CN110462991B - 具有带制动装置的驱动电机的电动家具驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有驱动电机(10)的电动家具驱动设备，其中驱动电机(10)具有驱动轴(11)，该驱动轴与制动装置(13)机械联接，其中制动装置(13)具有缠绕的卷绕弹簧(15)。该电动家具驱动设备的特征在于，制动装置(13)包括制动元件(17)，该制动元件被设计用于在旋转方向上向驱动轴(11)施加制动扭矩，其中制动元件(17)与联接元件(16)在机械上有效连接，并且其中卷绕弹簧(15)被放置到联接元件(16)的外部的圆周表面(161)上。

Description

具有带制动装置的驱动电机的电动家具驱动设备

本发明涉及一种具有驱动电机的电动家具驱动设备，其中该驱动电机具有驱动轴，该驱动轴与制动装置机械联接，其中该制动装置具有缠绕的卷绕弹簧。

例如，具有驱动电机和制动装置的电动家具驱动设备从出版物DE 20 2015 107053中得知，其中制动装置包括制动元件，该制动元件直接作用于驱动电机的驱动轴上并且在两个旋转方向上产生一致的制动扭矩。因此，不管旋转方向如何都可以产生相同的制动扭矩，使得电动家具驱动设备在停止状态下受到其机械自锁(Selbsthemmung)，并且可以可靠地保持已经升高的负载。缺点在于制动扭矩在驱动轴的两个旋转方向上产生。

从出版物US 9 431 871中已知一种前述类型的电动家具驱动设备，其中三个制动元件以节段形式围绕驱动轴并且直接被缠绕的卷绕弹簧包围，从而仅在驱动轴的一个旋转方向上产生制动扭矩。在这种情况下的缺点在于增加了装配耗费，并且除了卷绕弹簧的预张力之外，由Eytelwein缠绕(Eytelwein’sche Umschlingung)还产生了可控性相对差的附加张力，这意味着在施加制动扭矩时公差大。

本发明基于以下任务，即实现一种具有驱动电机和制动装置的电动家具驱动设备，该电动家具驱动设备不再具有上述缺点，由此易于装配并且其中制动扭矩处于小的公差范围内。

根据权利要求1的实施方式，提供了该任务的解决方案。其他有利的设计方案是从属权利要求的主题。

在根据本发明的前述类型的电动家具驱动设备中，制动装置包括制动元件，该制动元件被设计用于在旋转方向上向驱动轴施加制动扭矩，其中制动元件与联接元件在机械上有效连接，并且其中卷绕弹簧被放置到联接元件的外部的圆周表面

上一个缠绕圈以上。

在有利的设计方案中，电动家具驱动设备具有齿轮传动系(Getriebeantriebsstrang)，该齿轮传动系由驱动电机驱动，并且将驱动电机的高转速降低到较低的角速度或低的线速度。典型的齿轮传动系具有蜗轮，该蜗轮的齿与驱动电机的齿啮合，并且该齿轮传动系还具有螺杆螺母升降传动机构，该螺杆螺母升降传动机构由蜗轮施加转动能(Rotationsenergie)并且将旋转运动转换成线性的从动运动。

根据典型的实施方式，螺纹螺杆(Gewindespindel)被位置固定地布置在电动家具驱动设备的壳体中，但是相对于电动家具驱动设备可旋转地安置并且由驱动电机驱动旋转，而螺杆螺母被放置到螺杆的螺纹上，当螺纹螺杆旋转时，该螺杆螺母转而执行从动的线性运动，并且该螺杆螺母还与其他元件(例如，升降管、调节元件和/或叉头)并且最终与家具构件直接或间接地连接。当家具中的电动家具驱动设备运行时，至少两个家具构件相对于彼此进行调节。还可以设想在壳体中布置多个驱动电机和/或螺杆螺母升降传动机构。

本电动家具驱动设备的齿轮传动系被实施为非自锁的，使得在驱动电机断开时，连接在该电动家具驱动设备上的家具构件可以在重力方向上进行调节。通过制动装置产生制动扭矩，该制动扭矩抵抗所连接的家具构件由重力而引起的下降。根据现有技术的制动装置具有制动元件，该制动元件不管驱动电机的旋转方向如何都产生恒定的制动扭矩。例如，该制动元件具有弹簧弹性的部分，并且直接或间接地提供与驱动电机的驱动轴直接连接的制动面。因此提供的是，总是能够一致地产生制动扭矩。

