CN111886425A - 具有带中间轴的传动装置的电动家具驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动家具驱动装置，该电动家具驱动装置具有驱动电机(20)和升降主轴(52)，其中升降主轴(52)和驱动电机(20)的从动轴(22)被布置在共同的平面(A)中，并且其中从动轴(22)经由具有中间轴(51)的传动装置与升降主轴(52)联接。电动家具驱动装置的特征在于，中间轴(51)在升降主轴(52)与从动轴(22)之间与升降主轴(52)和从动轴(22)所处的平面(A)相交。

Description

具有带中间轴的传动装置的电动家具驱动装置
本发明涉及具有升降主轴(Hubspindel)和驱动电机的电动家具驱动装置，其中升降主轴和驱动电机的从动轴被布置在共同的平面中，并且其中从动轴经由具有中间轴的传动装置与升降主轴联接。
电动家具驱动装置在家具，例如睡眠家具或休息家具(例如，床、沙发床或扶手椅)中使用，以便可以相对于另一个家具部件方便地调节(例如，枢转)至少一个可移动的家具部件。在床的情况下，背部部分或腿部部分例如可以相对于床的中间部分升高或降低。
具有升降主轴的家具驱动装置(通常也被称为主轴驱动装置)特别适合作为线性驱动装置，这些线性驱动装置的从动机构可以相对于家具驱动装置的基体线性移动。通常设置两个可驶入到彼此中的管型材，一个竖管和一个升降管，其中升降主轴可旋转地、但相对于竖管位置固定地布置，并且主轴螺母与升降管联接，以便当升降主轴从竖管中旋出或旋入到竖管中时使升降管移动。在可替代的设计方案中可以提出，将升降主轴设计成可移动的但旋转固定的，并且通过驱动电机驱动主轴螺母且可旋转地、但位置固定地安装主轴螺母。然而，具有位置固定的主轴和可驶入到彼此中的竖管或升降管的设计方案通常是更紧凑的装置。
从文献DE 102 54 127 A1中已知一种具有升降主轴和带从动轴的驱动电机的家具驱动装置，其中从动轴和升降主轴彼此平行地布置在共同的平面中。在此，驱动电机的从动轴经由双蜗杆传动装置(Doppelschneckengetriebe)与升降主轴联接。为此目的，第一蜗杆被布置在驱动电机的从动轴上，该第一蜗杆与中间轴的蜗轮接合。中间轴具有第二蜗杆，该第二蜗杆与装配在升降主轴上的蜗轮啮合。在此，中间轴垂直于从动轴和升降主轴的方向取向。特别地，传动装置在此具有两条传递支路，其中两个设计相同的中间轴将第一蜗杆的旋转运动传递到升降主轴的蜗轮上。这些中间轴中的一个中间轴被布置在驱动电机的从动轴和升降主轴所处的平面的一侧。在此，这两个中间轴本身彼此平行地布置，或从驱动电机看v形地向外延伸。原则上，电机的直径是家具驱动装置在垂直于所提到的驱动电机的从动轴和升降主轴所处的平面的方向上延展的下限。
如果在根据文献DE 102 54 127 A1布置中间轴时，中间轴的蜗轮的直径大于电机壳体的直径的一半，则中间轴的蜗轮的边缘在垂直于所提到的平面的方向上突出超过电机壳体，并且决定家具驱动装置的壳体在该方向上的最小延展。然而，由于驱动电机与升降主轴之间期望的传动比，并且为了实现蜗杆与蜗轮之间的良好接合，选择的蜗轮直径不能任意小。
本发明的任务在于实现一种前述类型的电动家具驱动装置，其中在传动装置中可以使用尽可能大的蜗轮，而不会使这些蜗轮与电动家具驱动装置的紧凑设计冲突。
该任务通过具有独立权利要求的特征的电动家具驱动装置来实现。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
前述类型的电动家具驱动装置的特征在于，传动装置的中间轴在升降主轴与从动轴之间与升降主轴和从动轴所处的平面相交。因此，中间轴横向地位于升降主轴与从动轴之间，因此也横向地位于(传动装置)壳体中，并且分别在升降主轴和从动轴的不同侧接合到升降主轴和从动轴中。因此，可以更好地利用可供使用的空间，由此可以特别紧凑地构造壳体以及家具驱动装置。
