DE102011055347B4

DE102011055347B4 - Elektromotorischer Linearantrieb

Info

Publication number: DE102011055347B4
Application number: DE102011055347.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Müller
Original assignee: Dewertokin Kft
Current assignee: Dewertokin Kft
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: DE202010012908U1; DE102011055347A1

Abstract

Elektromotorischer Linearantrieb (10), mit einem Gehäuse (11), in dem eine Antriebseinheit angeordnet ist, dessen Abtriebsglied eine verfahrbare Spindelmutter ist, wobei das Gehäuse (11) ein äußeres, nach Art einer Führung gestaltetes Flanschrohr (12) aufweist, und bei dem mit der Spindelmutter ein mit einem Anschlussbauteil verbindbares Hubrohr (13) antriebstechnisch gekoppelt ist, welches in einem auf den Endbereich des Flanschrohres (12) aufgesetzten Führungselement (16) geführt ist, wobei das Führungselement (16) einen an dem Flanschrohr (12) anliegenden Außenring (17) und einen die Außenfläche des Hubrohres (13) kontaktierenden Führungsring (18) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherung des Außenrings (17) und des Führungsring (18) gegen eine Verschiebung in Längsrichtung des Hubrohres (13) durch einen Sicherungsring (20) erfolgt, wobei mittels Schrauben (21) sowohl der Sicherungsring (20) als auch der Führungsring (18) fest mit dem Flanschrohr (12) und/oder mit dem Außenring (17) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Linearantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Der Linearantrieb weist ein Gehäuse auf, in dem eine Antriebseinheit angeordnet ist, dessen Abtriebsglied eine verfahrbare Spindelmutter ist, wobei das Gehäuse ein äußeres, nach Art einer Führung gestaltetes Flanschrohr aufweist, und bei dem mit der Spindelmutter ein mit einem Anschlussbauteil verbindbares Hubrohr antriebstechnisch gekoppelt ist, welches in einem auf den Endbereich des Flanschrohres aufgesetzten Führungselement geführt ist. Dabei weist das Führungselement einen an dem Flanschrohr anliegenden Außenring und einen die Außenfläche des Hubrohres kontaktierenden Führungsring auf, die fest miteinander verbunden sind.
Der elektromotorische Linearantrieb ist in bevorzugter Ausführung ein Möbelantrieb zum Verstellen von beweglichen Möbelbauteilen. Ferner ist der Linearantrieb in bevorzugter Ausführung ein Einzelantrieb, d.h., in dem Gehäuse ist eine Antriebseinheit angeordnet, um das mit einem verstellbaren Bauteil zu koppelnde Hubrohr in der Längsrichtung zu verstellen. Die Antriebseinheit besteht aus einem mit einer Sicherheitsgleichspannung betreibbaren Elektromotor, an dem ein Drehzahlreduziergetriebe, beispielsweise ein Schneckentrieb, angeschlossen ist. Über das Drehzahlreduziergetriebe wird eine Spindel antrieben, auf die die das Abtriebsglied bildende Spindelmutter aufgesetzt ist. Im Betrieb des Linearantriebes verfährt je nach Drehrichtung des Antriebsmotors die Spindelmutter in Richtung zum freien Ende des Flanschrohres oder in Richtung zum Drehzahlreduziergetriebe.
Im Normalbetriebszustand des elektromotorischen Linearantriebes wird die Spindelmutter durch einen Gabelkopf drehfest gehalten, der auf den Endbereich des Hubrohres aufgesetzt ist. Dieser Gabelkopf kann mit einer Ausrückkupplung versehen sein, und wenn diese betätigt wird, rotiert die Spindelmutter und wird gleichzeitig noch in Längsrichtung der Spindel verfahren.
Üblicherweise ist das Hubrohr mit der Spindelmutter fest verbunden. Es ist jedoch auch ein sogenannter loser Sitz der Spindelmutter möglich, wobei bei dieser Ausführung das Hubrohr lose, d.h., unverbunden vor der Spindelmutter liegt. Beim Verfahren der Spindelmutter zum Anheben der Last wird somit das Hubrohr lose beaufschlagt.
