CN115231462A - 用于电动高度调整的执行器和高度可调台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动高度调整的执行器(1)和高度可调台，具有：电机(2)，具有电机轴(4)；螺旋齿轮传动装置(3)，与所述电机轴(4)可操作地连接；摩擦制动器(14)，为套筒形，作用到所述电机轴(3)上；以及壳体(8，13)，围绕所述电动电机(2)或所述螺旋齿轮传动装置(3)，具有用于所述摩擦制动器(14)的座，其中，所述摩擦制动器(14)具有在径向方向上延伸到所述电机轴的纵轴线的开口(16)，使得所述摩擦制动器(14)可垂直于所述纵轴线施加到所述电机轴(4)上。

Description

用于电动高度调整的执行器和高度可调台
技术领域
本发明涉及一种用于电动高度调整的执行器以及一种带有这种执行器的高度可调台。
背景技术
用于电动高度调整的执行器，例如，用于调整台的高度，以便在坐姿和站姿之间连续调整。已知的是，这种执行器也用于调整卷帘或防晒装置(如遮阳篷)的高度。执行器传统上具有一个自锁的蜗轮，使得当不再向电机施加电流时，待运动的物体可以保持在选定的位置。由于要求执行器的调整速度应明显快于迄今已知的速度，因此必须降低传动比。这导致所需的自锁无法再通过传动装置设计来实现。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于电动高度调整的执行器，该执行器在系统中具有足够的抑制作用，以防止待运动物体在电机无电流时由于重力而运动。
根据本发明，该任务通过具有本发明特征的用于电动高度调整的执行器和高度可调台来解决。
因此，用于电动高度调整的执行器，具有：
电机，该电机具有电机轴；
螺旋齿轮传动装置，该螺旋齿轮传动装置与所述电机轴可操作地连接，尤其是蜗轮传动装置，
摩擦制动器，该摩擦制动器为套筒形，作用到所述电机轴上；以及
壳体，围绕所述电机或所述螺旋齿轮传动装置，具有用于所述摩擦制动器的座，其中所述摩擦制动器具有在径向方向上延伸到所述电机轴的纵轴线的开口，使得所述摩擦制动器可垂直于所述纵轴线施加到所述电机轴上。
摩擦制动器提供附加的摩擦力矩，以防止电机轴跑偏。由于电机轴在摩擦制动器中可旋转，因此齿轮电机上的摩擦损失最小。通常情况下，电机在关闭时会因绕组短路而停止运转。在停止运转时，总摩擦由于摩擦制动器的静摩擦更大。因此，摩擦制动器的效用明显提高，因为制动力矩在停止运转时明显比电机运行时的滑动摩擦过程中大。
这种开槽的套筒形摩擦制动器可以很容易地安装在电机轴上。
优选地，所述摩擦制动器具有外径，所述外径大于所述壳体在所述座的区域中的内径，使得所述摩擦制动器在预紧力下处于所述壳体中并因此与所述壳体直接贴靠。这使得摩擦制动器的噪音尤其低。
此外有利的是，当摩擦制动器具有防转装置，所述防转装置限定摩擦制动器在壳体中的位置。
在这种情况下，优选的是，防转装置以突起的形式构造在所述摩擦制动器的外侧，所述突起与在所述座的区域中的所述壳体的凹槽配合。
优选地，所述摩擦制动器至少部分具有弹性，以便摩擦力可以在使用寿命期间再次调整。
进一步有利的是，摩擦制动器在开口中具有摩擦面，所述摩擦面具有在纵向方向上(平行于电机轴的纵轴线)延伸并均匀间隔的凹槽，其中通过所述凹槽形成的接片以其内侧与所述电机轴贴靠并对所述电机的旋转驱动力形成摩擦阻力。在此过程中，凹槽可用作用于润滑剂的储存器。
优选地，所述摩擦制动器布置在传动装置壳体中并处于螺杆或蜗杆与电机轴上的电机壳体之间。
在一个实施方式中，摩擦制动器由塑料、特别是耐热塑料制成的一体式制动元件构成。在这种情况下，所述制动元件可以具有外壁和内壁，所述外壁和所述内壁通过(圆周的)气隙彼此隔开，其中所述开口构造所述内壁并且所述摩擦面构造在所述内壁的内侧。通过选择内壁和外壁的壁厚以及外径上的超压可以调节摩擦力。所述制动元件优选施加在0.01Nm至0.02Nm的范围内、特别是约0.015Nm的附加的摩擦力矩到所述电机轴上。
优选地，所述制动元件在外侧具有在纵向方向上延伸的肋，所述肋沿圆周均匀地间隔，其中所述肋中的一个形成所述防转装置的所述突起。
还可以设置所述摩擦制动器由一体式制动元件和圆周侧地围绕所述制动元件的弹性体构成。在此情况下有利的是，当所述制动元件在外侧具有接片并且所述弹性体在内侧具有相应的缺口，使得所述制动元件与所述弹性体形成抗扭连接。然后，所述弹性体可以在预紧力下插入壳体中。
一般来说有利的是，当所述制动元件在纵向方向上的高度在10mm和15mm之间、特别是大约12mm。然后，所述制动元件可以施加所需的附加的摩擦力矩，该摩擦力矩是为了保持待运动物体所必需的。所述制动元件优选施加在0.01Nm至0.02Nm的范围内、特别是约0.015Nm的附加的摩擦力矩到所述电机轴上。
