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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb für hohe Lasten, der für Vorrichtungen wie medizinische Apparate und elektrisch angetriebene Stühle verwendet wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mit der vorschreitenden wirtschaftlichen Entwicklung unserer Gesellschaft und da Menschen immer öfter Nahrung mit hohem Nährwert und vielen Kalorien zu sich nehmen, steigt unser durchschnittliches Körpergewicht ständig an, so dass Hersteller von medizinischen Apparaten oder elektrisch angetriebenen Stühlen fortlaufend verbesserte Linearantriebe für die vorstehenden Vorrichtungen entwickeln und einführen, um den Marktanforderungen gerecht zu werden.
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Ein herkömmlicher Linearantrieb verwendet hauptsächlich Antriebskomponenten wie einen Motor zusammen mit einer Schneckenwelle und einem Schneckenzahnrad, um eine Führungsschraube anzutreiben und zu drehen, während ein Teleskoprohr angetrieben wird, das mit der Führungsschraube verschraubt ist, und sich das Teleskoprohr linear vorschiebt oder zurückzieht. Die vorstehenden Komponenten werden kombiniert, so dass sie einen Linearantrieb bilden.
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Da der herkömmliche Linearantrieb für gering belastete medizinische Vorrichtungen verwendet werden kann, genügt er nicht den erhöhten Produktanforderungen eines Linearantriebs für hohe Belastung, wenn eine zulässige Höchstbelastung und eine Lebensdauer mit in Betracht gezogen werden. Des Weiteren weist ein Linearantrieb, der bei einer Hochlastvorrichtung angewendet wird, ein Teleskoprohr auf, welches sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die den Komfort und die Sicherheit von Benutzern beeinträchtigt. Aus diesem Grund erfordert der herkömmliche Linearantrieb Verbesserungen.
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Hinsichtlich der vorstehenden Unzulänglichkeiten des Stands der Technik hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung basierend auf Jahren der Erfahrung in der entsprechenden Industrie exzessive Forschung und Experimente durchgeführt und letztendlich eine zufriedenstellende Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung entwickelt, um die Unzulänglichkeiten des Stands der Technik zu beheben.
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Die
DE 20 2006 009 957 U1 , die den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, beschreibt einen schnelllösbaren Linearbetätiger mit einem Motor und einer Basis, die mit dem Motor verbunden ist, wobei der Motor mit einer in die Basis eindringenden Schnecke versehen ist. Ein Übertragungsmittel mit einer Schraube, die aus der Basis heraus hervorsteht, ist über ein Schneckengetriebe, das mit der Schnecke innerhalb der Basis in Eingriff steht, antreibbar. Ein Teleskoprohr ist mit der Schraube verbunden. Innerhalb der Basis ist ein Kupplungsmittel vorgesehen, das eine Kupplungsbasis, die mit der Schraube fest verbunden ist, und eine Kupplung aufweist, die mit einer auf der Schraube angeordneten Befestigungshülse verbunden und relativ zu dieser axial bewegbar ist. Ein Zugarm ist schwenkbar an der Außenseite der Basis angeordnet und mit Eindringabschnitten versehen, die zur Kupplung korrespondieren, um die Kupplungsbetätigung zwischen der Kupplung und der Kupplungsbasis zu steuern.