Sofern das Drehzahlreduziergetriebe ein Schneckentrieb ist, stehen die Achsen des Antriebsmotors und der Spindel im rechten Winkel zueinander. Das Flanschrohr kann fest mit dem Gehäuse verbunden sein, d.h., es kann ein einstückiges Formteil sein, es kann jedoch auch mittels geeigneter Befestigungsmittel am Gehäuse festgelegt sein. Das Gehäuse ist üblicherweise aus zwei Gehäuseteilen gebildet.
Es sind jedoch auch elektromotorische Linearantriebe bekannt, bei denen die Flanschführung bzw. das Flanschrohr zumindest teilweise an das Gehäuse angespritzt ist. Diese Ausführung ist dann besonders kostengünstig herzustellen.
Bei den Standardausführungen des elektromotorischen Linearantriebes sind die Bauteile aus einem Kunststoff gefertigt, mit Ausnahme der aus Stahl bestehenden Spindel und der Schnecke sowie des Antriebsmotors. Das auf den Endbereich des Flanschrohres aufgesetzte Führungselement ist notwendig, damit das ein- und ausfahrbare Hubrohr zweifach geführt ist. Da in dem Flanschrohr noch weitere Bauteile, beispielsweise Endschalter, installiert sind, ist der Querschnitt ovalförmig und mit einer Nut versehen, in die beispielsweise eine die Endschalter tragende Leiste eingesetzt ist. Das Hubrohr hat üblicherweise einen kreisringförmigen Querschnitt. Demzufolge ist das Führungselement mit einer Bohrung versehen, durch die das Hubrohr austritt. Die Außenkontur des Führungselementes ist der Querschnittsform des Flanschrohres angepasst. Das Hubrohr muss nicht zwingend mit einem verstellbaren Bauteil gekoppelt sein, sondern kann auch mit einem ortsfesten Bauteil gekoppelt sein. In diesem Fall verfährt der Linearantrieb.
Bei dem in Rede stehenden Linearantrieb besteht die Forderung, dass keine Feuchtigkeit durch die durch das Führungselement bedingten Fugen in das Innere des Gehäuses gelangt. Um diese Forderung zu erfüllen, ist es bekannt, dass auf das freie Ende des Flanschrohres eine erste Schutzkappe aufgesteckt wird, die von dem Hubrohr durchdrungen ist. Ferner ist noch eine zweite Schutzkappe vorgesehen, die auf die erste Schutzkappe aufgesteckt ist. Die Abdichtung erfolgt über Dichtringe.
Diese Ausführung ist konstruktiv aufwändig und demzufolge kostenintensiv.
Aus der Druckschrift DE 20 2004 002 254 U1 ist ein Linearantrieb bekannt, bei dem auf dem Flanschrohr eine Endkappe aufgesetzt ist, die mit einem Führungselement verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel sind Endkappe und Führungselement einstückig ausgebildet, was den Fertigungsaufwand senkt. Zur Befestigung am Flanschrohr sind Schrauben vorgesehen, die durch flanschartige Abschnitte jeweils der Endkappe und des Führungselements geführt sind. Da auf das Führungselement wirkende Kräfte sich über diese planen, flanschartigen Abschnitte auf die Schraubenköpfe übertragen, muss bei beiden Elementen gemeinsam oder bei jedem Element einzeln dieser flanschartige Abschnitt als Ganzes eine entsprechend große Materialstärke aufweisen, um die aufgenommenen Kräfte auf die Schraubenköpfe übertragen zu können, ohne dass das Material um die Köpfe herum ausreißt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Linearantrieb der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, dass die geforderte Dichtigkeit im Endbereich des Flanschrohres durch ein konstruktiv einfaches und somit kostengünstig herstellbares Führungselement erreicht wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass eine Sicherung des Außenrings und des Führungsrings gegen eine Verschiebung in Längsrichtung des Hubrohres durch einen Sicherungsring erfolgt, wobei mittels Schrauben sowohl der Sicherungsring als auch der Führungsring fest mit dem Flanschrohr und/oder mit dem Außenring verbunden sind.
