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ERFINDUNGSGEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Puffermechanismus für einen linearen Stellantrieb.
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ERFINDUNGSHINTERGRUND
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Lineare Stellantriebe finden weite Verbreitung auf vielen Gebieten und sind in elektrischen Krankenhausbetten, Laufbändern, Rollstühlen usw. zur Einstellung einer Position, Höhe und eines Anhebungswinkels installiert. Insbesondere ist ein Schnelllösungsmechanismus zum schnellen Lösen des Antriebs zur Behandlung eines Patienten in einer Notsituation vorgesehen, so dass das Bett schnell eingestellt werden kann und wertvolle Rettungszeit gewonnen werden kann. Der Patient kann jedoch durch den Stoß verletzt werden, der bei einem schnellen Absenken des Betts erzeugt wird. Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Pufferwirkung beim schnellen Herabfallen des Betts zu erzielen.
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Im allgemeinen umfasst ein herkömmlicher linearer Stellantrieb einen Motor, einen Getriebemechanismus und einen Schnelllösungsmechanismus, wobei der Motor einen Schneckentrieb umfasst und der Getriebemechanismus eine Führungsschraube und ein Schneckenrad umfasst, das die Führungsschraube umhüllt und mit dieser gekoppelt ist und im Eingriff mit der Schnecke zur Bewegungsübertragung steht, und der Schnelllösungsmechanismus umfasst zwei zylindrische Kupplungselemente, wobei eines der zylindrischen Kupplungselemente feststeht und mit der Führungsschraube gekoppelt ist und mit der Führungsschraube rotiert und das andere zylindrische Kupplungselement an dem Schneckenrad befestigt ist und mit diesem gekoppelt ist und zusammen mit dem Schneckenrad rotiert, und ein Drehmoment-Übertragungselement ist an einem entsprechenden Ende jedes zylindrischen Kupplungselements installiert, und die Kupplungswirkung zwischen den zylindrischen Kupplungselementen ist zur Bewegungsübertragung zwischen der Führungsschraube und dem Schneckenrad oder zum Lösen dieser Übertragung vorgesehen.
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Die herkömmlichen Ausführungsformen konventioneller linearer Stellantriebe weisen jedoch die folgenden Probleme auf. In einem konventionellen linearen Stellantrieb ist gewöhnlich ein pneumatischer Stab neben dem linearen Stellantrieb installiert, um die Pufferfunktion auszuüben, doch der zusätzlich installierte pneumatische Stab führt zu einem komplizierteren Aufbau und zu höheren Herstellungskosten des Betts. Ferner ist die Stoßkraft, die von der Erdbeschleunigung erzeugt wird, gewöhnlich viel größer als die maximale Last, die der pneumatische Stab aufnehmen kann, und somit wird nicht nur der pneumatische Stab beschädigt, sondern der Schutz des Patienten versagt infolgedessen. Es ist daher offensichtlich, dass herkömmliche lineare Stellantriebe verbesserungsbedürftig sind.
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Aus der
DE 10 2010 044 793 B4 geht ein Puffermechanismus für einen Stellantrieb hervor. Der lineare Stellantrieb umfasst ein Getriebegehäuse, eine Führungsschraube und ein Teleskoprohr, das eine Mutter aufweist, die auf die Führungsschraube geschraubt und mit dieser Bewegung gekoppelt ist. Der Puffermechanismus umhüllt dabei den äußeren Umfang der Führungsschraube und ist zwischen der Mutter und dem Getriebegehäuse angeordnet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Puffermechanismus für einen linearen Stellantrieb zu schaffen, welche dazu in der Lage sind, Stoßkräfte aufzunehmen, die während eines schnellen Herunterfallens eines Teleskoprohrs des linearen Stellantriebs erzeugt werden.