在此，可产生的制动扭矩相比于驱动电机的驱动扭矩较小，并且该制动扭矩可以通过制动元件和压力的大小来预先调节。通过以下方式选择该预先调节的制动扭矩的大小，使得提供齿轮传动系的自锁，包括关于常规运行的运行状态的安全裕度(Sicherheitsaufschlag)。

根据本发明，制动元件与联接元件在机械上有效连接。最简单的机械上的有效连接由一种爪形联接器提供，其中至少一个爪，优选在周围均匀布置的三个爪被分别设置有相应的凹部，使得制动元件和联接元件的一部分以爪状方式互相啮合。爪状的连接设有小游隙并且形状配合地实现。在此，制动元件可以完全地或者可替代地至少部分地布置在联接元件的同心凹部中。因此，其他力(例如，由卷绕弹簧15施加到联接元件上的径向力)不传递到制动元件17上，因此这些其他力不影响制动元件17。

联接元件具有圆周表面，该圆周表面优选被设计为外部的圆周表面或者可替代地被设计为内部的圆周表面。例如，圆周表面被设计为圆柱形的。优选地，缠绕的卷绕弹簧与圆周表面摩擦配合地连接一个缠绕圈以上。卷绕弹簧的自由端部被设计成(例如，钩形的)保持元件，并且被设置用于紧固在壳体中。这种壳体由驱动电机的壳体形成，或者可替代地可以安装到驱动电机的壳体上，或者此外，这种壳体还可以由电动家具驱动设备的壳体或由这种壳体的部件中的一个部件本身形成。保持元件以如下方式布置，使得该保持元件不能绕驱动轴的轴线旋转，并且当驱动电机运行时相对于驱动电机位置固定地静止。

在卷绕弹簧处于未装配的状态时，该卷绕弹簧具有直径，该直径相对于圆周表面的直径并且在完成装配之后呈现过盈。如果卷绕弹簧在完成装配后被放置到外部的圆周表面上，则未装配的卷绕弹簧的内径略小于联接元件的圆周表面的外径。因为卷绕弹簧被置于联接元件上一个缠绕圈以上并且有过盈，因此根据Eytelwein缠绕，联接元件在第一旋转方向上的扭矩以非常低的水平滑动或传递，这是由于完成装配后弹性预张力过大。然而，在联接元件的第二旋转方向上，非常高的扭矩在联接元件与卷绕弹簧之间传递，使得在超过预定的缠绕数时在这里实际上提供了摩擦配合的紧密连接。制动装置被构造成使得第二旋转方向对应于驱动电机的旋转方向，该旋转方向被确定以用于在重力方向上移动连接的家具构件。

因此，以本发明的方式实现了一种用于电动家具驱动设备的制动装置，当连接在该电动家具驱动设备上的家具构件克服重力移动时，该制动装置实际上被设计成空转，并且其中制动元件不具有制动幅度或仅具有由于前述过盈引起的小的制动幅度，然而在驱动轴的第二旋转方向上，制动元件与联接元件形成抗旋转(drehfest)的摩擦连接，或与卷绕弹簧形成具有旋转制动的摩擦连接，使得当驱动电机断开时螺杆传动系看起来是自锁的，并且连接在电动家具驱动设备上的负载被可靠地保持在适当位置。

本发明的另一方面是根据制动元件与联接元件之间的爪形联接器类型的前述去联接，原因在于从现在开始既没有缠绕的卷绕弹簧的基于过盈的弹性预张力，也没有由卷绕弹簧本身在第二旋转方向上产生的高制动力以及由卷绕弹簧本身产生的高制动力会对制动元件的制动质量产生影响，因为卷绕弹簧的力不能通过制动元件与联接元件之间的带有游隙的连接施加到制动元件上，而是仅圆周方向上的力可以以扭矩的形式传递到制动元件上，使得不管旋转方向和由卷绕弹簧产生的力如何，制动元件与驱动轴总是处于相同的摩擦配合的具有扭矩的连接。

在电动家具驱动设备的另一有利的设计方案中，轴向轴承被布置在联接元件的中心上。例如，轴向轴承可以是基本盘形的滑动轴承的形式，并且由径向向外延伸的板片(Steg)保持。优选地，轴向轴承以第一轴承面紧靠驱动轴的端面。可替代地或附加地，轴向轴承可以以第二轴承面紧靠制动装置的壳体的盖。通过轴向轴承，防止了联接元件的轴向运动。这种运动可能导致联接元件在驱动轴上的轴向振动，该轴向振动伴随着驱动电机的不期望的震动和噪声。