Das Führungselement besteht nunmehr im Wesentlichen aus zwei Bauteilen und noch weiteren flexiblen Dichtungen. Die feste Verbindung bezieht sich auf den montierten Zustand des Führungselementes und diese feste Verbindung kann lösbar sein, beispielsweise um eine Demontage des Linearantriebes vornehmen zu können. Das Führungselement bzw. der Außenring und der Führungsring können aus einem geeigneten Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt sein.
Die Funktion des Außenringes wird optimiert, wenn dieser an der Außenfläche des Flanschrohres anliegt.
Eine konstruktiv einfache Lösung wird erreicht, wenn der Außenring und der Führungsring als ein einstückiges Formteil ausgebildet sind. Dadurch wird die Teilevielfalt eines Linearantriebes herabgesetzt.
Selbst wenn die sich aus dem Flanschrohr, dem Hubrohr, dem Außenring und dem Führungsring ergebenden Passungen innerhalb enger Toleranzen liegen, ist zur zusätzlichen Sicherung des Führungselementes vorgesehen, dass das Formteil mit dem Sicherungsring verbunden ist. Damit keine vorstehenden Elemente gebildet sind, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Formteil an der freien äußeren Stirnfläche angrenzend an den Führungsring eine Einziehung aufweist, in die der Sicherungsring eingesetzt ist.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Führungsring und der Außenring als jeweils ein ringförmiges Bauteil ausgebildet sind, wobei eine Außenkontur des Sicherungsrings der Innenkontur des Flanschrohres und dessen Innenkontur der Außenkontur des Hubrohres entspricht. Da die Außenkontur des Sicherungsringes der Innenkontur des Flanschrohres entspricht, wird eine sinngemäß durchgehende und somit optimale Dichtwirkung der durch diese Bauteile gebildeten Fassung erreicht.
Die Festlegung des Führungsringes und des Außenringes lässt sich in besonders einfacher Weise realisieren, wenn der Führungsring an der der Antriebseinheit abgewandten Seite einen Flansch aufweist, dessen Außenkontur der Innenkontur des Außenringes entspricht.
Damit der Linearantrieb im Bereich des Führungselementes auch dann noch ausreichend abgedichtet ist, wenn beispielsweise ein damit ausgerüstetes Möbel mittels einer Flüssigkeit desinfiziert wird, ist noch eine Dichtungsanordnung vorgesehen. Diese Dichtungsanordnung kann beispielsweise aus einem in dem dem Antriebsmotor zugewandten Endbereich des Außenringes liegende Dichtung und durch eine zwischen dem Sicherungsring und dem Führungsring angeordnete zweite Dichtung erfolgen. Die Dichtungen können entweder als separate Bauteile oder im Zuge der Herstellung der zugeordneten Bauteile mit angespritzt werden.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist noch vorgesehen, dass der Führungsring und der Sicherungsring gleiche Innenkonturen aufweisen, so dass der Führungsring gemeinsam mit dem Sicherungsring die Gleitführung des Hubrohres bilden. Es ist jedoch auch möglich, dass ausschließlich der Sicherungsring die Führung übernimmt. Bei dieser Ausführung ist es dann vorteilhaft, dass wenigstens eine der zuvor genannten flexiblen Dichtungen in Form wenigstens eines Dichtringes und/oder in Form eines mit dem Sicherungsring und/oder mit dem Führungsring ausgestaltetes einstückiges Formteil bilden, d.h., die Dichtung wird im Zuge der Herstellung mitgefertigt bzw. angespritzt. Jede Dichtung besteht aus einem gummielastischen oder aus einem kunststoffelastischen Werkstoff, während der Führungsring und der Sicherungsring aus einem Kunststoff mit Gleiteigenschaften gefertigt sind, oder dass zumindest die Kontaktflächen des Führungsringes und des Sicherungsringes mit einem gleitfähigen Kunststoff beschichtet sind.
Je nach den Anforderungen können die dem Antriebsmotor zugewandten Stirnflächen des Außenringes und des Führungsringes gegeneinander versetzt sein, wobei diese Stirnfläche des Führungsringes in Richtung zum Sicherungsring oder in Richtung zum Antriebsmotor versetzt sein kann.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wir die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines elektromotorischen Linearantriebes in Form eines Einzelantriebes in perspektivischer Darstellung und
2 eine Ausführungsform des Endbereiches des Flanschrohres im Zusammenwirken mit dem Hubrohr in Schnittdarstellung zeigend.