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Die
DE 10 2005 063 000 A1 beschreibt einen elektromotorischen Linearantrieb mit einem Antriebsmotor und mit wenigstens einem mit einem linear verfahrbaren Antriebsglied ausgestatteten Antriebszug. Der Antriebszug besteht im Wesentlichen aus einem Reduziergetriebe, das eine Schnecke und ein damit im Eingriff stehendes Schneckenrad umfasst. Das Schneckenrad ist mittels beidseitig angeordneter Wälzlager gelagert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Linearantrieb für hohe Lasten bereitzustellen, der den Aufbau eines Antriebsmechanismus und einer Schneckenzahnradanordnung verwendet, um eine stabile Stütze bereitzustellen, so dass der Linearantrieb bei Hochlastvorrichtungen angewendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch den Linearantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Linearantrieb für hohe Lasten umfasst einen Antriebsmechanismus, eine Schneckenwelle, eine Schneckenzahnradanordnung, eine Führungsschraube, ein Teleskoprohr und ein Außenrohr. Der Antriebsmechanismus weist eine Basis und einen Motor auf, der im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann, und die Basis weist einen Stützbereich und einen Aufnahmebereich auf, und der Stützbereich weist einen Sitz und einen Hohlzylinder, der vom Sitz ausgebildet wird und sich von diesem erstreckt, auf, und der Aufnahmebereich weist einen Ringkörper auf, der mit dem Hohlzylinder verbunden ist, und der Motor ist auf dem Sitz montiert. Die Schneckenwelle steht vom Motor vor und erstreckt sich in den Hohlzylinder. Die Schneckenzahnradanordnung weist ein Schneckenzahnrad und zwei Lager für das gemeinschaftliche Stützen des Schneckenzahnrads auf, das innerhalb des Ringkörpers befestigt ist, und das Schneckenzahnrad greift in die Schneckenwelle ein. Die Führungsschraube erstreckt sich durch das Schneckenzahnrad und ist mit diesem verbunden, und sie wird vom Motor angetrieben, um eine Drehbewegung zu erzeugen. Das Teleskoprohr umgibt das Äußere der Führungsschraube und ist mit dieser verschraubt. Das Außenrohr umgibt das Äußere des Teleskoprohrs, und das Teleskoprohr wird von der Führungsschraube angetrieben, so dass es sich bezüglich des Außenrohrs vorschiebt oder zurückzieht.
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Die vorliegende Erfindung hat ebenfalls die folgenden Effekte und verwendet eine Ausgestaltung der Basis und der Schneckenzahnradanordnung, um die Ziele der Verbesserung der Stabilität, der Stütze des Schneckenzahnrads im Ringkörper und der Reduzierung der Montagezeit und der Demontagezeit für Installation, Reparatur und Instandhaltung zu erreichen. Durch die Installation der Verzögerungsübertragungsvorrichtung und durch die Reibung einer jeden Walzennadel bezüglich des Zwischenrings kann die Führungsschraube in eine spezifische Richtung gedreht und gehemmt werden, um den Verzögerungseffekt hervorzurufen. Der Zwischenring wird für ein leichtes Drehen der Drehmomentfeder verwendet, so dass der Übertragungsmechanismus eine gute Übertragungswirkung aufweist. Wenn die Führungsschraube durch eine Kraft in eine entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, werden der Zwischenring, jede Walzennadel, die angetriebene Buchse und die Führungsschraube keine jeweilige Übertragung hervorrufen, so dass die Führungsschraube sicher festgehalten werden kann, um zu verhindern, dass die Führungsschraube aus dem Sattel heraus gleitet. Die Reibung, die zwischen den Übertragungskomponenten entsteht, vergrößert sich mit der Last, so dass, falls keine Last vorhanden ist, keine unnötige Reibung oder irgendein Energieverbrauch entsteht. Das Teleskoprohr zieht sich mit einer Geschwindigkeit zurück, die im Wesentlichen für verschiedene Lasten gleich ist, und damit kann sich das Teleskoprohr mit einer konstanten Geschwindigkeit absenken und der Antrieb kann bequem verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Linearantriebs der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Explosionsansicht eines Antriebsmechanismus und einer Schneckenzahnradanordnung der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt 2 aus einem anderen Blickwinkel;
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4 ist eine Schnittansicht einer jeden Komponente aus 2;
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5 ist eine Explosionsansicht eines Linearantriebs der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Explosionsansicht eines Verzögerungsübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine Schnittansicht eines Verzögerungsübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine perspektivische Ansicht eines Linearantriebs der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist eine Schnittansicht eines linearen Antriebs der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die technischen Merkmale und Inhalte der vorliegenden Erfindung werden mit der folgenden detaillierten Beschreibung und den entsprechenden Zeichnungen offensichtlich werden.
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Bezug nehmend auf 1 wird bei einem Linearantrieb für hohe Lasten der vorliegenden Erfindung der Antrieb hauptsächlich bei Lasten von Hunderten oder Tausenden von Kilos eingesetzt, und der Linearantrieb für hohe Lasten umfasst einen Antriebsmechanismus 10, eine Schneckenwelle 20, eine Schneckenzahnradanordnung 30, eine Führungsschraube 40, ein Teleskoprohr 50 (wie in 8 gezeigt) und ein Außenrohr 60.