下文基于实施例借助附图更详细地阐述本发明。在附图中：

图1示出了具有电动家具驱动设备的家具；

图2以等轴测图示出了电动家具驱动设备的带有制动装置的驱动电机的第一实施方式；

图3以局部分解图示出了根据图2的实施方式；以及

图4、图5分别示出了从两个不同的方向观察到的制动装置的可替代设计方案的联接元件和制动元件的等轴测图。

在图1中，首先以等轴测视图示出了床作为具有电动家具驱动设备的家具的示例。

床1具有用于接纳例如垫子或床垫M的至少一个支承元件3。床1可以设计成用于个人的单人床或还可以设计成用于多个人的双人床。支承元件3被设计成例如板条、平坦的支承面等，并且被装配在基础元件2上或被置入到该基础元件中，在此基础元件是具有支脚的框架，床1利用该框架被搭建在安装位置(例如，地板)上。

在所示的示例中，支承元件3具有背部部件4和腿部部件5，这些部件被布置成相对于在这里固定的中部部件或相对于基础元件2可移动地安置。在这里，这种可移动的布置借助所谓的运动配件6来实现。该运动被设计为可移动的和/或可枢转的。

可移动安置的背部部件4和腿部部件5分别与电动调节驱动器7、8联接。因此，背部部件4与电动调节驱动器7联接。设置了电动调节驱动器8以用于移动或调节腿部部件5。

在本文中，电动调节驱动器7、8被设计成线性驱动器。这些线性驱动器具有一个或多个驱动电机10。根据本申请，驱动电机10配备有制动装置，该制动装置在以下图2至图5中通过各种设计方案更详细地示出。

在每个驱动电机10的下游连接有具有至少一个传动级的减速传动机构。在减速传动机构的下游可以连接另一个传动机构，例如以螺纹螺杆传动装置形式的另一个传动机构，该另一个传动机构由电动机的旋转运动产生输出联动件(Abtriebsglied)的线性运动。最后的传动联动件或与其相连的另一个联动件构成输出联动件。相应的电动调节驱动器的输出联动件与相应的家具构件(背部部件4、腿部部件5)相连，或者可替代地与连接到基础元件2的构件相连，使得在相应的调节驱动器7、8的电动机运行时，可移动的家具构件4、5相对于彼此或相对于基础元件2进行调节。

电动调节驱动器7、8与控制装置9连接。该连接例如可以被实施为可插接的电缆连接(在这里未详细示出)。在所示的示例中，控制装置9与外部电源件9’连接，该外部电源件可以经由在该示例中未示出的电源电缆与具有电源接口的电源插头连接。外部电源件9’提供24V-30V范围内的直流电压，以用于为电动家具驱动设备，特别是电动调节驱动器7、8供电。在可替代的设计方案中，电源件可以被集成在控制装置9中，使得可以省去外部电源件9’并且控制装置9直接通过电源电缆连接到电网(Lichtnetz)。

在图2中，单独示出了电动家具驱动设备(例如，图1中所示的电动家具驱动设备)的驱动电机10。驱动电机10具有驱动轴11以及制动装置13，该驱动轴具有齿12。齿12与齿轮(图2中未示出)的齿连接。在所示的示例中，制动装置13被移除，并且与齿12相对地布置在驱动电机10的另一侧。在可替代的设计方案中，还可以将齿12和制动装置13布置在同一电机侧。

图3以局部分解图示出了根据图2的布置，以便可以再现制动装置13的内部结构以及其与驱动轴11的相互作用。在根据图3的图示中，驱动轴11还在布置有制动装置13的一侧相对于驱动电机10的壳体突出。制动元件17被放置到驱动轴11上。在未装配的状态下，制动元件17的净内宽略小于驱动轴11的外径，使得制动元件17以制动部分171(该制动部分具有空心圆柱体形部分的形状)与驱动轴11形成摩擦配合的过盈连接。在此，以如下方式设置过盈，使得在驱动电机10的正常运行状态下，制动元件17在驱动轴11上持续滑动。在横截面中观察，制动元件17是曲折形的，并且由弹性材料形成，从而实现净内宽相对于驱动轴的连续的基于过盈(übermaβbegründet)的且摩擦配合的弹性预张力。

此外，为制动元件17分配了联接元件16，其中在装配状态下，制动元件17与联接元件16之间的连接是有游隙的。因此，只有扭矩形式的圆周侧的力可以在制动元件17与联接元件16之间交换和传递。因此，其他力(例如，由卷绕弹簧15施加到联接元件上的径向力)不传递到制动元件17上，因此这些其他力不影响制动元件17。