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Dieses Ziel wird durch einen Puffermechanismus mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein linearer Stellantrieb umfasst: ein Getriebegehäuse; eine Motorkonstruktion; eine Führungsschraube; ein Teleskoprohr; einen Schnelllösungsmechanismus und einen Puffermechanismus, wobei die Motorkonstruktion mit dem Getriebegehäuse gekoppelt ist, die Führungsschraube einen in den Getriebegehäuse enthaltenen Teil aufweist, während ihr verbleibender Teil nach außen ragt, und das Teleskoprohr eine Mutter aufweist, die auf die Führungsschraube zur Bewegungsübertragung aufgeschraubt ist, und der Schnelllösungsmechanismus ist in dem Getriebegehäuse enthalten und umfasst ein zylindrisches Kupplungselement, das die Führungsschraube umhüllt und mit dieser gekoppelt ist, sowie ein Schneckenrad, das an einer Seite des zylindrischen Kupplungselements vorgesehen ist, wobei das zylindrische Kupplungselement mit der Führungsschraube rotiert, und das Schneckenrad durch die Motorkonstruktion angetrieben wird und selektiv mit dem zylindrischen Kupplungselement gekoppelt ist, und der Puffermechanismus umhüllt den äußeren Umfang der Führungsschraube und ist zwischen der Mutter und dem Getriebegehäuse angeordnet.
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Zur Erreichung der vorstehend genannten Ziele umfasst die vorliegende Erfindung einen Puffermechanismus für einen linearen Stellantrieb, welcher lineare Stellantrieb ein Getriebegehäuse, eine Führungsschraube und ein Teleskoprohr umfasst, wobei das Teleskoprohr eine Mutter aufweist, die auf die Führungsschraube zur Bewegungsübertragung geschraubt ist, welcher Puffermechanismus den äußeren Umfang der Führungsschraube umhüllt und zwischen der Mutter und dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung hat ferner die folgenden Wirkungen: eine Schraubenfeder, die durch Walzen einer Platte hergestellt ist, schafft eine vergleichsweise größere axiale Lagerkraft zur Aufnahme unterschiedlicher Lasten. Durch die Installation des ersten Begrenzungsrings und von Spornen, hält die vorliegende Erfindung nicht nur ein Ende der Schraubenfeder sicher, um zu verhindern, dass die Schraubenfeder in der radialen Richtung ausgelenkt wird, sondern verhindert auch, dass die Schraubenfeder durch Unachtsamkeit und Schlagwirkungen verformt oder geschädigt wird. Der zweite Begrenzungsring ist in der Aufnahmeöffnung des Getriebegehäuses befestigt, um einen Begrenzungseffekt zu schaffen, durch welchen die Schraubenfeder daran gehindert wird, sich in axialer Richtung zu bewegen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines linearen Stellantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Explosionsdarstellung eines äußeren Rohrs, eines Puffermechanismus und einer Führungsschraube gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Explosionsdarstellung einer Motorkonstruktion, eines Getriebegehäuses und einer Führungsschraube gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Explosionsdarstellung eines Schnelllösungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Schnitt durch einen Schnelllösungsmechanismus und eine Führungsschraube gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ist ein Schnitt durch einen linearen Stellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist eine Schnittansicht, die einen Benutzungszustand eines linearen Stellantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die technische Lehre der vorliegenden Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich, zusammen mit der Darstellung in den beigefügten Zeichnungen.
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Gemäß den 1 bis 6, die einen linearen Stellantrieb und einen Puffermechanismus des linearen Stellantriebs zeigen, umfasst der lineare Stellantrieb ein Getriebegehäuse 10, eine Motorkonstruktion 20, eine Führungsschraube 30, ein Teleskoprohr 40, einen Schnellösungsmechanismus 50 und einen Puffermechanismus 60.
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Gemäß 3 umfasst das Getriebegehäuse 10 einen linken Gehäuseteil 11 und einen rechten Gehäuseteil 12, der im Eingriff mit dem linken Gehäuseteil 11 steht, und beide Gehäuseteile 11, 12 haben im wesentlichen eine Kreisbogenform und sind durch Befestigungsmittel wie etwa Schrauben zu einem Hohlzylinder verbunden, und eine Aufnahmeöffnung 13 ist vorn an dem Getriebegehäuse 10 ausgebildet, und eine Aufnahmenut 131 ist an einer inneren Wandfläche der Aufnahmeöffnung 13 ausgebildet. Ferner ist ein Durchgangsschlitz 14 in einer entsprechenden Position jedes Gehäuseteils 11, 12 ausgebildet, und ein Drehsitz 15 ist an einer Kante des Durchgangsschlitzes 14 ausgebildet.
