DE102019200879A1 - Adjustment device for motorized adjustment of moving parts, in particular for motorized height adjustment of furniture, and height-adjustable furniture containing such an adjustment device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung umfasst eine Verstellvorrichtung zur motorischen Höhenverstellung von Möbeln insbesondere von Tischen, sowie ein höhenverstellbares Möbel beinhaltend eine solche Verstellvorrichtung mit einer Getriebe-Antriebseinheit (12), bei der ein Getrieberad (16) eines Getriebes (11) in einem Getriebegehäuse (14) gelagert ist, und das Getrieberad (16) ein zentrales Kopplungselement (18) aufweist, in das axial ein Abtriebselement (20) eingreift, wobei das Kopplungselement (18) an seiner radialen Umfangsfläche in einer Klemmbuchse (26) geführt ist, die unmittelbar in einem axialen Fortsatz (28) des Getriebegehäuses (14) drehfest gelagert ist, und das Kopplungselement (18) in einem Umfangsbereich eine Aussparung (22) für zwei Sperr-Zylinder (24) zur Ausbildung einer Drehmomentsperre aufweist, wobei zwischen den beiden Sperr-Zylindern (24) ein elastisches Element (30) angeordnet ist, das beim Einleiten eines lastseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement (18) zumindest einen der beiden Sperr-Zylinder (24) radial nach außen klemmend gegen die Klemmbuchse (26) presst.The invention relates to an adjustment device for motorized height adjustment of furniture, in particular tables, and a height adjustable piece of furniture comprising such an adjustment device with a gear drive unit (12), in which a gear wheel (16) of a gear (11) is mounted in a gear housing (14) , and the gear wheel (16) has a central coupling element (18) into which an output element (20) engages axially, the coupling element (18) being guided on its radial circumferential surface in a clamping bushing (26) which is directly in an axial direction Extension (28) of the gear housing (14) is rotatably mounted, and the coupling element (18) has a recess (22) for two locking cylinders (24) in a circumferential area to form a torque lock, wherein between the two locking cylinders (24 ) an elastic element (30) is arranged which, when a load-side torque is applied to the output element (18), at least one d he presses the two locking cylinders (24) radially outwards against the clamping bush (26).
Description
Stand der TechnikState of the art
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Verstellvorrichtung zum motorischen Verstellen beweglicher Teile - insbesondere zur motorischen Höhenverstellung von Möbeln, sowie einem höhenverstellbaren Möbel beinhaltend eine solche Verstellvorrichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on an adjustment device for motorized adjustment of moving parts - in particular for motorized height adjustment of furniture, as well as a height-adjustable piece of furniture comprising such an adjustment device according to the type of the independent claims.
Mit der
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung, sowie das erfindungsgemäße Möbel beinhaltend eine solche Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben dem gegenüber den Vorteil, durch die Ausbildung einer Lastmomentsperre als integrierter Bestandteil eines Getriebegehäuses eine unerwünschte Höhenverstellung eines Möbels sehr kostengünstig und in äußerst kompakter Bauweise verhindert werden. Dabei kann eine Klemmbuchse direkt in einem axialen Fortsatz befestigt werden, der sich von der Oberfläche des Getriebegehäuses nach Außen erstreckt. Auf diese Weise können sowohl die Klemmbuchse, als auch das darin radial gelagerte Kopplungselement für die Ausbildung der Lastmomentsperre ohne Wesentliche Vergrößerung des Bauraums für die Getriebe-Antriebseinheit ausgebildet werden. Eine solche Verstellvorrichtung eignet sich in besonderer Weise für die Höhenverstellung von Tischen, Stühlen oder ähnlichen Möbeln, bei der verhindert werden soll, dass sich ein Möbelteil aufgrund einer äußeren Lasteinwirkung unerwünscht absenkt.The adjustment device according to the invention, as well as the furniture according to the invention, including such a device with the features of the independent claims, have the advantage, in contrast, that an undesired height adjustment of a piece of furniture can be prevented very inexpensively and in an extremely compact design by the design of a load torque lock as an integrated component of a gear housing. In this case, a clamping bush can be fastened directly in an axial extension which extends outwards from the surface of the gear housing. In this way, both the clamping bush and the coupling element radially mounted therein for the formation of the load torque lock can be formed without significantly increasing the installation space for the transmission drive unit. Such an adjustment device is particularly suitable for the height adjustment of tables, chairs or similar furniture, in which it is intended to prevent a piece of furniture from undesirably lowering due to an external load.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Ausführungen. Besonders kostengünstig lässt sich der axiale Fortsatz einteilig mit dem Gehäusedeckel des Getriebegehäuses ausbilden. Dies kann besonders einfach mittels Spritzgießen erfolgen, wobei der Gehäusedeckel mit dem axialen Fortsatz bevorzugt aus Kunststoff gespritzt werden kann. In den Gehäusedeckel mit dem axialem Fortsatz kann die Klemmbuchse aus Metall als Einlegeteil eingespritzt oder eingepresst werden. Bei beide Varianten muss die Klemmbuchse formschlüssig mit dem Gehäusedeckel verbunden sein.The measures listed in the subclaims result in advantageous developments and improvements to the designs specified in the independent claims. The axial extension can be formed in one piece with the housing cover of the transmission housing in a particularly cost-effective manner. This can be done particularly simply by means of injection molding, the housing cover with the axial extension preferably being injection molded from plastic. The metal clamping bush as an insert can be injected or pressed into the housing cover with the axial extension. In both variants, the clamping bush must be positively connected to the housing cover.
