Delay speed, the delayed rotational movement subsequently to transfer to the spindle and then turning the spindle over the nut into a linear one To transmit movement so that the associated Actuator is reciprocated to a corresponding movement of the to be operated Part to bring about.

Eine herkömmliche lineare Stellvorrichtung, wie sie in DK 155291 und DK 86292 offenbart ist, enthält einen Motor, dessen Drehbewegung mittels eines Untersetzungsgetriebes auf die Spindel übertragen wird. Die Drehbewegung der Spindel wird dann über die Mutter in die lineare Antriebskraft zum linearen Verstellen des Stellgliedes umgewandelt. Aufgrund der Form des Grundkörpers und des Untersetzungsgetriebes kommt es bei der Drehmomentübertragung zu zwei scharfen rechtwinkeligen Umlenkungen, was die Konstruktion des Untersetzungsgetriebes relativ kompliziert macht. Dies führt wiederum zu einer aufwendigen Fertigung und Montage und erhöht auch den erforderlichen Einbauplatz. Außerdem ist die herkömmliche lineare Stellvorrichtung normalerweise als integrale Einheit ausgebildet, was nicht nur die Wartung (schwieriger Ein- und Ausbau) schwierig macht, sondern auch die Ausrichtung auf der Mittellinie erschwert, was möglicherweise zu Schwingungen und Geräuschen der Stellvorrichtung im Betrieb führt und ferner die Funktionsweise beeinträchtigt.A conventional linear actuator as shown in FIG DK 155291 and DK 86292 discloses a motor whose rotary motion is transmitted by means of a reduction gear to the spindle. The rotational movement of the spindle is then converted via the nut in the linear driving force for linear adjustment of the actuator. Due to the shape of the main body and the reduction gear, there are two sharp right-angle deflections in the torque transmission, which makes the construction of the reduction gear relatively complicated. This in turn leads to a complex production and assembly and also increases the required installation space. In addition, the conventional linear actuator is usually formed as an integral unit, which not only makes the maintenance (difficult installation and removal) difficult, but also complicates the alignment on the center line, possibly leading to vibration and noise of the actuator in operation and also the Functionality impaired.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher linearer Stellvorrichtungen vermieden oder zumindest gemindert werden.By The present invention is intended to overcome the disadvantages described above conventional linear adjusting devices avoided or at least reduced.

Insbesondere soll eine lineare Stellvorrichtung geschaffen werden, die ein möglichst kleines Volumen und geringen Platzbedarf hat, während die Übertragungsmittel der Stellvorrichtung das Drehmoment möglichst effektiv und weich überträgt. Außerdem soll sie möglichst schwingungsfrei und geräuscharm arbeiten, in einer einfacher Weise zusammengebaut und zerlegt werden können und eine hohe Betriebssicherheit haben.Especially a linear actuator is to be created, the one possible has small volume and small footprint, while the transmission means of the actuator the torque as possible effectively and softly transmits. In addition, should if possible vibration-free and quiet work, be assembled and disassembled in a simple way can and have a high level of operational safety.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.The Invention and advantageous embodiments of the invention are in the claims Are defined.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based The drawings will be an embodiment closer to the invention explained. It shows:

1 eine Explosionsdarstellung einer linearen Stellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 an exploded view of a linear actuator according to the present invention;

2 eine Teilansicht der zusammengebauten Stellvorrichtung der 1; 2 a partial view of the assembled actuator of 1 ;

3 einen Längsschnitt durch einen Teil der Stellvorrichtung in 2. 3 a longitudinal section through a part of the adjusting device in 2 ,

Die in 1 dargestellte lineare Stellvorrichtung umfasst eine Leistungsgruppe 10, eine Hülse 20, Übertragungsmittel 30 und einen Aktor 40. Die Leistungsgruppe 10 umfasst einen Schneckenradsatz 11, ein Ritzel 12 und einen Motor 13. Wenn der Motor 13 den Schneckenradsatz 11 antreibt, um eine Drehzahluntersetzung in einer ersten Stufe auszuführen, dreht sich das Ritzel 12 zusammen mit dem Schneckenradsatz 11. Gleichzeitig steht das Ritzel 12 mit einem Planetenrad 31 der Übertragungsmittel 30 innerhalb der Hülse 20 in Eingriff, so dass das Ritzel 12 das Planetenrad 31 der Übertragungsmittel 30 mit reduzierter Drehzahl in einer zweiten Untersetzungsstufe antreibt. Hierbei verteilen die Übertragungsmittel das Drehmoment so, dass die Drehmomentübertragung mit größtmöglichem Wirkungsgrad bei kleinstem Volumen durchgeführt wird.In the 1 illustrated linear actuator comprises a power group 10 , a sleeve 20 , Transmission means 30 and an actor 40 , The performance group 10 includes a worm wheel set 11 , a pinion 12 and a motor 13 , If the engine 13 the worm wheel set 11 drives to perform a speed reduction in a first stage, the pinion rotates 12 together with the worm wheel set 11 , At the same time is the pinion 12 with a planetary gear 31 the transmission means 30 inside the sleeve 20 engaged so that the pinion 12 the planetary gear 31 the transmission means 30 at a reduced speed in a second reduction stage drives. In this case, the transmission means distribute the torque so that the torque transmission is carried out with the greatest possible efficiency with the smallest volume.