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Die Motorkonstruktion 20 umfasst einen unteren Gehäuseteil 21, einen Motor 22 und ein oberes Gehäuseteil 23, wobei der Motor 22 in dem unteren Gehäuseteil 21 enthalten ist, und ein Schneckengewinde 221 erstreckt sich von der Mitte des Motors 22, und der obere Gehäuseteil 23 steht im Eingriff mit dem entsprechenden unteren Gehäuseteil 21, um das Getriebegehäuse 10 abzudecken und zu befestigen, und der untere Gehäuseteil 21 und der obere Gehäuseteil 23 sind durch Befestigungsmittel wie etwa Schrauben verbunden, und das Schneckengewinde 221 erstreckt sich in das Getriebegehäuse 10 hinein, und der Motor 22 dreht das Schneckengewinde 221 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn durch die Magnetpole, die Spule und den Strom des Motors 22.
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Gemäß 3 wird die Führungsschraube 30, wie in den 5 und 6 dargestellt, durch ein vorderes Lager 31 und ein hinteres Lager 32 gelagert, so dass der hintere Abschnitt sich in dem Getriebegehäuse 10 befindet, und der verbleibende Teil der Führungsschraube 30 erstreckt sich aus dem Getriebegehäuse 10 nach außen, und die Führungsschraube 30 ist eine nicht selbst blockierende Führungsschraube. Mit anderen Worten, falls das Teleskoprohr 40 blockiert wird und sich nicht drehen kann, wird die Führungsschraube 30 sich frei bezüglich des Teleskoprohrs 40 drehen, unter der Wirkung, dass das Teleskoprohr 40 gedrückt oder axial gepresst wird, so dass das Teleskoprohr 40 linear bewegt wird. Gemäß 2 ist ein Positionierungsabschnitt 301 an einem Gewindeende der Führungsschraube 30 ausgebildet, und der Positionierungsabschnitt 301 umfasst zwei parallele Flächen.
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Gemäß 2 umfasst das Teleskoprohr 40 ein inneres Rohr 41 und eine Mutter 42, die an einem Ende des inneren Rohrs 41 befestigt ist, wobei das innere Rohr 41 den äußeren Umfang der Führungsschraube 30 umhüllt, und die Mutter 42 ist zur Bewegungsübertragung auf die Führungsschraube 30 aufgeschraubt. Die Mutter 42 besteckt aus Polyoxymethylen (P. O. M), und das Teleskoprohr 40 umfasst ferner ein schlagfestes Element 43 aus Metall mit einer vergleichsweise größeren Stabilität und Härte, und das schlagfeste Element 43 ist an einer Stirnfläche des Innenrohrs 41 befestigt, die der Mutter 42 abgewandt ist.
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Gemäß 4 ist der Schnelllösungsmechanismus 50 gemäß 5 und 6 in dem Getriebegehäuse 10 enthalten und umfasst ein zylindrisches Kupplungselement 51 und ein Schneckenrad 52, wobei das zylindrische Kupplungselement 51 die Führungsschraube 30 umhüllt und mit dieser gekoppelt ist, und das Schneckenrad 52 umhüllt die Führungsschraube 30 und ist mit dieser gekoppelt und ist auf einer Seite des zylindrischen Kupplungselements 51 ausgebildet, und ein Positionierungsloch 511 ist in der Mitte des zylindrischen Kupplungselements 51 ausgebildet und umhüllt den Positionierungsabschnitt 301 der Führungsschraube 30 und ist mit diesem gekoppelt, so dass das zylindrische Kupplungselement 51 mit der Führungsschraube 30 gedreht werden kann. Ferner ist eine Mehrzahl von Vorsprungskeilen 512 in Abständen voneinander auf dem äußeren Umfang des zylindrischen Kupplungselements 51 angeordnet, und das Schneckenrad 52 umfasst einen Kupplungsabschnitt 521, einen Druckaufnahmeabschnitt 122, der sich axial von dem Kupplungsabschnitt 521 erstreckt, und einen Getriebeabschnitt 523, der sich axial von dem Druckaufnahmeabschnitt 522 erstreckt, wobei der Getriebeabschnitt 523 mit dem Schneckengewinde 221 in Eingriff steht und durch dieses angetrieben wird, und eine Mehrzahl von Keilschlitzen 524 ist in dem Kupplungsabschnitt 521 zur jeweiligen Aufnahme der Vorsprungskeile 512 ausgebildet, so dass das Schneckenrad 52 wahlweise von dem zylindrischen Kupplungselement 51 getrennt werden kann oder dieses aufnimmt.
