DE202009000327U1

DE202009000327U1 - Linearantrieb

Info

Publication number: DE202009000327U1
Application number: DE202009000327U
Authority: DE
Original assignee: Linak AS
Current assignee: Linak AS
Priority date: 2008-01-12
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-01-09

Abstract

Linearantrieb (1) umfassend:
einen Elektromotor (2),
eine Transmission mit einem getriebenen Zahnrad (3),
ein Getriebegehäuse (11),
eine Spindel (5),
eine Spindelmutter (6)
dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebegehäuse (11) eine Wand (12) in Verbindung mit dem getriebenen Zahnrad (3) aufweist und dass die Wand (12) und das Zahnrad (3) derart ausgebildet sind, dass die Wand (12) als Zentrierung und Abstützung für das Zahnrad (3) dient.

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb umfassend ein Gehäuse, einen Elektromotor, eine Getriebeeinrichtung im Folgenden, wie auch in den Ansprüchen, kurz „Transmission" mit einem getriebenen (Zahn)Rad, ein Getriebegehäuse, eine Spindel und eine Spindelmutter.
Linearantriebe finden weit verbreitet Verwendung im industriellen Zusammenhang und bilden oft Teile von Maschinen und Steueranlagen, und zwar u. a. im Rahmen verstellbarer Möbel, wie zum Beispiel bei Betten im Hospital- und Pflegebereich oder für den Haushalt, bei Patientenhebevorrichtungen und bei höhenverstellbaren Tischen. In solchen Fällen des Einsatzes oder der Anwendung macht man sich zunutze, dass der Antrieb imstande ist, große Kräfte aufzubringen, die nun einmal bei solchen Verwendungsmaßnahmen erforderlich sind. Dieses stellt große Anforderungen an die Konstruktion des Antriebs, weil selbst schon ein kleiner Versatz zwischen den Teilen in der Transmission Geräusche und/oder eine schnelle Abnutzung des Antriebs zur Folge haben kann. Besonders auffällig ist das Problem bei getriebenen Zahnrädern in der Transmission wie z. B. einem Schneckenrad, das von einem Elektromotor über eine Schnecke getrieben wird.
Aus WO 98/30816 (Linak A/S) ist ein Linearantrieb mit einer Transmission, die ein getriebenes Zahnrad in der Form eines Schneckenrads umfasst, das auf einer Längsachse in einem Getriebegehäuse platziert ist. Diese Lösung eignet sich zwar ausgezeichnet für Vorrichtungen mit einer Transmission, die ein Planetengetriebe umfasst, wobei der Schaft der Spindel vor der Transmission gelagert und mit einen Ende mit dem Planetengetriebe verbunden ist, dennoch ist sie recht nachteilig, da die Struktur zusätzliche Bauteile enthält, die während der Herstellung des Antriebs in ihren Positionen mit extrem großer Genauigkeit eingebaut werden müssen.
Bei einer anderen gebräuchlichen Konstruktion wird die Spindel von einem einzelnen Schneckentrieb angetrieben, wobei das Schneckenrad ohne jegliche Abstützung direkt auf der Spindel montiert ist (vgl. z. B. DE 27 54 958 A1 der Magnetic Elektromotoren AG).
Ziel der Erfindung ist es, für eine Lösung des vorliegenden Problems zu sorgen, nämlich zu gewährleisten, dass ein typischerweise als Schneckenrad vorgesehenes getriebenes Zahnrad, das im Eingriff mit einer Schnecke an dem Elektromotor steht, im korrekten Eingriff mit einem entsprechenden Teil der Transmission gehalten wird, so dass das Zahnrad die Kräfte an die Transmission übertragen und gleichzeitig sicherstellen kann, dass mechanische Geräusche minimiert werden und eine vorzeitige Abnutzung vermieden wird. Gleichzeitig ist eine einfachere Lösung gewünscht, die einerseits kostengünstiger hinsichtlich der unmittelbaren Materialkosten herzustellen ist und andererseits die Produktionsvorgänge optimiert, was sowohl die Prozesse selbst als auch die benötigte Zeit angeht.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit Hilfe einer Ausbildung des Antriebs gelöst, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Dabei weist das Getriebegehäuse eine Wand in Verbindung mit dem Zahnrad auf, und die Wand sowie das Zahnrad sind derart auszubilden, dass die Wand als Zentrierung und Abstützung für das Zahnrad funktioniert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das getriebene Zahnrad ein Schneckenrad sein, das von einer Schnecke an dem Elektromotor angetrieben wird.