此外，提供了一种带有前述执行器的高度可调台。所述台具有优选100kg至140kg范围内、特别是120kg的重量。
附图说明
下面依据附图对本发明的两个实施例作更详细地解释。相同或功能相同的构件在所有图中都具有相同的附图标记。这些附图示出：
图1：带有一体式摩擦制动器的用于高度调整的执行器的纵向剖面图，
图2：图1的摩擦制动器的立体视图，
图3：图2的摩擦制动器处于电机轴上的立体视图，
图4：通过电机轴的横截面，图2的摩擦制动器的侧视图，
图5：带有两部分式摩擦制动器的用于高度调整的执行器的纵向剖面图，以及
图6：通过电机轴的横截面，图5的摩擦制动器的侧视图。
具体实施方式
图1示出了用于高度调整的执行器1，具有电机2和构造为蜗轮传动装置的螺旋齿轮传动装置3。电机2具有电机轴4，电机轴在端部区域5中构造为蜗杆6并与蜗轮传动装置3的蜗轮7啮合。电机轴4可旋转地安装在围绕电机2的电机壳体8中。为此，电机轴4在远离传动装置的端部9处支承于第一轴承10并且支承于位于电机壳体8的盖12中的第二轴承11。围绕蜗轮传动装置3的传动装置壳体13与所述电机壳体12的盖相邻。电机轴4构造为蜗杆6的端部区域5位于传动装置壳体13中。在端部区域5和电机壳体12的盖之间布置有摩擦制动器14。摩擦制动器14在圆周侧至少部分地围绕电机轴4并且被设计成使得在电机停止运转后，高度待调整物体的运动被阻止。为此，摩擦制动器14在静摩擦下作用到电机轴4上，由此增加电枢抑制力矩。
图2至图4详细示出了图1中使用的摩擦制动器14。摩擦制动器14由一体式制动元件15组成。制动元件15为套筒形并具有槽状的开口16，通过该开口16制动元件15可以夹紧到所述电机轴4上。所述套筒形的制动元件15具有外壁17和通过圆周的间隙隔开的内壁18。所述外壁17在开口16的区域中并入到所述内壁18。所述内壁18在内侧构造所述开口16。所述电机轴4因此在内壁18的内侧上与所述制动元件15贴靠。所述开口16在第一区域中具有大于所述电机轴4的外径的净宽。所述开口随深度减小到小于所述电机轴4外径的净宽。朝向开口16的端部，内壁18的轮廓对应于电机轴4的外轮廓并且形成用于电机轴4的摩擦面19。在其后面的端部区域中，开口16突然变细，并且当安装在电机轴4上时，在电机轴4和内壁18的内侧之间形成自由空间20。所述外壁17环形地构造直至所述开口16并且在松弛状态下具有如此外径，所述外径略大于在用于摩擦制动器的座的区域中的所述传动装置壳体13的内径。所述制动元件15由热稳定的塑料组成，特别是聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)或聚苯硫醚(PPS)，并用作弹簧元件。为此，所述制动元件15和所述外壁17，如图4所示，预紧地与所述传动装置壳体13的内侧贴靠。通过所述内壁18选择的形状，其被预紧压在电机轴4周围并且所述开口16稍微关闭，这增加了施加在电机轴4上的摩擦力。
在摩擦面19的区域中，所述内壁18在内侧具有在纵向方向上延伸的凹槽21，所述凹槽21用作用于润滑剂、特别是润滑脂的储存器。所述外壁17在外侧具有在纵向方向上延伸的肋22，特别是挤压肋，所述肋沿圆周均匀地间隔。所述肋22在安装状态下与所述传动装置壳体13贴靠。所述肋22一方面用于在传动装置壳体13中产生制动元件15的预紧力，另一方面作为防转装置。为此，从图4中可以看出，在传动装置壳体13中设置了凹槽23，所述肋22中的一个在安装状态下啮合到所述凹槽中。
所述制动元件15的纵向高度优选在10mm和15mm之间，特别是约12mm。这样的制动元件15具有必要的面积，以较小的力达到较大的制动效果。电机轴的外径在3mm至5mm的范围间，优选约4mm。传动装置壳体中的座优选具有约15mm的内径。然后，制动元件在肋的区域中的外径略大，优选15.2mm。制动元件的内径比电机轴的外径略小，优选小约1mm～3mm。当电机轴处于静止状态时，通过制动元件15产生足够的静摩擦，以在执行器中提供必要的自锁。所述制动元件优选施加0.015Nm的附加的摩擦力矩到所述电机轴上。力通过内壁的壁厚和外壁的壁厚以及超压可调节。
图5和图6示出了摩擦制动器14的第二实施例。摩擦制动器14的位置和尺寸以及操作原理与上述一体式摩擦制动器14相同。图5和图6的摩擦制动器14构造为两部分。