在电动家具驱动装置的一个有利的设计方案中，传动装置被设计成双蜗杆传动装置，其中中间轴具有中间齿轮和另一个蜗杆，驱动电机的从动轴的蜗杆接合到该中间齿轮中，该另一个蜗杆接合到升降主轴的主轴齿轮中。
可替代地，传动装置可以是蜗杆传动装置和螺旋传动装置的组合，其中中间轴具有中间齿轮和螺旋齿轮，驱动电机的从动轴的蜗杆接合到该中间齿轮中，该螺旋齿轮接合到升降主轴的螺旋齿轮中。
优选地，中间轴以30°至75°的角度，特别优选地以35°至45°的角度，与平面相交。由于中间轴在壳体中的倾斜位置，中间齿轮同样相对于壳体侧面倾斜地布置，由此与中间齿轮处于平行于或垂直于壳体侧面的平面中相比，可以将该中间齿轮设计得更大。
在另一个有利的设计方案中，电动家具驱动装置具有壳体，传动装置被容纳在该壳体中，并且驱动电机的电机壳体和竖管在一侧从该壳体彼此平行地突出，其中升降管可线性位移动地安装在竖管中，该升降管与主轴螺母联接，该主轴螺母与升降主轴共同作用。优选地，壳体具有两个平行的纵向侧面，这两个纵向侧面彼此间具有间距，其中中间齿轮的直径大于或等于纵向侧面的间距的一半。由此，在一个设计方案中，纵向侧面的间距(即，壳体在垂直于纵向侧面的方向上的延展)可以基本上对应于电机壳体在该方向上的尺寸。换句话说，壳体可以在这个方向上设计得窄到使得该壳体不比电机壳体宽或者仅稍微比电机壳体宽。
在另一个有利的设计方案中，从动轴位于平行的纵向侧面之间的中心，而升降主轴偏离于平行的纵向侧面之间的中心而布置。这在中间轴与升降主轴共同作用的一侧提供了更多的空间，以便例如可以将中间轴安装在壳体中。
在电动家具驱动装置的另一个有利的设计方案中，壳体两件式地构造，并且具有上部部分和下部部分。驱动电机和竖管被布置在上部部分上。下部部分在与这些构件中的一个构件相对的一侧被放置到上部部分上。下部部分包括电动家具驱动装置的叉头(Gabelkopf)或类似的连接机构。优选地，叉头或连接机构与下部部分一起形成，并且与升降管齐平。
在电动家具驱动装置的另一个有利的设计方案中，中间轴利用轴颈(Lagerzapfen)安装在滑动轴承中(Gleitlagern)，其中在上部部分和下部部分中形成轴承外壳。优选地，上部部分中的半壳形轴承外壳和下部部分中的半壳形轴承外壳互补形成用于轴颈中的一个轴颈的滑动轴承。这种类型的中间轴安装是节省空间的，因此对壳体的大小没有影响或者仅有轻微的影响。此外，这种类型的中间轴安装还是成本低廉的，并且中间轴易于装配。
在电动家具驱动装置的另一个有利的设计方案中，壳体的上部部分在竖管的区域中具有凸起的拱起部(
Figure BDA0002691940660000041
Dom)，竖管在侧面形状配合地插入到该拱起部中。因此，必要时作用到竖管上的横向力(即，横向于升降管的升降方向作用的力)可以被良好地传递到壳体上。通过尽可能准确匹配的形状配合，竖管只需额外地在其纵向方向上与壳体连接。这优选地以如下方式实现：竖管具有引入到外壁中的至少一个横槽，其中围绕竖管放置夹紧环，该夹紧环接合到至少一个横槽中。夹紧环围绕竖管放置，并且该竖管利用夹紧环被推入到(仍然打开的)壳体的上部部分中。在上部部分中存在凹部，该凹部容纳夹紧环，更确切地说优选地沿该夹紧环的圆周的所有侧面形状配合地容纳夹紧环。壳体的随后放置的下部部分被设计成，使得该下部部分在升降方向上在至少一个位置处，优选多个位置处，到达夹紧环，并且由此还在升降方向上通过形状配合来保持该夹紧环。
在一个设计方案中，夹紧环可以由两个区段构成，这两个区段可以插入到彼此中，以便使夹紧环围绕竖管并且置入到至少一个横槽中。在可替代于此的设计方案中，夹紧环由两个区段构成，这两个区段经由铰接件可卡扣地(klappbar)相互连接。
下面基于实施例并借助于附图更详细地阐述本发明。在附图中：