Das Planetenrad 31 ist mit einem Übertragungsabschnitt 32 so verbunden, dass der Übertragungsabschnitt 32 mit verringerter Drehzahl angetrieben wird. Der Übertragungsabschnitt 32 der Übertragungsmittel 30 ist ferner mit einem Kupplungsabschnitt 41 des Aktors 40 innerhalb der Hülse 20 koaxial verbunden, d.h., der Übertragungsabschnitt 32 ist mit Nuten versehen, die mehrere längliche Leisten 411 des Kupplungsabschnittes 41 aufnehmen, um den Kupplungsabschnitt 41 mit dem Übertragungsabschnitt 32 drehfest zu verbinden. Eine Spindel 42 des Aktors 40 ist mit dem Kupplungsabschnitt 41 drehfest verbunden. Eine mit Gewinde versehene Mutter 43 ist auf der Spindel 42 angeordnet, um die Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung umzuformen, so dass ein mit der Mutter 43 verbundenes Stellglied 45 axial hin- und herbewegt wird, um einen Gegenstand (nicht gezeigt) axial zu verstellen.The planet wheel 31 is with a transmission section 32 connected so that the transmission section 32 is driven at a reduced speed. The transmission section 32 the transmission means 30 is also with a coupling section 41 of the actor 40 inside the sleeve 20 Coaxially connected, ie, the transmission section 32 is provided with grooves, the several elongated strips 411 the coupling section 41 pick up the coupling section 41 with the transmission section 32 rotatably connect. A spindle 42 of the actor 40 is with the coupling section 41 rotatably connected. A threaded nut 43 is on the spindle 42 arranged to transform the rotary motion into a linear reciprocating motion, so that one with the nut 43 connected actuator 45 axially reciprocated to axially lock an article (not shown) len.

Es wird nun zusätzlich auf die 2 und 3 Bezug genommen. Die Leistungsgruppe 10 ist mit einer Kappe 40 versehen, die mit einem Eingriffsabschnitt 21 am hinteren Ende der Hülse 20 axial verbunden werden kann, während ein Eingriffsabschnitt 22 am vorderen Ende der Hülse 20 mit dem Kupplungsabschnitt 44 des Aktors 40 axial verbunden ist (wie in 1 gezeigt), so dass die Achskraft von dem vorderen und hinteren Ende der Hülse 20 aufgenommen wird und keine Achskraft auf die Übertragungsmittel 30 in der Hülse 20 übertragen wird. Die Übertragungsmittel 30 können daher die Leistung von der Leistungsgruppe 10 auf den Kupplungsabschnitt 41 des Aktors 40 effektiv und weich übertragen und die Spindel 42 sowie die Mutter 43 synchron antreiben, um das Stellglied 45 hin und her zu bewegen. Die lineare Stellvorrichtung zeigt daher einen verbesserten Wirkungsgrad bei der Übertragung des vom Motor 13 abgegebenen Drehmomentes.It will now be added to the 2 and 3 Referenced. The performance group 10 is with a cap 40 provided with an engaging portion 21 at the rear end of the sleeve 20 can be axially connected while an engaging portion 22 at the front end of the sleeve 20 with the coupling section 44 of the actor 40 axially connected (as in 1 shown) so that the axle force from the front and rear ends of the sleeve 20 is absorbed and no axle force on the transmission means 30 in the sleeve 20 is transmitted. The transmission means 30 Therefore, the performance of the performance group can 10 on the coupling section 41 of the actor 40 transmitted effectively and smoothly and the spindle 42 as well as the mother 43 synchronously drive to the actuator 45 to move back and forth. The linear actuator therefore exhibits improved transmission efficiency of the engine 13 delivered torque.