Dabei kann der axiale Fortsatz für die Klemmbuchse in einem einzigen Prozessschritt mit der Montage des Getriebes positioniert werden. Nach dem Lagern der Getrieberäder in der unteren Gehäuseschale wird das Getriebe mit dem Gehäusedeckel verschlossen, um die Getrieberäder axial zu sichern. Bei Aufsetzen des Getriebedeckels steht dann gleichzeitig der axiale Fortsatz zur Verfügung, in den bevorzugt die Klemmbuchse vor dem Aufsetzen des Gehäusedeckels eingepresst werden kann. Der Gehäusedeckel wird in besonders einfacher Weise mittels Clips-Elementen an entsprechenden Gegenelementen des Gehäusegrundkörpers befestigt.The axial extension for the clamping bush can be positioned in a single process step with the assembly of the gear. After the gearwheels are stored in the lower housing shell, the gearbox is closed with the housing cover in order to axially secure the gearwheels. When the gear cover is put on, the axial extension is then simultaneously available, into which the clamping bush can preferably be pressed before the housing cover is put on. The housing cover is fastened in a particularly simple manner by means of clip elements to corresponding counter-elements of the basic housing body.
Zur Befestigung eines Lagerdeckels für das Abtriebselement können am axialen Forstsatz ohne Zusatzaufwand Aufnahmeelemente für Verbindungselemente des Lagerdeckels angeformt werden. Bevorzugt können die Aufnahmeelemente als axiale Schraublöcher ausgebildet sein, in die beispielsweise Gewindeschrauben einschraubbar sind, mittels denen der Lagerdeckel am axialen Fortsatz des Getriebegehäuses festgeschraubt ist.To attach a bearing cover for the output element, receiving elements for connecting elements of the bearing cover can be integrally formed on the axial forest set without additional effort. The receiving elements can preferably be designed as axial screw holes into which, for example, threaded screws can be screwed, by means of which the bearing cover is screwed tightly to the axial extension of the gear housing.
Vorteilhaft ist mittig am Lagerdeckel eine Durchgangsöffnung ausgebildet, durch die das zu verstellende Teil axial in das Abtriebselement eingreifen kann. Dabei ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des Abtriebselements, damit das Abtriebselement mit samt den Sperr-Zylindern durch den Lagerdeckel axial im Getriebegehäuse gehalten wird. Das Abtriebselement weist als Schnittstelle zu dem verstellenden Teil bevorzugt einen formschlüssiges Innenprofil auf, in den formschlüssig ein korrespondierendes Außenprofil eingreift, der das bewegliche Teil verstellt. Beispielsweise ist das Innenprofil als ein 4-, 5-, oder 6- oder Mehr-Kant ausgebildet. Beispielsweise kann ein korrespondierender Außenmehrkant unmittelbar am Ende einer Spindel angeformt werden, die die Höhenverstellung eines Möbel-Beins bewirkt. Alternativ kann jedoch am Abtriebselement auch ein Vielzahn angeformt werden, dass in eine entsprechende Gegenverzahnung der Verstellmimik des zu verstellenden Teils eingreift.A through opening is advantageously formed in the center of the bearing cover, through which the part to be adjusted can engage axially in the output element. The diameter of the through opening is made smaller than the outer diameter of the output element, so that the output element together with the locking cylinders is held axially in the gearbox housing by the bearing cover. As an interface to the adjusting part, the output element preferably has a form-fitting inner profile, into which a corresponding outer profile engages, which adjusts the movable part. For example, the inner profile is designed as a 4, 5, or 6 or polygon. For example, a corresponding polygon can be formed directly at the end of a spindle, which effects the height adjustment of a furniture leg. Alternatively, however, a multi-tooth can also be formed on the output element, which engages in a corresponding counter toothing of the adjustment mimic of the part to be adjusted.