Der in der 1 dargestellte elektromotorische Linearantrieb 10 ist als ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel zu sehen. Der elektromotorische Linearantrieb 10 enthält ein nicht näher erläutertes Gehäuse 11, welches mehrteilig sein kann und aus Kunststoff gefertigt ist. In dem Gehäuse 11 sind bevorzugt der Antriebsmotor und das Drehzahlreduziergetriebe der Antriebseinheit montiert. Mit dem Drehzahlreduziergetriebe ist eine Spindel gekoppelt, die sich in Richtung eines an das Gehäuse 11 angesetzten Flanschrohres 12 erstreckt. Das Abtriebsglied der Antriebseinheit bildet eine auf die Spindel aufgesetzte Spindelmutter, die in bekannter Weise mit einem ein- und ausfahrbaren Hubrohr 13 verbunden ist. Zur Koppelung des Hubrohres 13 mit einem zu verstellenden ersten Bauteil ist auf das freie Ende ein Gabelkopf 14 aufgesetzt. Damit bei einem Verstellvorgang der elektromotorische Linearantrieb 10 verschwenkbar ist, ist an dem gegenüberliegenden Ende am Gehäuse 11 ein zweites Bauteil, vorzugsweise in Form eines Gabelkopfes 15 angeordnet. Während eines Verstellvorganges werden das erste und das zweite Bauteil relativ zueinander verstellt. Auf das freie, dem Gehäuse 11 abgewandt liegende Ende des Flanschrohres 12 ist ein anhand der 2 noch näher erläutertes Führungselement 16 aufgesetzt.
Die 2 zeigt deutlich, dass das Flanschrohr 12 einen ovalförmigen Querschnitt hat, und dass dieses Flanschrohr 12 mit einer nutartigen Ausbuchtung versehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Führungselement 16 aus einem Außenring 17, der teilweise an der Außenfläche des Flanschrohres 12 anliegt und einem Führungsring 18, welches von dem Hubrohr 13 durchtreten ist. Demzufolge hat der Führungsring 18 einen kreisringförmigen Querschnitt und innen einen kreisförmigen Durchbruch für das Hubrohr 13. Gemäß der Darstellung ist der Außenring 17 und der Führungsring 18 als einstückiges Formteil ausgebildet und diese beiden Ringe sind über einen Endflansch 19 fest verbunden. Die Sicherung gegen eine Verschiebung in Längsrichtung des Hubrohres 13 erfolgt durch einen Sicherungsring 20, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen kreisringförmigen Querschnitt hat und in einer Einziehung angeordnet ist, so dass keine zurück- oder vorspringende Kanten gegenüber dem Endflansch 19 entstehen. Die Sicherung erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch mehrere im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnete Schrauben 21, die in Schraubkanäle des Flanschrohres 12 eingedreht sind. Zur Komplettierung der Abdichtung ist in den Endbereich des Führungsringes 18 eine Dichtung 22 und eine weitere Dichtung 23 im Endbereich des Außenringes 17 eingesetzt. Diese Dichtungen 22, 23 sind entsprechend der Auslegung des Führungsringes 18 und des Außenringes 17 gestaltet. Als Dichtungen kommen bevorzugt handelsübliche Ausführungen in Frage, oder sie werden im Zuge der Herstellung gefertigt, d.h. angespritzt.
Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführung könnte sich der Sicherungsring 20 auch in dem der nutartigen Ausbuchtung zugewandten Bereich bis an die Innenfläche des Außenringes 17 erstrecken, oder dass dieser vollflächig an dem Außenring 17 anliegt, und/oder dass dieser vor dem Endflansch anliegt. Ferner ist es möglich, dass der Außenring 17 und der Führungsring 18 separate Bauteile sind, wobei die Sicherung wiederum über den Sicherungsring 20 erfolgen kann. Bei dieser Ausführung ist bevorzugt der Führungsring 18 mit einem Flansch versehen, der von den Schrauben 21 durchdrungen ist.