Die Übertragungsmittel 30 sind ferner an der Außenfläche des Übertragungsabschnittes 32 mit einer Drehfeder 33 versehen, die an beiden Enden eine einwärts gerichtete Fase 331 zwecks Eingriff mit dem Übertragungsabschnitt 32 hat. Wenn daher der Übertragungsabschnitt 32 der Übertragungsmittel 30 in Drehung versetzt wird, hat dies eine synchrone Drehung der Drehfeder 33 zur Folge. Falls jedoch die Stellvorrichtung bei stillstehendem Motor 13 einer einwärts gerichteten Last ausgesetzt ist, wandelt die Mutter 43 die einwärts gerichtete axiale Kraft der Last in eine Drehbewegung der Spindel 42, was wiederum zu einer axialen Aufweitung der Drehfeder 33 führt, nachdem die Fasen 331 am vorderen Ende der Feder von den Leisten 411 des Aktors 40 angetrieben werden. Die axiale Aufweitung führt zu einer Reibung zwischen dem Außenumfang der Drehfeder 33 und der Innenfläche der Hülse 20, wodurch eine Art Bremswirkung erzeugt wird. Wenn in diesem Augenblick der Motor 13 eine Rückwärtsdrehung auszuführen beginnt, um das Stellglied 45 zurückzuziehen, wird die Leistung von der Leistungsgruppe 10 auf den Übertragungsabschnitt 32 der Übertragungsmittel 30 so übertragen, dass die Fase 331 am hinteren Ende der Drehfeder 33 angetrieben wird, wodurch die axial aufgeweitete Feder in ihren Normalzustand zurückgedreht und „entriegelt" wird, während gleichzeitig die Spindel 42 angetrieben wird, um das Stellglied 45 zurückzuziehen.The transmission means 30 are further on the outer surface of the transfer section 32 with a torsion spring 33 provided, which at both ends an inwardly directed chamfer 331 for engagement with the transfer section 32 Has. Therefore, if the transmission section 32 the transmission means 30 is rotated, this has a synchronous rotation of the torsion spring 33 result. However, if the actuator with the engine stopped 13 is exposed to an inward load, the mother converts 43 the inward axial force of the load in a rotational movement of the spindle 42 , which in turn leads to an axial expansion of the torsion spring 33 leads after the chamfers 331 at the front end of the spring from the strips 411 of the actor 40 are driven. The axial expansion leads to a friction between the outer circumference of the torsion spring 33 and the inner surface of the sleeve 20 , whereby a kind of braking effect is generated. If at this moment the engine 13 to perform a reverse rotation begins to the actuator 45 retire, the performance of the performance group 10 on the transmission section 32 the transmission means 30 so transfer that chamfer 331 at the rear end of the torsion spring 33 is driven, whereby the axially expanded spring is rotated back to its normal state and "unlocked" while the spindle 42 is driven to the actuator 45 withdraw.

Die lineare Stellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat folgende Vorteile:

  • 1) Die Stellvorrichtung hat eine Hülse zur Aufnahme ihrer entsprechenden Einzelteile, die innerhalb der Hülse koaxial untereinander verbunden sind, wodurch das Volumen wie auch der Einbauplatzbedarf der Stellvorrichtung verringert werden.
  • 2) Die Einzelteile der Stellvorrichtung sind innerhalb der Hülse koaxial so miteinander verbunden, dass die Achskraft der Stellvorrichtung außerhalb der Hülse aufgenommen wird, wodurch die Übertragungsmittel das Drehmoment sanft und mit optimalem Wirkungsgrad übertragen kann.
  • 3) Die Einzelteile der Stellvorrichtung sind im wesentlichen kreisförmig bzw. rotationssymmetrisch ausgebildet, was die Fertigung erleichtert und eine koaxiale Kopplung der Einzelteile ermöglicht, was wiederum Schwingungen und Geräusche dämpft und den Zusammenbau sowie das Zerlegen erleichtert. Außerdem sorgen die Übertragungsmittel der Stellvorrichtung für eine gleichmäßige Verteilung des Drehmomentes, so dass die Drehmomentübertragung äußerst effektiv bei größtmöglichem Drehmomentoutput und kleinstmöglichem Volumen erfolgen kann.
The linear actuator according to the present invention has the following advantages:
  • 1) The adjusting device has a sleeve for receiving their respective items, which are coaxially interconnected within the sleeve, whereby the volume as well as the space requirement of the adjusting device can be reduced.
  • 2) The individual parts of the actuator are coaxially connected within the sleeve so that the axial force of the actuator is received outside the sleeve, whereby the transmission means can transmit the torque smoothly and with optimum efficiency.
  • 3) The items of the actuator are formed substantially circular or rotationally symmetrical, which facilitates the production and allows a coaxial coupling of the items, which in turn dampens vibrations and noise and facilitates the assembly and disassembly. In addition, the transmission means of the actuator for a uniform distribution of torque, so that the torque transmission can be extremely effective with the greatest possible torque output and smallest possible volume.