图1示出了电动家具驱动装置的等轴测图示；
图2示出了壳体打开的图1的电动家具驱动装置；
图3示出了图2的打开的壳体的俯视图；
图4以等轴测图示示出了处于部分装配状态下的图1至图3的电动家具驱动装置；
图5示出了电动家具驱动装置的竖管的等轴测图示；
图6a、6b示出了用于紧固图5的竖管的夹紧环的两个实施例；以及
图7示出了图1至图4的家具驱动装置的剖视图示。
在这些图中，以不同的图示示出了电动家具驱动装置的实施例。在所有附图中，相同的参考标记表示相同的元件。
图1首先以等轴测图示的整体视图示出了电动家具驱动装置。
家具驱动装置具有两件式壳体10，该两件式壳体包括上部部分11和下部部分12。上部部分11和下部部分12利用螺钉13相互连接。在所示的家具驱动装置的改进方案中，可以额外地或可替代地提供这两个壳体部分之间的其他的连接类型，例如锁定连接、粘合连接和/或焊接连接。叉头121被布置在下部部分12上，该叉头用于将电动家具驱动装置与固定的或可移动的家具部件或者与家具配件的固定的或可移动的部件联接。
在壳体10的与叉头121相对的一侧，驱动电机20和具有竖管31的竖管装置30位于上部部分11上。在图1的图示中，从驱动电机20仅看到电机壳体21。优选地，驱动电机20利用电机凸缘(在这里不可见)被插入到上部部分11的凹陷部中并且被固定在该凹陷部处。
在竖管31的区域中，上部部分11相对于驱动电机20的凸缘所定位在其中的区域是凸起的，并且具有拱起部111，该拱起部在其外端部处通向套环112。竖管31被插入到该拱起部111中，并且在拱起部111内被引导。在竖管31的与壳体10相对的自由端部处，导向衬套32被紧固在竖管31上，升降管装置40的升降管41可移动地在该导向衬套中被引导。
在外端部处，叉头42被紧固在升降管41上，该叉头42与叉头121处于一条线上并且以类似的方式设计。如同叉头121一样，叉头42也用于将电动家具驱动器连接到固定的或可移动的家具部件或家具配件的固定的或可移动的部件。
优选地，壳体10的上部部分11和下部部分12分别是在注射成型工艺中一件式地制造的塑料部件。同样优选地，叉头42和导向衬套32是塑料元件，这些塑料元件在注射成型工艺中分别一件式地制造。相反，竖管31和升降管41是型材元件，并且优选由金属，特别是铝制成，以便尽管壁厚度小但也具有所需的稳定性。
图2以相同的等轴测视图示出了图1的电动家具驱动装置，然而其中壳体10的下部部分12被取下，以便获得对家具驱动装置的内部结构的观察。在图3中以上部部分11的俯视图再现了打开的壳体10。
在图2和图3中，在上部部分11中识别出螺旋拱起部113，螺钉13被拧入到该螺旋拱起部中。在下部部分11中存在对应的螺旋穿通件。为了在高稳定性的同时实现低重量，在上部部分11和下部部分12中构造加强板114，例如所示的网格图案的加强板。
双蜗杆传动装置50作为传动装置被容纳在壳体10中，驱动电机20的从动轴22的旋转通过该传动装置被传递到升降主轴52。在图2和图3中，从升降主轴52仅可看到一个自由端部，该自由端部被安装在轴承53中，优选被安装在滚动轴承中。轴承53支撑在壳体10的下部部分12中，并且将力从该下部部分处直接地传递到叉头121。
双蜗杆传动装置50包括中间轴51，该中间轴垂直于从动轴22和升降主轴52延伸。中间轴51利用轴颈511、512安装在壳体10中，其中在上部部分11和下部部分12中均形成半壳形的滑动轴承。为了进行装配，中间轴51被置入到上部部分11中，如在图2和图3中可看到的。当闭合壳体10时，上部部分11和下部部分12中的轴承外壳互补形成用于中间轴51的滑动轴承。
蜗杆(在下文中也被称为电机蜗杆23)被放置或成形到从动轴22上，该蜗杆接合到中间轴51的蜗轮(在下文中也被称为中间齿轮513)中。此外，另一个蜗杆514也形成在中间轴51上，该另一个蜗杆接合到另一个蜗轮中，该另一个蜗轮旋转固定地装配在升降主轴52上，并且在下文中被称为主轴齿轮54。