联接元件16具有外部的圆周表面，卷绕弹簧15被放置到该圆周表面上一圈以上。在该实施方式中，卷绕弹簧15由钢丝形成，其中钢丝具有圆形的横截面。在该示例中，盘绕的卷绕弹簧15的自由端部被设计成钩形的保持元件151。根据该实施方式，卷绕弹簧15、联接元件16和制动元件17被布置在具有盖18的壳体14中。壳体14被设计为可牢固地安装到驱动电机10上。最后，在驱动电机10的正常操作状态中，卷绕弹簧的保持元件151相对于驱动电机10的壳体被位置固定地布置。

此外，由卷绕弹簧15、联接元件16和制动元件17组成的布置还根据模块化系统进行构造。因此，还可以例如通过用另一个制动元件更换制动元件17来形成驱动电机10的适配的制动特性，并且因此可形成与连接在驱动电机上的螺杆螺母升降传动机构的不同程度的自锁。此外，壳体14、18或壳体14、18的一部分或驱动电机10的壳体的一部分具有用于紧固保持元件151的多于一个的保持装置，使得可以实现卷绕弹簧15相对于驱动轴11选择性地在第一方向或第二方向上的装配。在此，卷绕弹簧15的盘绕方向在完成装配后在向顺时针方向或逆时针方向上布置，使得驱动电机10或制动装置13选择性地在驱动轴11的第一旋转方向或第二旋转方向上受到制动扭矩。

图4和图5以分解图示出了联接元件16和制动元件17的变型。这两个图从不同的方向再现了所提及的元件。根据该实施方式，联接元件16具有轴向轴承20，该轴向轴承被布置在旋转中心点处、经由板片22与联接元件16的基体连接。

轴向轴承20具有面向驱动轴11的第一轴承面23，该第一轴承面至少部分地设计成用于与驱动轴11滑动支承地(gleitlagernd)连接。背离驱动轴11的第二轴承面24至少部分地设计成用于与盖18滑动支承地连接。轴承面23、24中的至少一个轴承面与相应的驱动轴11或与盖18形成点支承的连接或类似于点支承的连接，其中相应的轴向支承基于驱动轴11的旋转中心点。可替代地，轴承面23、24中的至少一个轴承面被设计成平坦的轴承面23、24。在图4中，在轴承面24的中心可以看到注塑起始点(Spritzguss-Ansatzpunkt)。该注塑起始点被实施为凹进的，使得附加材料不突出超过轴承面24。

板片22本身具有滑动面21，该滑动面与驱动轴11滑动支承地连接。在此，这种滑动支承的连接被设计成具有游隙或者必要时具有略微过盈的过渡配合

使得滑动面21向联接元件16施加定心和支承效果，并且可以与驱动轴11同心地支承和安置该联接元件，这特别地确保了制动装置13的运转平稳。

在开篇详细描述的是，壳体14被实施为与驱动电机10的壳体部分(例如，与驱动电机10的底部或轴承罩)为一件式的模制件。在图3的示例的改进方案中(但未更详细地示出)，驱动电机10和壳体14具有切口、突出部、附加部和/或缩回部，这些切口、突出部、附加部和/或缩回部被设计成以互相接合的方式彼此对应，并且因此用作将壳体14紧固在驱动电机10上的紧固件。第一紧固件被设计成不可拆卸的紧固件，使得壳体14与驱动电机10之间的连接看起来是一件式的。其他以及由此可替代的紧固件被设计成插夹式紧固。其他紧固件包括至少一个闭锁件。还可以使用不同紧固件的组合。

参考标记列表

1 床

2 基础元件

3 支承元件

4 背部部件

5 腿部部件

6 运动配件

7、8 调节驱动器

9 控制装置

9’ 电源件

M 床垫

10 驱动电机

11 驱动轴

12 齿

13 制动装置

14 壳体

15 卷绕弹簧

151 保持元件

16 联接元件

161 圆周表面

162 爪

17 制动元件

171 制动部分

172 凹部

18 盖

20 轴向轴承

21 滑动面

22 板片

23 第一轴承面

24 第二轴承面。

Claims (35)

1.一种电动家具驱动设备，具有驱动电机(10)，其中所述驱动电机(10)具有驱动轴(11)，所述驱动轴与制动装置(13)机械联接，其中所述制动装置(13)具有缠绕的卷绕弹簧(15)，

其特征在于，

所述制动装置(13)包括制动元件(17)，所述制动元件被设计用于在旋转方向上向所述驱动轴(11)施加制动扭矩，其中所述制动元件(17)与联接元件(16)在机械上有效连接，并且其中所述卷绕弹簧(15)被放置到所述联接元件(16)的外部的圆周表面(161)上，