Zur Ausbildung der Lastmomentsperre ist am Außenumfang des Abtriebselements eine in Umfangsrichtung ebene tangentiale Fläche ausgebildet, in der beispielsweise mittig eine radiale Kerbe für das elastische Element ausgebildet ist. Das elastische Element ist hierbei beispielsweise zylindrisch ausgebildet. Beim Einwirken eines Lastmoments auf das Abtriebselement drückt dieses den Sperr-Zylinder radial nach außen gegen die Klemmbuchse, so dass das sich das Abtriebselement radial verspannt. To form the load torque lock, a circumferentially flat tangential surface is formed on the outer circumference of the output element, in which, for example, a radial notch for the elastic element is formed in the center. The elastic element is, for example, cylindrical. When a load torque acts on the output element, this presses the locking cylinder radially outward against the clamping bush, so that the drive element is braced radially.
Dadurch wird auch zumindest einer der beiden Sperr-Zylinder radial nach außen und in Umfangsrichtung gegen das Kopplungselement gedrückt, so dass das Abtriebselement gegenüber der Sperrbuchse blockiert. Bevorzugt werden hierbei die beiden Sperr-Zylinder in Umfangsrichtung auseinandergedrückt, so dass sich zumindest ein Sperr-Zylinder innerhalb der Aussparung zwischen der Innenwand der Klemmbuchse und der Abflachung des Abtriebselements verklemmt.As a result, at least one of the two locking cylinders is also pressed radially outward and in the circumferential direction against the coupling element, so that the output element blocks with respect to the locking bush. In this case, the two locking cylinders are preferably pressed apart in the circumferential direction, so that at least one locking cylinder is jammed within the recess between the inner wall of the clamping bush and the flattening of the output element.
Soll die Drehmomentsperre in beiden Drehrichtungen wirken, sind bevorzugt exakt zwei Sperr-Zylinder innerhalb einer einzigen Aussparung angeordnet. Je nach Drehrichtung verklemmt dann der eine oder der andere Sperr-Zylinder. Ist dagegen eine Drehmomentsperre nur in eine Drehrichtung erforderlich, ist es ausreichend nur einen einzigen Sperrzylinder anzuordnen, der mittels dem elastischen Element an denjenigen Rand in Umfangsrichtung gedrückt wird, der der entsprechenden Drehrichtung entspricht, deren Lastmoment gesperrt werden soll.If the torque lock is to act in both directions of rotation, exactly two locking cylinders are preferably arranged within a single recess. Depending on the direction of rotation, one or the other locking cylinder then jams. If, on the other hand, a torque lock is only required in one direction of rotation, it is sufficient to arrange only a single lock cylinder which is pressed in the circumferential direction by means of the elastic element on the edge which corresponds to the corresponding direction of rotation whose load torque is to be locked.
Zur Übertragung des Antriebselements vom Kopplungselement auf das Abtriebselement sind am letzteren Anlageflächen ausgebildet, an denen korrespondierende Gegenanlagefläche des Kopplungselements zum Anliegen kommen. Dabei erstrecken sich die Anlageflächen und die Gegenanlagefläche in einer Ebene, die sich in Radialrichtung und Axialrichtung erstreckt. Für die Funktion der Lastmomentsperre ist zwischen den Anlageflächen und Gegenanlageflächen ein gewisses Drehspiel ausgebildet, damit die Sperr-Zylinder innerhalb der Aussparung in Antriebsrichtung gelöst bleiben, und erst beim Einleiten eines Lastmoments entgegen der Antriebsrichtung mit der Klemmbuchse verklemmen.To transfer the drive element from the coupling element to the output element, contact surfaces are formed on the latter, on which corresponding counter-contact surface of the coupling element come to rest. The contact surfaces and the counter-contact surface extend in a plane that extends in the radial direction and the axial direction. For the function of the load torque lock, a certain rotational play is formed between the contact surfaces and counter-contact surfaces, so that the locking cylinders remain released in the recess in the drive direction, and only jam with the clamping bush against the drive direction when a load torque is introduced.