Die Lösung besagt, dass die Wand des Getriebegehäuses so ausgebildet ist, dass ein Vorsprung oder Kragen daran besteht und geeignet ist, das Zahnrad zu tragen und zu zentrieren, das mit einer Aussparung um seine (axiale) Längsachse davon versehen ist, die als Gegenstück für den Kragen auf dem Getriebegehäuse dient. Auf diese Weise ist das Zahnrad an dem Kragen des Getriebegehäuses gelagert und damit sowohl in seiner Position zentriert als auch abgestützt. Gleichzeitig ist die Schnecke ebenfalls in dem Getriebegehäuse gelagert, und zwar sowohl mittels der Befestigung des Motors an dem Getriebegehäuse als auch an dem anderen Ende der Schnecke mittels einer Anordnung in einem Lager, vorzugsweise einem Gleitlager in dem Getriebegehäuse. Damit ist das Schneckenrad, gestützt von dem Kragen an dem Getriebegehäuse, im korrekten Eingriff mit der Schnecke gehalten, so dass folglich das der Erfindung zugrunde liegende Problem gelöst ist. Ferner ist die Lösung einfacher und kostengünstiger in einer Konstruktion zu realisieren, bei der sich die Wand des Getriebegehäuses sich während des Montagevorgangs als Abstützung verwenden lässt.
Es ist natürlich ebenso gut möglich, dass die Abstützeinrichtung anstelle eines Kragens an dem Getriebegehäuse als Aussparung vorgesehen und die an dem getriebenen Zahnrad vorgesehene Aussparung statt dessen als Vorsprung oder Kragen ausgebildet sein kann. Es handelt sich jedoch in jedem Fall um komplementäre Teile, die als Mittel zum Festhalten der Schnecke und des Schneckenrads in gegenseitigem Eingriff bestimmen, wo die Mittel in Verbindung mit der sowie in Bezug auf die Wand anzuordnen sind. Somit werden auch andere Formen der Ausbildung von der Erfindung erfasst, die darauf basieren, dass die Wand im Getriebegehäuse als Abstützeinrichtung zum Zentrieren des Schneckenrads und dessen festem Halten im Eingriff mit einer Schnecke funktioniert.
Ferner ist das Schneckenrad dadurch in seiner Position abgestützt, dass die Spindel durch das Schneckenrad in dessen (axialer) Längsachse geführt ist und damit als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad fest in Eingriff mit der Schnecke hält. Wenn das Schneckenrad direkt auf der Spindel angebracht und relativ zur Spindel fest gegen Rotation gehalten ist, trägt die Lagerung der Spindel dazu bei, dass das Schneckenrad abgestützt und fest in seiner korrekten Position in Eingriff mit der Schnecke an dem Elektromotor gehalten wird.
Bei einer anderen möglichen, vorteilhaften Ausführungsform kann die Spindel mit einer Buchse versehen sein, die als Gleitlager und bei Anpassung an den Hohlraum in dem Schneckenrad als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad fest im Eingriff mit der Schnecke hält. Diese Lösung ist besonders in Verbindung mit einer Transmission zweckmäßig, die ein Planetengetriebe umfasst, da hierbei die Spindel nicht direkt dem Schneckenrad zugeordnet ist, sondern vielmehr dem nachfolgenden Teil der Transmission.
In einer anderen möglichen Lösung, bei der die Transmission vorzugsweise ein Planetengetriebe umfasst, kann das Schneckenrad als Sonnenrad ausgeführt sein. Mit anderen Worten steht das Sonnenrad sowohl mit einem Außenzahnkranz mit Planetenrädern in einem Planetenradhalter als auch mittels einer Verzahnung mit der Schnecke an dem Elektromotor in Eingriff. Da der Planetenradhalter mit den Planetenrädern sowohl einen Teil des Sonnenrads als auch die Spindel umschließt und in Verbindung mit der Drehung der Spindel fest an letzterer gehalten wird, kann der Planetenradhalter als Abstützeinrichtung funktionieren, die das Schneckenrad fest in Eingriff mit der Schnecke hält. Ferner sind die Planetenräder in Eingriff mit einem Zahnkranz mit Innenverzahnung, der den Planetenradhalter mit den Planetenrädern umschließt. Da der Zahnkranz in dem Getriebegehäuse fixiert ist, dient der Zahnkranz ferner als Abstützeinrichtung, die das Schneckenrad fest in Eingriff mit der Schnecke hält.
Nach allem sorgt die Erfindung für einen Weg, mit dem sich das der Erfindung zugrunde liegende Problem mittels mehrerer Strukturen von Abstützeinrichtungen lösen lässt, die ein getriebenes Zahnrad in seiner Position in einem Getriebegehäuse abzustützen in der Lage sind. Diese Lösungen sind relativ zum Stand der Technik einfach und bilden deswegen auch die Grundlage für eine maßgeblich einfachere und damit zugleich Kosten sparendere Produktion als bisher.