其中所述制动元件(17)安装在所述驱动轴(11)上，并且其中所述制动元件(17)在未装配的状态下的净内宽略小于所述驱动轴(11)的外径，并且

其中所述制动元件(17)与所述联接元件(16)之间的连接是形状配合的。

2.根据权利要求1所述的电动家具驱动设备，其特征在于，所述制动元件(17)与所述联接元件(16)之间的连接被设计成有游隙的。

3.根据权利要求1或2所述的电动家具驱动设备，其中，所述制动元件(17)与所述联接元件(16)之间的连接由爪形联接器形成。

4.根据权利要求3所述的电动家具驱动设备，其中，所述联接元件(16)具有至少一个径向向内指向的爪(162)，所述爪接合进所述制动元件(17)的相应的凹部(172)中。

5.根据权利要求1-2和4中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述卷绕弹簧(15)缠绕所述联接元件(16)超过一圈。

6.根据权利要求3所述的电动家具驱动设备，其中，所述卷绕弹簧(15)缠绕所述联接元件(16)超过一圈。

7.根据权利要求1-2、4和6中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述卷绕弹簧(15)在自由端部处具有保持元件(151)，所述保持元件相对于所述驱动电机(10)的壳体被位置固定地紧固。

8.根据权利要求3所述的电动家具驱动设备，其中，所述卷绕弹簧(15)在自由端部处具有保持元件(151)，所述保持元件相对于所述驱动电机(10)的壳体被位置固定地紧固。

9.根据权利要求5所述的电动家具驱动设备，其中，所述卷绕弹簧(15)在自由端部处具有保持元件(151)，所述保持元件相对于所述驱动电机(10)的壳体被位置固定地紧固。

10.根据权利要求7所述的电动家具驱动设备，其中，所述保持元件(151)经由所述制动装置(13)的壳体(14)相对于所述驱动电机(10)的壳体被位置固定地紧固。

11.根据权利要求8或9所述的电动家具驱动设备，其中，所述保持元件(151)经由所述制动装置(13)的壳体(14)相对于所述驱动电机(10)的壳体被位置固定地紧固。

12.根据权利要求7所述的电动家具驱动设备，其中，所述保持元件(151)是钩，所述钩由所述卷绕弹簧(15)的端部部分形成。

13.根据权利要求8-10中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述保持元件(151)是钩，所述钩由所述卷绕弹簧(15)的端部部分形成。

14.根据权利要求11所述的电动家具驱动设备，其中，所述保持元件(151)是钩，所述钩由所述卷绕弹簧(15)的端部部分形成。

15.根据权利要求1-2、4、6、8-10、12和14中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

16.根据权利要求3所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

17.根据权利要求5所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

18.根据权利要求7所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

19.根据权利要求11所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

20.根据权利要求13所述的电动家具驱动设备，其中，所述驱动轴(11)还配备有用于驱动传动级的齿(12)。

21.根据权利要求15所述的电动家具驱动设备，其中，所述制动装置(13)和所述齿(12)在所述驱动电机的不同的侧布置在所述驱动轴(11)上。

22.根据权利要求16-20中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述制动装置(13)和所述齿(12)在所述驱动电机的不同的侧布置在所述驱动轴(11)上。

23.根据权利要求1-2、4、6、8-10、12、14和16-21中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

24.根据权利要求3所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

25.根据权利要求5所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

26.根据权利要求7所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

27.根据权利要求11所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

28.根据权利要求13所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

29.根据权利要求15所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

30.根据权利要求22所述的电动家具驱动设备，其中，轴向轴承(20)被布置在所述联接元件(16)的中心上。

31.根据权利要求23所述的电动家具驱动设备，其中，所述轴向轴承(20)以第一轴承面(23)紧靠所述驱动轴(11)的端面。

32.根据权利要求24-30中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述轴向轴承(20)以第一轴承面(23)紧靠所述驱动轴(11)的端面。

33.根据权利要求23所述的电动家具驱动设备，其中，所述轴向轴承(20)以第二轴承面(24)紧靠所述制动装置(13)的壳体(14)的盖(18)。

34.根据权利要求24-31中任一项所述的电动家具驱动设备，其中，所述轴向轴承(20)以第二轴承面(24)紧靠所述制动装置(13)的壳体(14)的盖(18)。

35.根据权利要求32所述的电动家具驱动设备，其中，所述轴向轴承(20)以第二轴承面(24)紧靠所述制动装置(13)的壳体(14)的盖(18)。

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