通过将传动装置设计成双蜗杆传动装置50，实现了从动轴22与升降主轴52之间的大的传动比。因此，可以使用高速旋转的驱动电机20，该高速旋转的驱动电机在与低速电机功率相同的情况下通常具有更小的构型。因此，使用双蜗杆传动装置有助于紧凑的构型。
此外，通过使中间轴51与从动轴22和升降主轴52所处的共同的平面相交叉，实现了紧凑的构型。
在图3中可以特别良好地看到，壳体10的底面基本上是具有倒圆边缘的矩形。在驱动电机20的侧面，拐角被倒圆成连贯的半圆，该半圆的直径仅略微超过电机壳体21的直径。在图3中，壳体10的上部部分11在上方和下方由平行且笔直的纵向侧面115限定。壳体10的中心平面M在这些纵向侧面115之间居中地延伸，该中心平面在图3中用虚线绘制。此外，在图3中还绘制了从动轴22和升降主轴52所处的平面。该平面在下文中被称为(轴)平面A。
图3示出了从动轴22位于壳体10的中心平面M中，然而升降主轴52偏心地布置。因此，轴平面A和中心平面M在从动轴22中相交。在所示的示例中，中间轴51不仅与轴平面A相交叉，而且还与中心平面M相交叉。
由于中间轴51在壳体10中所达到的倾斜位置(在所示的示例中，中间轴51例如以大约40°的角度与中心平面M相交叉)，中间齿轮513可以具有至少和纵向侧面115与中心平面M的间距一样大的直径d(参见图3)。该间距在图3中描绘为b/2，其中b表示了壳体的两个纵向侧面115的间距，因此表示壳体在垂直于中心平面M的方向上的宽度。通过中间轴51在壳体10中的倾斜位置，可以实现大的传动比，而不必在垂直于中心平面M的取向上加宽壳体10。
此外，通过将升降主轴52相对于中心平面M偏心地布置在壳体10中，实现了紧凑的壳体。该壳体在中间轴51的蜗杆514接合到主轴齿轮54的一侧上提供了更多的空间，以便使轴颈512可以安装在壳体10中。
可以使中间轴51安装在尽可能紧凑的壳体10中，特别是可以使用尽可能大的中间齿轮513，这样的另一个措施在于将用于轴颈511、512的轴承外壳尽可能靠近壳体10的壁延伸，或者如所示的延伸到壳体10的壁中。此外，在所示的示例中，在中间齿轮513的周向区域中，在壳体10的壁中设置了凹部，中间齿轮513突出到该凹部中，以便可以插入尽可能大的中间齿轮513。
图4再次以等轴测图示示出了与图2类似的电动家具驱动装置，然而其中，竖管31仅被部分地插入，以便展示出竖管31在壳体10中的紧固。在该图4中还识别出主轴52的螺纹区域。
如结合图1已经提到的，在壳体10的上部部分11上形成带套环112的拱起部111，竖管31准确匹配地被插入到该拱起部中。以下结合图5对竖管31进行更详细地描述。夹紧环33围绕竖管31放置在竖管31的面向主轴齿轮54的端部区域中。该夹紧环33接合在竖管31的横槽中，因此不能相对于竖管31在纵向方向上移动。
当将竖管31插入到上部部分11中时，夹紧环33位于上部部分11中的与该夹紧环的圆适配的凹陷部中。通过这种方式，夹紧环33在拱起部111或套环112的方向上并且相对于该夹紧环在上部部分11中的侧向位置被固定。如果通过放置下部部分12并且将下部部分12与上部部分11连接起来来闭合壳体10，则下部部分12的对应成型的突起压到夹紧环33的仍可触及的边缘上，由此还将该夹紧环在下部部分12的方向上形状配合地固定在壳体10中。
图5以等轴测图单独示出了竖管31。竖管31具有带主通道311的不对称的轮廓，升降主轴52和升降管41位于该主通道311中。主通道311具有近似圆形的横截面。在竖管31的扁平侧314上形成同样在纵向方向上延伸的限位开关通道212，用作电动家具驱动装置的限位开关的微型开关被定位在该限位开关通道中。在主通道311与限位开关通道312之间，存在在整个长度上开放的连接。在这两个通道之间存在至少一个同样在整个长度上延伸的纵向板313。主轴螺母(在这里未展示)接合到该至少一个纵向板313中，使得该主轴螺母可以在纵向方向上在竖管31中移动，但是被防止旋转。