摩擦制动器14具有由耐热塑料制成的基本上套筒形的制动元件15，所述制动元件具有槽状的开口16，通过所述开口所述制动元件15可以夹紧到所述电机轴4上。为此，开口16如上所述构造。在摩擦面19的区域中，此处也设置凹槽21作为用于润滑剂的储存器。制动元件15在外侧具有在圆周方向上均匀间隔的接片24，该接片24的横截面在径向方向上从外向内宽度逐渐变小。制动元件15在外侧由弹性体25包围，所述弹性体具有相应的缺口。这两个构件彼此锁定。弹性体25优选由天然橡胶或合成橡胶制成。弹性体25承担摩擦制动器14的弹簧功能。为此，弹性体25具有外径，所述外径大于传动装置壳体13在座的区域中的内径，参见图6。弹性体25也在制动元件16的开口区域中开口，使得在安装过程中，弹性体的两个端面在开口区域中相向运动，并且弹性体25可以以预紧力插入到传动装置壳体13。弹性体13在外侧具有突起26，所述突起可在安装过程中插入到传动装置壳体13的缺口中，以形成防转装置。
因此，两部分式摩擦制动器14与一体式版本功能相同，其中弹性体13承担调节弹簧的功能。
一般也可以设置摩擦制动器14处于电机轴4的不同位置，例如在背离传动装置的轴承10附近。

Claims (14)

1.用于电动高度调整的执行器(1)，具有：
电机(2)，该电机(2)具有电机轴(4)；
螺旋齿轮传动装置(3)，该螺旋齿轮传动装置(3)与所述电机轴(4)可操作地连接；
摩擦制动器(14)，该摩擦制动器(14)为套筒形，作用到所述电机轴(3)上；以及
壳体(8，13)，该壳体(8，13)围绕所述电机(2)或所述螺旋齿轮传动装置(3)，具有用于所述摩擦制动器(14)的座，其特征在于，所述摩擦制动器(14)具有在径向方向上延伸到所述电机轴的纵轴线的开口(16)，使得所述摩擦制动器(14)可垂直于所述纵轴线施加到所述电机轴(4)上。
2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)具有外径，所述外径大于所述壳体(8，13)在所述座的区域中的内径，使得所述摩擦制动器(14)在预紧力下处于所述壳体(8，13)中。
3.根据权利要求1或2所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)具有防转装置，所述防转装置限定所述摩擦制动器(14)在所述壳体(8，13)中的位置。
4.根据权利要求3所述的执行器，其特征在于，所述防转装置以突起(22，26)的形式构造在所述摩擦制动器(14)的外侧，所述突起(22，26)与在所述座的区域中的所述壳体(23)的凹槽配合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)至少部分具有弹性。
6.根据前述权利要求中任一项所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)在所述开口(16)中具有摩擦面(19)，所述摩擦面(19)具有在纵向方向上延伸并均匀间隔的凹槽(21)，其中，通过所述凹槽(21)形成的接片以其内侧与所述电机轴(4)贴靠并对所述电机(2)的旋转驱动力形成摩擦阻力。
7.根据权利要求6所述的执行器，其特征在于，在所述凹槽(21)中布置润滑剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)布置在传动装置壳体(13)中并处于螺杆与电机壳体(8)之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)由塑料制成的一体式制动元件(15)构成。
10.根据权利要求9所述的执行器，其特征在于，所述制动元件(15)具有外壁(17)和内壁(18)，所述外壁(17)和所述内壁(18)通过气隙彼此隔开，其中所述开口(16)构造所述内壁(18)并且所述摩擦面(19)构造在所述内壁(18)的内侧。
11.根据权利要求9或10所述的执行器，其特征在于，所述制动元件(15)在外侧具有在纵向方向上延伸的肋(22)，所述肋沿圆周均匀地间隔，其中所述肋(22)中的一个形成所述防转装置的所述突起。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的执行器，其特征在于，所述摩擦制动器(14)由一体式制动元件(15)和圆周侧地围绕所述制动元件(15)的弹性体(25)构成。
13.根据权利要求12所述的执行器，其特征在于，所述制动元件(14)在外侧具有接片(24)并且所述弹性体(25)在内侧具有相应的缺口，使得所述制动元件(14)与所述弹性体(25)形成抗扭连接。
14.高度可调台，其特征在于，具有根据前述权利要求中任一项所述的执行器(1)。
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