Ausführungsmöglichkeiten von nach der Erfindung ausgebildeten Linearantrieben sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden unter Bezugnahme auf dieselbe näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch einen Antrieb nach der Erfindung und
2 in Draufsicht einen Querschnitt durch das hintere Ende des Antriebs der 1
3 eine Explosionsdarstellung des Getriebegehäuses und Planetengetriebe in Hinteransicht
4 dasselbe als 3 aber in Vorderansicht wo ein Teil der Wand des Getriebegehäuses weggeschnitten ist, so dass die Querwand ersichtlich ist.
Wie man aus 1 der Zeichnung erkennt, sind die Hauptbestandteile des Antriebs ein Gesamtgehäuse 1 mit einem reversiblen Gleichstrommotor 2, der über einen Schneckentrieb 3 und eine Getriebeeinrichtung bzw. Transmission 4 eine Spindel 5 mit einer Spindelmutter 6 treibt, zu der ein rohrförmiges Aktivierungselement 7 (Innenrohr), umgeben von einem Außenrohr 8, fest gelagert ist. Der Antrieb ist ferner mit einer frontalen Befestigung 9 am vorderen Ende des Aktivierungselements und einer hinteren Befestigung 10 am hinteren Ende des Gehäuses 1 versehen.
2 zeigt einen von oben betrachteten Querschnitt durch das hintere Ende des Antriebs. Dabei ist ein zu dem Gesamtgehäuse 1 separates Getriebegehäuse 11 mit der Transmission 4, die als Planetengetriebe ausgeführt ist im Detail gezeigt. Wie ersichtlich, ist an einer Wand 12, insbesondere einer Querwand des Getriebegehäuses 11, ein Vorsprung oder Flansch 12a angeordnet, der als Abstützeinrichtung für ein getriebenes Rad in Form eines Schneckenrads 13 dient, das zugleich als Sonnenrad 13a in der Transmission dient, da das Sonnenrad als integriertes Teil auf der Seite des Schneckenrads ausgebildet ist. Der Flansch 12a an der Wand 12 des Getriebegehäuses 11 ragt in eine an dem Schneckenrad 13 ausgeführte Aussparung 14 hinein. Man erkennt ferner, dass die Schnecke 15 an dem Elektromotor 2 mit dem Schneckenrad 13 in Eingriff steht. Flansch 12a und Aussparung 14 sind in Bezug zueinander so aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass der Flansch 12a eine Abstützeinrichtung für das Schneckenrad 13 bildet und dieses fest im Eingriff mit der Schnecke 15 hält.
Die Spindel 5 ist ferner durch das Schneckenrad 13 hindurch geführt und mit einer Buchse 16 versehen, auf der das Schneckenrad 13 gelagert ist. Die Buchse 16, die an der Spindel 5 befestigt ist, dient als Gleitlager in Bezug auf das Schneckenrad 13. Sie stützt und zentriert somit das Schneckenrad 13, so dass dieses fest in Eingriff mit der Schnecke 15 gehalten wird. Die Buchse 16 wird im vorderen Bereich von einem Lager 16a abgestützt.
Da das Schneckenrad 13 mit einer Verzahnung versehen ist und so zugleich in der Transmission das Sonnenrad 13a in einem Planetengetriebe bildet, ist das kombinierte Sonnenrad/Schneckenrad 13a, 13 in dem Getriebe durch einen Planetenradhalter 17 mit einem Planetenrad 18 verbunden. Der Planetenradhalter 17 ist ferner über die Buchse 16 mit der Spindel 5 verbunden, wobei die Buchse eine Keil- oder Polynom(Spline)-verbindung zwischen den zwei Teilen bildet. Da die Buchse 16 gegen Rotation um die Spindel 5 und der Planetenradhalter 17 gleichfalls gegen Rotation in Verhältnis zu der Buchse 16 befestigt ist, bildet der Planetenradhalter 17 eine Abstützeinrichtung für das Sonnenrad/Schneckenrad 13a, 13, die das Schneckenrad 13 fest in Eingriff mit der Schnecke 15 hält.
Da ferner ein in dem Getriebegehäuse 11 angeordneter Zahnkranz 19 mit Innenverzahnung den Planetenradhalter 17 mit Planetenrad 18 umschließt, trägt diese Anordnung weiter zur Befestigung des Planetenradhalters 17 in seiner Position bei. Deshalb dient der Zahnkranz 19 ebenfalls als Abstützeinrichtung, die das Schneckenrad 13 fest in Eingriff mit der Schnecke 15 hält.
Die Spindel 5 ist zugleich in einem Kugellager 20 gelagert, das mit der Spindel 5 über eine Zwischenbuchse 21 verbunden ist. Somit dient auch die Lagerung der Spindel 5 als Abstützeinrichtung, die das Schneckenrad 13 fest im Eingriff mit der Schnecke 15 hält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 98/30816 [0003]
- DE 2754958 A1 [0004]