在扁平侧314上且还有相对的圆形部上，横槽315从外部被引入到竖管31中，夹紧环33被置入到这些横槽中，并且竖管31通过这些横槽在纵向方向上借助于夹紧环33被固定在壳体10中。
在图6a和图6b中，分别以等轴测图示示出了适当的夹紧环33的两个实施例。在图6a中所示的夹紧环33也是在图4中可见的夹紧环。该夹紧环由两个接合到彼此中的区段331和332制成，以便可以以包围竖管31的方式被置入到横槽315中。相应地，该夹紧环在内侧具有两个笔直的板333，这些板接合到横槽315中。在图6a的示例中，还设置了用于螺钉或锁定头的紧固机构334，以便在闭合壳体10之前将夹紧环33保持在适当位置中。
根据图6b的可替代应用的夹紧环33具有两个可相对于彼此枢转的区段331、332，这些区段经由铰接件335在一侧(在图6b中是在右侧)彼此连接。在相对侧，设置了锁定机构336，以便可以闭合夹紧环33。夹紧环33的因此实现的一件式设计简化了装配过程。
最后，图7再次以剖视图示示出了图1至图4的电动家具驱动装置的整体结构。在该图示中选择了偏移的剖面，其中在驱动电机20的区域中，剖面在中心平面M(参参见图3)中延伸。在竖管31或升降管41的区域中，该剖面在与此平行的平面中居中地延伸穿过升降主轴52。
在该剖面图示中可以看到已经提到的主轴螺母43及其接合到将限位开关通道312与竖管31的主通道311分开的纵向板313中。主轴螺母43与升降管41固定连接。在升降主轴52转动时，主轴螺母43以及升降管41和叉头42线性地移出竖管31或移入到该竖管中。
此外，在该图示中还识别出两个限位开关316，这些限位开关由主轴螺母43上的凸起致动，并且当到达一个或另一个端部位置时，直接地或经由控制电子器件来切断驱动电机20。
参考标记列表
10 壳体
11 上部部分
111 拱起部
112 套环
113 螺旋拱起部
114 加强板
115 纵向侧面
12 下部部分
121 叉头
13 螺钉
20 驱动电机
21 电机壳体
22 从动轴
23 第一蜗杆(电机蜗杆)
30 竖管装置
31 竖管
311 主通道
312 限位开关通道
313 纵向板
314 扁平侧
315 横槽
316 限位开关
32 导向衬套
33 夹紧环
331、332 区段
333 板
334 紧固机构
335 铰接件
336 锁定机构
34 主轴导向件
40 升降管装置
41 升降管
42 叉头
43 主轴螺母
50 双蜗杆传动装置
51 中间轴
511、512 轴颈
513 蜗轮(中间齿轮)
514 另一个蜗杆
52 升降主轴
53 主轴轴承
54 另一个蜗轮(主轴齿轮)
A (轴)平面
M 中间平面
d (中间齿轮的)直径
b (纵向侧面的)间距。

Claims (17)

1.一种电动家具驱动装置，具有驱动电机(20)和升降主轴(52)，其中所述升降主轴(52)和所述驱动电机(20)的从动轴(22)被布置在共同的平面(A)中，并且其中所述从动轴(22)经由具有中间轴(51)的传动装置与所述升降主轴(52)联接，
其特征在于，
所述中间轴(51)在所述升降主轴(52)与所述从动轴(22)之间与所述升降主轴(52)和所述从动轴(22)所处的所述平面(A)相交。
2.根据权利要求1所述的电动家具驱动装置，其中，所述传动装置是双蜗杆传动装置(50)，其中所述中间轴(51)具有中间齿轮(513)和另一个蜗杆(514)，所述驱动电机(20)的从动轴(22)的蜗杆(23)接合到所述中间齿轮(513)中，所述另一个蜗杆接合到所述升降主轴(52)的主轴齿轮(54)中。