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Der Schnelllösungsmechanismus 50 umfasst ferner eine Kompressionsfeder 53, einen Sockelring 54 und ein radiales Lager 55, und ein Ende der Kompressionsfeder 53 umhüllt das Schneckenrad 52 und ist damit gekoppelt, und das andere Ende der Kompressionsfeder 53 ist von dem Sockelring 54 aufgenommen, und das radiale Lager 55 ist zwischen dem hinteren Lager 32 und dem Sockelring 54 eingeklemmt, und das radiale Lager 55 ist zur gleichförmigen Rotation der Kompressionsfeder 53, des Sockelrings 54 und des Schneckenrads 52 vorgesehen.
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Der Puffermechanismus 60 gemäß der 2 und 6 umhüllt den äußeren Umfang der Führungsschraube 30 und ist zwischen der Mutter 42 und dem Getriebegehäuse 10 angeordnet. Der Puffermechanismus 60 umfasst eine Schraubenfeder 61, einen ersten Begrenzungsring 62 und einen zweiten Begrenzungsring 63, wobei die Schraubenfeder 61 durch Walzen eines Stücks von plattenförmigem Werkzeugstahl gebildet wird, und die Platte hat einen rechteckigen Querschnitt, und ein Ende der Schraubenfeder 61 ist in den ersten Begrenzungsring 62 eingeführt und damit gekoppelt, und zwei Sporne 621 springen von dem äußeren Umfang des ersten Begrenzungsrings 62 nach außen vor, und eine Aufnahme 64 ist auf einem Bewegungsweg parallel zu dem Teleskoprohr 40 vorgesehen, und die Sporne 621 sind jeweils in die Ausnehmungen 64 eingeklinkt, so dass die Schraubenfeder 61 daran gehindert wird, in axialer Richtung ausgelenkt zu werden, und das schlagfeste Element 43 ist an einem Ende der Mutter 42 in einer Richtung befestigt, die zu dem ersten Begrenzungsring 62 weist. Das andere Ende der Schraubenfeder 61 ist in dem zweiten Begrenzungsring 63 aufgenommen, und der zweite Begrenzungsring 63 ist in der Aufnahmeöffnung 13 des Getriebegehäuses 10 befestigt, und ein Flansch 631 springt von dem äußeren Umfang des zweiten Begrenzungsrings 63 vor und ist in die Aufnahmenut 131 aufgenommen, und der zweite Begrenzungsring 63 wird vor allem dazu verwendet, die Schraubenfeder 61 daran zu hindern, sich in der axialen Richtung zu bewegen.
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Gemäß den 2 und 6 umfasst der lineare Stellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein äußeres Rohr 70, das den äußeren Umfang der Führungsschraube 30 umhüllt, und ein Ende des äußeren Rohrs 70 schlägt gegen das Getriebegehäuse 10 an und ist damit verbunden und ist durch den unteren Gehäuseteil 21 und dem oberen Gehäuseteil 23 abgedeckt und befestigt. Das Teleskoprohr 40 ragt in das äußere Rohr 70 hinein und ist damit verbunden, und eine Mehrzahl von Führungsnuten 701 ist an einer Innenwand des äußeren Rohrs 70 vorgesehen, und eine Mehrzahl von Führungsblöcken 421 springt von der äußeren Umfangsfläche der Nut 42 vor und liegt in den jeweiligen Führungsnuten 701 ein, so dass das Teleskoprohr 40 linear in der axialen Richtung bezüglich des äußeren Rohrs 70 bewegt werden kann.