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Bezug nehmend auf die 2 bis 4 umfasst der Antriebsmechanismus 10 eine Basis 11 und einen Motor 12, der im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Die Basis 11 weist einen Stützbereich 111 und einen Aufnahmebereich 115 auf, und der Stützbereich 111 wird durch einen plattenförmigen Sitz 112 und einen Hohlzylinder 113, der sich vom Sitz 112 ausgehend nach oben erstreckt, gebildet. Der Motor 12 ist an der Unterseite des Sitzes 112 mit Schrauben befestigt (in den Figuren nicht gezeigt). Der Aufnahmebereich 115 weist einen runden Ringkörper 116 und eine Abdeckplatte 117 auf, und der runde Ringkörper 116, der Sitz 112 und der Hohlzylinder 113 sind integral ausgebildet. Zusätzlich ist eine hintere Stufe 1161 an einer Innenseite des runden Ringkörpers 116 ausgebildet, und die Abdeckplatte 117 ist an einem seitlichen Rand des runden Ringkörpers 116 mit Schrauben (in den Figuren nicht gezeigt) befestigt, und eine vordere Stufe 1171 ist an einer Seite der Abdeckplatte 117 entsprechend dem runden Ringkörper 116 ausgebildet (wie in 3 gezeigt).
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Die Schneckenwelle 20 kann eine Achse des Motors 12 sein und von der Mitte des Motors 12 vorstehen, oder mit der Mitte des Motors 12 verbunden sein und sich von dieser ausgehend erstrecken. Wenn der Motor 12 am Sitz 112 befestigt wird, wird die Schneckenwelle 20 in den Hohlzylinder 113 eingeführt, und ein freies Ende der Schneckenwelle 20 wird im Hohlzylinder 113 unter Verwendung einer Buchse installiert, um die Befestigungsstabilität zu erhöhen.
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Die Schneckenzahnradanordnung 30 umfasst ein Schneckenzahnrad 31, ein vorderes Lager 32 und ein hinteres Lager 33, und das Schneckenzahnrad 31 weist eine runde Zahnflanke 311, eine Hohlachse 312, die mit der runden Zahnflanke 311 verbunden ist, sowie vordere und hintere Aufnahmevertiefungen 313, 314 auf, die zwischen der runden Zahnflanke 311 und der Hohlachse 312 ausgebildet sind. Zusätzlich ist eine Innenverzahnung 315 an einer Rückseite der Hohlachse 312 angeordnet (wie in 3 gezeigt), und die runde Zahnflanke 311 greift in die Schneckenwelle 20 ein. Bezug nehmend auf 4 umgibt das vordere Lager 32 die Hohlachse 312 und ist in der vorderen Aufnahmevertiefung 313 angeordnet, ein Teilbereich des äußeren Umfangs des vorderen Lagers 32 steht von der runden Zahnflanke 311 frei, und der freistehende Bereich des vorderen Lagers 32 ist in der vorderen Stufe 1171 der Abdeckplatte 117 befestigt. Ähnlich umgibt das hintere Lager 33 die Hohlachse 312 und ist in der hinteren Aufnahmevertiefung 314 angeordnet, und ein Teil eines Bereichs des äußeren Umfangs des hinteren Lagers 33 steht von der runden Zahnflanke 311 frei, und der freistehende Bereich des hinteren Lagers 33 ist in der hinteren Stufe 1161 des runden Ringkörpers 116 befestigt, so dass das Schneckenzahnrad 31 gemeinschaftlich vom runden Ringkörper 116 und der Abdeckplatte 117 im Aufnahmebereich 115 gestützt werden kann.