Claims (7)

Lineare Stellvorrichtung mit: einer Leistungsgruppe (10) mit einem Motor (13) zur Abgabe von Drehmoment und einer Untersetzungsvorrichtung in einer ersten Stufe, einem Aktor (40) mit einer Spindel (42) und einer Mutter (43) zum axialen Hin- und Herbewegen eines mit der Mutter (43) verbundenen Stellgliedes (45), Übertragungsmitteln (30) in einer zweiten Stufe zum Verzögern der Abtriebsbewegung der Leistungsgruppe (10) und zum anschließenden Übertragen des Drehmomentes auf den Aktor (40), und einer Hülse (20), die mit der Leistungsgruppe (10) sowie dem Aktor (40) axial gekoppelt ist, wobei die Leistungsgruppe (10), die Übertragungsmittel (30) und der Aktor (40) in der Hülse (20) zusammengeschlossen sind, um das Volumen und den Einbauplatz der linearen Stellvorrichtung zu verringern, während die Hülse (20) die Achskraft aufnimmt, damit die Übertragungsmittel (30) das Drehmoment weich und effektiv übertragen kann.Linear actuator comprising: a power group ( 10 ) with a motor ( 13 ) for outputting torque and a reduction device in a first stage, an actuator ( 40 ) with a spindle ( 42 ) and a mother ( 43 ) for axially reciprocating one with the nut ( 43 ) connected actuator ( 45 ), Means of transmission ( 30 ) in a second stage for delaying the output movement of the power group ( 10 ) and for subsequently transferring the torque to the actuator ( 40 ), and a sleeve ( 20 ) associated with the performance group ( 10 ) as well as the actuator ( 40 ) is axially coupled, the power group ( 10 ), the transmission means ( 30 ) and the actuator ( 40 ) in the sleeve ( 20 ) in order to reduce the volume and the installation space of the linear actuator, while the sleeve ( 20 ) receives the axle force, so that the transmission means ( 30 ) can transmit the torque smoothly and effectively. Lineare Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsgruppe (10) mit einer Kappe (14) versehen ist, die axial mit der Hülse (20) verbunden ist.Linear actuator according to claim 1, characterized in that the power group ( 10 ) with a cap ( 14 ) provided axially with the sleeve ( 20 ) connected is. Lineare Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (40) einen Kupplungsabschnitt (41) hat, der mit einem Eingriffsabschnitt (21) der Hülse (20) verbunden ist.Linear actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator ( 40 ) a coupling section ( 41 ) having an engaging portion ( 21 ) of the sleeve ( 20 ) connected is. Lineare Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel (30) mit dem Aktor (40) in der Hülse (20) zur Drehmomentübertragung koaxial verbunden sind.Linear actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission means ( 30 ) with the actuator ( 40 ) in the sleeve ( 20 ) are coaxially connected for torque transmission. Lineare Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel (30) einen Übertragungsabschnitt (32) mit einem hohlen Schlitz haben und der Übertragungsabschnitt (32) an seiner Außenfläche mit einer Drehfeder (33) versehen ist, die an ihrem vorderen und hinteren Ende jeweils mit einer einwärts gerichteten Fase (331) zum Erfassen des Übertragungsabschnittes (32) versehen ist.Linear actuator according to one of the preceding claims, characterized that the transmission means ( 30 ) a transmission section ( 32 ) with a hollow slot and the transmission section ( 32 ) on its outer surface with a torsion spring ( 33 ) is provided at its front and rear ends each with an inwardly directed chamfer ( 331 ) for detecting the transmission section ( 32 ) is provided. Lineare Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsgruppe (10) mit den Übertragungsmitteln (30) in der Hülse (20) durch einen Planetenradgetriebe so verbunden ist, dass hierdurch nicht nur die Untersetzung in der zweiten Stufe durchgeführt wird, sondern auch eine gleichmäßige Verteilung des Drehmomentes ermöglicht wird, um eine Drehmomentübertragung mit größtmöglichem Wirkungsgrad bei kleinstem Volumen zu ermöglichen.Linear actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the power group ( 10 ) with the transmission means ( 30 ) in the sleeve ( 20 ) is connected by a planetary gear, so that not only the reduction in the second stage is performed, but also a uniform distribution of the torque is made possible to allow torque transmission with the greatest possible efficiency with the smallest volume. Lineare Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der linearen Stellvorrichtung im wesentlichen runde Form haben, um die Herstellung zu vereinfachen und die Teile koaxial anordnen zu können, wodurch Schwingungen und Geräusche reduziert und die Montage vereinfacht werden.Linear actuator according to one of the preceding Claims, characterized in that the parts of the linear actuator have substantially round shape to simplify the manufacture and to be able to arrange the parts coaxially, whereby vibrations and noises reduced and the assembly can be simplified.
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