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Gemäß 3 umfasst der lineare Stellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Zugmechanismus 80, und der Zugmechanismus 80 umfasst einen Zughandgriff 81 und ein Zugstabmodul 83, wobei der Zughandgriff 81 im wesentlichen U-förmig ist und gegenüber jedem Schwenklager 15 des Getriebegehäuses 10 mittels eines Bolzens schwenkbar ist, und ein Paar von Armen 811 erstreckt sich nach innen in Richtung eines offenen Endes des Zughandgriffs 81. Das Paar von Armen 811, das den Durchgangsschlitzen 14 entspricht, erstreckt sich in das Getriebegehäuse 10, und die Arme 811 werden in ihre Position (gemäß 6) auf einer Stirnfläche des Druckaufnahmeabschnitt 522 des Schneckenrads 52 gepresst. Das Zugstabmodul 82 ist an dem oberen Gehäuseteil 23 der Motorkonstruktion 20 installiert und umfasst einen Zugstab 821, einen beweglichen Block 822 und eine Rückkehrfeder 823, die an dem Zugstab 821 befestigt ist, und der Zugstab 821 durchläuft das obere Gehäuse 23 und ist mit diesem gekoppelt, und der bewegliche Block 822 umhüllt ein geschlossenes Ende des Zughandgriffs 81 und ist mit diesem gekoppelt, und die Rückkehrfeder 823 ist elastisch zwischen eine Innenwandfläche des oberen Gehäuseteils 23 und des beweglichen Blocks 822 geklemmt.
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Gemäß den 3 und 7 umfasst der lineare Stellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen hinteren Halter 90 und einen vorderen Halter 95, und der hintere Halter 90 umgibt das hintere Lager 32 und wird durch die Gehäuseteile 11, 12 des Getriebegehäuses 10 befestigt, und der vordere Halter 95 umhüllt ein Ende des Teleskoprohrs 40, das von der Mutter 42 entfernt liegt, und ist daran gekoppelt.
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Gemäß 6 sind der hintere Halter 90 und der vordere Halter 95 an einem elektrischen Bett (in der Figur nicht dargestellt) während des Betriebs befestigt, die Drehung des Schneckengewindes 221 treibt das Schneckenrad 52 zur Drehung an, und das Schneckenrad 52 treibt die Führungsschraube 30 zur Drehung an. Da das Teleskoprohr 40 durch das äußere Rohr 70 begrenzt wird, wird das Teleskoprohr 40 linear in einer axialen Richtung bezüglich der Führungsschraube 30 durch den Rotationsvorgang der Führungsschraube 30 bewegt, so dass der vordere Abschnitt des elektrischen Betts angehoben wird.
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Wenn es gemäß 7 erforderlich ist, einem Patienten, der in einem Bett liegt, in einem Notfall einen elektrischen Schlag zu versetzen, wird der Zugstab 821 gezogen, so dass der bewegliche Block 822 den Zughandgriff 81 antreibt, und der Zughandgriff 81 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn mittels des Schwenklagers 15 als Drehmitte. Nun drückt jeder Arm 811 das Schneckenrad 52 zur Bewegung in einer Richtung von dem zylindrischen Kupplungselement 51 weg, so dass die Vorsprungskeile 512 des zylindrischen Kupplungselements 51 und die Keilschlitze 524 des Schneckenrads 52 voneinander getrennt werden und sich lösen, und das Körpergewicht des Patienten oder eines medizinischen Personals kann einen Druck auf den vorderen Abschnitts des elektrischen Betts ausüben. Nachdem der vorstehend erwähnte Druck auf das Teleskoprohr 40 ausgeübt ist, wird die Führungsschraube 30 schnell gedreht und in das äußere Rohr 70 eingezogen, und das schlagfeste Element 43 schlägt unmittelbar an dem ersten Begrenzungsring 62 an, und die elastische Kraft und die Rückstellkraft der Schraubenfeder 61 absorbieren die Schlagkraft, wenn das Teleskoprohr 40 und die Mutter 42 schnell fallen.