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Bezug nehmend auf 5 weist die Führungsschraube 40 einen Gewindeabschnitt 41 und einen runden Wellenabschnitt 42, der sich vom Gewindeabschnitt 41 ausgehend erstreckt, auf. Eine äußere Positionierebene 421 ist an einem Ende des runden Wellenabschnitts 42 beabstandet von dem Gewindeabschnitt 41 ausgebildet, und ein Ende der Führungsschraube 40 ist in die Hohlachse 312 des Schneckenzahnrads 31 eingeführt (wie in 9 gezeigt), und das andere Ende der Führungsschraube 40 erstreckt sich nach außen in eine Richtung weg von der Basis 11, und die Führungsschraube 40 wird vom Motor 12 über die Schneckenwelle 20 und das Schneckenzahnrad 31 angetrieben, um eine Drehbewegung zu erzeugen.
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Das Teleskoprohr 50 umfasst einen Rohrkörper 51, einen Sattel 52, der an einem Endbereich des Rohrkörpers 51 befestigt ist und mit der Führungsschraube 40 verschraubt ist (wie in 9 gezeigt), und mehrere Einsatzerhöhungen 521, die vom äußeren Umfang des Sattels 52 vorstehen.
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Das Außenrohr 60 umgibt das Äußere des Rohrkörpers 51 des Teleskoprohrs 50 (wie in 1 gezeigt), und das Außenrohr 60 umfasst mehrere in diesem ausgebildete Gräben 61 (wie in 9 gezeigt), die zur Aufnahme einer jeden Einsatzerhöhung 521 vorgesehen sind, um die Drehbewegung des Teleskoprohrs 50 zu begrenzen. Wenn das Teleskoprohr 50 durch die Drehbewegung der Führungsschraube 40 angetrieben wird, schiebt sich das Teleskoprohr 50 bezüglich des Außenrohrs 60 linear vor oder es zieht sich linear zurück.
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Der Linearantrieb der vorliegenden Erfindung umfasst weiter einen hinteren Stützmechanismus 65 (wie in 5 gezeigt), der zwei Halbschalen 651 und ein Rollenlager 652 umfasst, das von den zwei Halbschalen 651 eingeklemmt und gemeinschaftlich gehalten wird, und das Rollenlager 652 ist für den Durchgang, die Verbindung und die Befestigung eines Endes der Führungsschraube 40 vorgesehen, um die Stabilität des Betriebs der Führungsschraube 40 und des Teleskoprohrs 50 zu erhöhen. Zusätzlich ist eine Einkerbung 653 an der Verbindungsstelle der zwei Halbschalen 651 ausgebildet.
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Bezug nehmend auf die 6 und 7 umfasst der Linearantrieb der vorliegenden Erfindung weiter einen Verzögerungsübertragungsmechanismus 70, der die Führungsschraube 40 umgibt und mit dieser verbunden ist, und der zwischen dem hinteren Stützmechanismus 65 und der Schneckenzahnradanordnung 30 angeordnet ist. Der Verzögerungsübertragungsmechanismus 70 umfasst ein angetriebenes Zahnrad 71, einen Greifring 72, eine angetriebene Buchse 73, mehrere Walzennadeln 74, einen Zwischenring 75, eine Drehmomentfeder 76 und eine positionsbegrenzende Verriegelungsabdeckung 77. Das angetriebene Zahnrad 71 umgibt eine Stelle des runden Wellenabschnitts 42 der Führungsschraube 40 und ist mit dieser verbunden und ein Bereich davon erstreckt sich mit mehreren Außenverzahnungen 711 durch die Innerverzahnung 315 des Schneckenrads 31 und ist mit diesem verbunden. Der Greifring 72 weist mehrere Klinken-Vertiefungen 721, die in die Außenverzahnungen 711 entsprechend eingreifen, mehrere Greifarme 722 und einen Trennschlitz 723 auf, der zwischen jeweils zwei benachbarten Greifarmen 722 ausgebildet ist.