3.根据权利要求1所述的电动家具驱动装置，其中，所述传动装置是蜗杆传动装置和螺旋传动装置的组合，其中所述中间轴(51)具有中间齿轮(513)和螺旋齿轮，所述驱动电机(20)的从动轴(22)的蜗杆(23)接合到所述中间齿轮(513)中，所述中间轴(51)的所述螺旋齿轮接合到所述升降主轴(52)的螺旋齿轮中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动家具驱动装置，其中，所述中间轴(51)以30°至75°的角度，优选以35°至45°的角度，与所述平面(A)相交。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动家具驱动装置，其中，所述升降主轴(52)和所述从动轴(22)彼此平行并且分别垂直于所述中间轴(51)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动家具驱动装置，所述电动家具驱动装置具有壳体(10)，所述传动装置被容纳在所述壳体(10)中，并且所述驱动电机(20)的电机壳体(21)和竖管(31)在一侧从所述壳体(10)彼此平行地突出，其中升降管(41)线性可移动地安装在所述竖管(31)中，所述升降管与主轴螺母(43)联接，所述主轴螺母与所述升降主轴(52)共同作用。
7.根据权利要求2至6所述的电动家具驱动装置，其中，所述壳体(10)具有两个平行的纵向侧面(115)，所述平行的纵向侧面彼此间具有间距(b)，其中所述中间齿轮(513)的直径(d)大于或等于所述间距(b)的一半。
8.根据权利要求7所述的电动家具驱动装置，其中，所述从动轴(22)位于所述平行的纵向侧面(115)之间的中心，并且所述升降主轴(52)偏离于所述平行的纵向侧面(115)之间的中心。
9.根据权利要求7或8所述的电动家具驱动装置，其中，所述间距(b)基本上对应于所述电机壳体(22)在所述间距(b)的方向上的尺寸。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电动家具驱动装置，其中，所述壳体(10)具有上部部分(11)和布置在相对侧的下部部分(12)，所述电机壳体(21)、驱动电机(20)和竖管(31)从所述上部部分(11)突出。
11.根据权利要求10所述的电动家具驱动装置，其中，所述中间轴(51)利用轴颈(511、512)安装在滑动轴承中，其中在所述上部部分(11)和所述下部部分(12)中形成轴承外壳。
12.根据权利要求11所述的电动家具驱动装置，其中，所述上部部分(11)中的半壳形轴承外壳和所述下部部分(12)中的半壳形轴承外壳互补用于对所述轴颈(511、512)中的一个轴颈形成滑动轴承。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电动家具驱动装置，其中，所述上部部分(11)在所述竖管(31)的区域中具有凸起的拱起部(111)，所述竖管(31)在侧面形状配合地插入到所述拱起部中。
14.根据权利要求13所述的电动家具驱动装置，其中，所述竖管(31)具有引入到外壁中的至少一个横槽(315)，其中夹紧环(33)围绕所述竖管(31)放置，所述夹紧环接合到所述至少一个横槽(315)中。
15.根据权利要求14所述的电动家具驱动装置，其中，所述夹紧环(33)形状配合地保持在所述上部部分(11)与所述下部部分(12)之间的凹部中。
16.根据权利要求15所述的电动家具驱动装置，其中，所述夹紧环(33)由两个区段(331、332)构成，所述区段能够插入到彼此中。
17.根据权利要求16所述的电动家具驱动装置，其中，所述夹紧环(33)由两个区段(331、332)构成，所述区段经由铰接件(335)可卡扣地相互连接。
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