Die Begrenzung der Ausfahrbewegung des Hubrohres 13 erfolgt durch Endschalter, von denen in der 2 nur der die Ausfahrbewegung des Hubrohres 13 begrenzende Endschalter 24 dargestellt ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass das Führungselement 16 einen das Hubrohr 13 umgreifenden Führungsring 18 und einen das Flanschrohr 12 vorzugsweise übergreifenden Außenring 17 aufweist. Weiterhin sind mittels der Schrauben 21 sowohl der Sicherungsring 20 als auch der Führungsring 18 fest mit dem Flanschrohr 12 und/oder mit dem Außenring 17 verbunden.

Claims

Elektromotorischer Linearantrieb (10), mit einem Gehäuse (11), in dem eine Antriebseinheit angeordnet ist, dessen Abtriebsglied eine verfahrbare Spindelmutter ist, wobei das Gehäuse (11) ein äußeres, nach Art einer Führung gestaltetes Flanschrohr (12) aufweist, und bei dem mit der Spindelmutter ein mit einem Anschlussbauteil verbindbares Hubrohr (13) antriebstechnisch gekoppelt ist, welches in einem auf den Endbereich des Flanschrohres (12) aufgesetzten Führungselement (16) geführt ist, wobei das Führungselement (16) einen an dem Flanschrohr (12) anliegenden Außenring (17) und einen die Außenfläche des Hubrohres (13) kontaktierenden Führungsring (18) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherung des Außenrings (17) und des Führungsring (18) gegen eine Verschiebung in Längsrichtung des Hubrohres (13) durch einen Sicherungsring (20) erfolgt, wobei mittels Schrauben (21) sowohl der Sicherungsring (20) als auch der Führungsring (18) fest mit dem Flanschrohr (12) und/oder mit dem Außenring (17) verbunden sind.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (17) zumindest teilweise an der Außenfläche des Flanschrohres (12) anliegt.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (17) und der Führungsring (18) als ein einstückiges Formteil ausgebildet sind.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Außenring (17) und dem Führungsring (18) gebildete Formteil an der freien äußeren Stirnfläche angrenzend an den Führungsring (18) eine Einziehung aufweist, in die der Sicherungsring (20) eingesetzt ist.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (17) und der Führungsring (18) als jeweils ein ringförmiges Bauteil ausgebildet sind, wobei eine Außenkontur des Sicherungsrings (20) der Innenkontur des Flanschrohres (12) und eine Innenkontur des Sicherungsrings (20) der Außenkontur des Hubrohres (13) entspricht.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (18) an der dem Antriebsmotor abgewandten Seite einen Flansch aufweist.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenkontur des Flansches bis in den Bereich der Innenkontur des Flanschrohres (12) erstreckt.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (16) mittels einer Dichtungsanordnung abgedichtet ist, die zumindest eine in den dem Antriebsmotor zugewandten Endbereich des Außenringes (17) eingesetzte Dichtung (23) und zumindest eine in den freien Endbereich des Führungsringes (18) eingesetzte Dichtung (22) aufweist.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Antriebsmotor zugewandten Stirnflächen des Außenringes (17) und des Führungsringes (18) im Versatz zueinander stehen.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (18) und der Sicherungsring (20) gleiche Innenkonturen aufweisen, und dass zumindest der Sicherungsring (20) eine Gleitführung für das Hubrohr (13) bildet, dass jedoch bevorzugt der Führungsring (18) und der Sicherungsring (20) die Gleitführung für das Hubrohr (13) bilden.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Dichtungen (22, 23)mit dem Führungsring (18) und/oder mit dem Sicherungsring (20) als ein einstückig gestaltetes Formteil ausgebildet sind.
Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 11, bei dem beide Dichtungen (22, 23) mit dem Führungsring (18) und/oder mit dem Sicherungsring (20) als ein einstückig gestaltetes Formteil ausgebildet sind.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtung (22, 23) aus einem gummielastischen oder aus einem kunststoffelastischen Werkstoff besteht.
Elektromotorischer Linearantrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (18) und der Sicherungsring (20) aus einem Kunststoff mit gleitfähigen Eigenschaften oder dass die Kontaktflächen des Führungsringes (18) und des Sicherungsringes (20) mit einer Beschichtung aus einem gleitfähigen Kunststoff versehen sind.