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Die angetriebene Buchse 73 weist eine innere Positionierebene 731 auf, mehrere vorstehende Streifen 732, die sich von dem äußeren Umfang der angetriebenen Buchse 73 aus erstrecken, und einen Graben 733, der zwischen zwei benachbarten vorstehenden Streifen 732 ausgebildet ist. Die angetriebene Buchse 73 umgibt die Führungsschraube 40 und ist mit dieser verbunden, und die innere Positionierebene 731 und die äußere Positionierebene 421 des runden Wellenabschnitts 42 sind ineinander eingebettet und werden zusammen gedreht, und die angetriebene Buchse 73 befindet sich zwischen den Greifarmen 722 des Greifrings 72. Jede Walzennadel 74 ist in einen Bereich, der von einem Trennschlitz 723 und einem Graben 733 umschlossen ist, eingesetzt und mit ihm gekoppelt. Der Zwischenring 75 umgibt den äußeren Umfang des Greifrings 72 und ist mit diesem verbunden, und er steht mit jeder Walzennadel 74 in Kontakt. Die Drehmomentfeder 76 umfasst einen Positionierabschnitt 761, der von der Drehmomentfeder 76 weggebogen ist, und die Drehmomentfeder 76 ist mit dem äußeren Umfang des Zwischenrings 75 durch eine elastische Kraft verbunden, und der Positionierabschnitt 761 ist in die Einkerbung 653 eingesetzt und darin befestigt. Die positionsbegrenzende Verringelungsabdeckung 77 umgibt eine Seite der angetriebenen Buchse 73 und ist mit dieser verbunden, um eine Endoberfläche des Greifrings 72 und jeder Walzennadel 74 zu verschließen (wie in 9 gezeigt).
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Bezug nehmend auf die 8 und 9 umfasst der Linearantrieb der vorliegenden Erfindung weiter ein Gehäuse 80, welches das Äußere des Antriebsmechanismus 10 und des Verzögerungsübertragungsmechanismus 70 bedeckt, und das vom hinteren Stützmechanismus 65 für das Durchlassen des Außenrohrs 60 durch eine Seite gestützt wird.
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Zusätzlich umfasst der Linearantrieb der vorliegenden Erfindung weiter eine elektrische Einheit 90 (wie in 1 gezeigt), die im Gehäuse 80 installiert und an einem seitlichen Rand des Motors 12 angeordnet ist.
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In 8 treibt die Führungsschraube 40, wenn das Schneckenzahnrad 31 von der Schneckenwelle 20 angetrieben wird, so dass es im Uhrzeigersinn dreht, das Teleskoprohr 50 an, so dass es sich in das Innere des Außenrohrs 60 zurückzieht. In 7 schiebt jeder Greifarm 722 den Zwischenring 75 und jede Walzennadel 74 zu einer Drehbewegung an, so dass die Drehrichtung der Drehmomentfeder 76 dieselbe wie die Drehrichtung des Schneckenzahnrads 31 ist, und der Positionierabschnitt 761 ist in der Einkerbung 653 der Halbschale 651 befestigt (wie in 5 gezeigt), und die Drehmomentfeder 76 erzeugt eine Bindungswirkung, um den Zwischenring 75 zu verriegeln und zu stoppen (in anderen Worten wird der Zwischenring 75 sicher festgehalten ohne dass er gedreht wird), so dass jeder Greifarm 722 jede Walzennadel 74 antreibt und die Reibung des Zwischenrings erhöht, um die Drehgeschwindigkeit der Führungsschraube 40 zu reduzieren. Deshalb ist, wenn der Linearantrieb an einem elektrischen Bett oder Stuhl installiert wird, die Geschwindigkeit, in der das Teleskoprohr 50 in das Außenrohr 60 zurückgezogen wird geringer, um den Komfort des Benutzers zu verbessern.
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Wenn das Schneckenzahnrad 31 von der Schneckenwelle 20 in eine entgegen gesetzte Richtung angetrieben wird und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, treibt die Führungsschraube 40 das Teleskoprohr 50 so an, dass es sich aus dem Außenrohr 60 vorschiebt. In 7 schiebt jeder Greifarm 722 den Zwischenring 75 und jede Walzennadel 74 zu einer Drehbewegung an. Da die Drehrichtung der Drehmomentfeder 76 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Schneckenzahnrads 31 ist, wird die Drehmomentfeder 76 durch die Drehung des Zwischenrings 75 leicht gelockert. Jetzt ist die Reibungsdämpfung des Zwischenrings 75, der Drehmomentfeder 76 und jeder Walzennadel 74 gering, so dass der Zwischenring 75 leicht in der Drehmomentfeder 76 gedreht werden kann, und die inneren Mechanismen eine gute Übertragungswirkung aufweisen können.