Claims

Linearantrieb (1) umfassend: einen Elektromotor (2), eine Transmission mit einem getriebenen Zahnrad (3), ein Getriebegehäuse (11), eine Spindel (5), eine Spindelmutter (6) dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (11) eine Wand (12) in Verbindung mit dem getriebenen Zahnrad (3) aufweist und dass die Wand (12) und das Zahnrad (3) derart ausgebildet sind, dass die Wand (12) als Zentrierung und Abstützung für das Zahnrad (3) dient.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (3) ein Schneckenrad (13) ist, das von einer Schnecke (15) an dem Elektromotor getrieben wird.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) mit Mitteln zum festen Halten des Schneckenrads (13) im Eingriff mit der Schnecke (15) versehen ist und dass diese Mittel der Wand (12) zugeordnet sind.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (13) mit einer Aussparung (14) um seine Längsachse versehen ist, die in Verbindung mit einem Gegenstück an der Wand (12) in dem Getriebegehäuse (11) als Abstützeinrichtung dient, die das Schneckenrad (13) fest im Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (13) mit einem insbesondere kragenartigen Vorsprung um seine Längsachse versehen ist, der in Verbindung mit einem Gegenstück, insbesondere einer Vertiefung oder Aussparung an bzw. in dem Getriebegehäuse (11) als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (5) durch das Schneckenrad (13) in dessen Längsachse derart geführt ist, dass die Spindel (5) als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (5) in dem Bereich, in dem sie mittels des Schneckenrads (13) geführt ist, mit einer Buchse (16) versehen ist, die als Gleitlager funktioniert, das einem Hohlraum in dem Schneckenrad (13) derart angepasst ist, dass die Buchse (16) als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (13) ein Sonnenrad (13a) in einem Planetengetriebe aufweist, wobei ein Planetenradhalter (17) in der Längsachse die Spindel (5) umschließt und derart fest an der Spindel (5) gehalten ist, dass der Planetenradhalter (17) als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (13) ein Sonnenrad (13a) in einem Planetengetriebe aufweist, wobei ein Planetenradhalter (17) über Planetenräder (18) in dem Getriebegehäuse (11) mittels eines Zahnkranzes (19) mit Innenverzahnung derart fixiert ist, dass der Zahnkranz (19) als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.
Linearantrieb nach einer der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (5) mindestens mit einem Ende in einem Kugellager (20) gelagert ist und als Abstützeinrichtung funktioniert, die das Schneckenrad (13) fest in Eingriff mit der Schnecke (15) hält.