Die Anlageflächen des Abtriebselements sind an Kreisring-Segmenten angeordnet, die sich radial in korrespondierenden Ausnehmungen im Kopplungselement erstrecken, die ebenfalls kreisringsegmentförmig ausgebildet sind. Im Umfangsbereich des Kreisring-Segments sind dabei kreisbogenförmige Umfangsflächen ausgebildet. Zwischen den Kreissegmenten sind hingegen ebene Umfangsflächen ausgebildet, die sich tangential zur Drehachse erstrecken. Bevorzugt sind am Abtriebselement drei solcher Kreisring-Segmente ausgebildet, wobei eines davon sich über einen größeren Umfangsbereich erstreckt, als die anderen beiden. Dabei ist an dem größeren Kreisring-Segment bezüglich der Umfangsrichtung mittig die tangentiale Ebene angeformt, in der die Kerbe für das elastische Element ausgebildet ist.The contact surfaces of the output element are arranged on circular ring segments which extend radially in corresponding recesses in the coupling element, which are also designed in the form of a circular segment. Circular arc-shaped circumferential surfaces are formed in the circumferential area of the circular ring segment. In contrast, flat circumferential surfaces are formed between the circular segments and extend tangentially to the axis of rotation. Three such circular ring segments are preferably formed on the output element, one of which extends over a larger circumferential area than the other two. The tangential plane in which the notch for the elastic element is formed is formed on the larger circular ring segment with respect to the circumferential direction.
Das Kopplungselement ist besonders vorteilhaft als einstückiges Teil mit dem Getrieberad ausgebildet, das vom Elektromotor angetrieben wird. Dabei erstreckt sich das Kopplungselement als axiale Verlängerung entlang der Drehachse des Abtriebselements und des Getrieberads. Das Kopplungselement ist im Wesentlichen als Zylinderwand ausgebildet, an der sich radial nach innen erstreckende Formschlusselemente angeformt sind, an denen die Gegenanlageflächen für die Anlageflächen des Abtriebselements ausgebildet sind. Die Aussparung für die Sperr-Zylinder ist bevorzugt als radialer Durchbruch ausgebildet, so dass die Sperr-Zylinder radial außen von der Klemmbuchse und radial innen vom Abtriebselement und in Tangentialrichtung von den Seitenflächen der Aussparung umschlossen sind.The coupling element is particularly advantageously designed as a one-piece part with the gear wheel, which is driven by the electric motor. The coupling element extends as an axial extension along the axis of rotation of the driven element and the gear wheel. The coupling element is essentially designed as a cylinder wall, on which form-fitting elements that extend radially inward are formed, on which the counter-contact surfaces for the contact surfaces of the output element are formed. The cutout for the locking cylinders is preferably designed as a radial opening, so that the locking cylinders are enclosed radially on the outside by the clamping bush and radially on the inside by the output element and in the tangential direction by the side surfaces of the cutout.
Bei einer bevorzugten Ausführung wird das Getrieberad, an dem das Kopplungselement angeformt ist, von einem Schneckenrad (ist weiteres Getrieberad) angetrieben, dass unmittelbar von der Ankerwelle des Elektromotors angetrieben wird. Dadurch weist dieses zweistufige Getriebe als erste Getriebestufe eine Schneckenverzahnung und als zweite Getriebestufe eine Stirnradverzahnung auf. Ein solches zweistufiges Getriebe kann sehr kompakt in einem Getriebegehäuse angeordnet werden, das unmittelbar an einem axialen Ende des Elektromotors angeordnet ist. Dabei ist beispielsweise auf der Ankerwelle des Elektromotors eine Schnecke angeordnet, die mit einer Schneckenverzahnung des Schneckenrads der ersten Getriebestufe kämmt. Axial benachbart zur Schneckenverzahnung ist am Schneckenrad ein Stirnzahnrad angeordnet, das wiederum in eine Gegenverzahnung des Getrieberads mit dem Kopplungselement eingreift.In a preferred embodiment, the gear wheel, on which the coupling element is molded, is driven by a worm wheel (is another gear wheel) that is driven directly by the armature shaft of the electric motor. As a result, this two-stage gear has worm teeth as the first gear stage and spur gear teeth as the second gear stage. Such a two-stage transmission can be arranged in a very compact manner in a transmission housing which is arranged directly at one axial end of the electric motor. In this case, for example, a worm is arranged on the armature shaft of the electric motor, which meshes with a worm toothing of the worm wheel of the first gear stage. A spur gear is arranged axially adjacent to the worm toothing on the worm wheel and engages in turn in a counter toothing of the gear wheel with the coupling element.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung in einem Bein eines Möbels eingebaut, das elektromotorisch höhenverstellbar ausgebildet ist. Dabei ist bevorzugt das Bein teleskopartig ausgebildet, bei dem zwei Profil-Teile in Verstellrichtung ineinandergreifen. Dabei kann vorteilhaft in einem ersten Teil des Beines eine Spindelmutter angeordnet sein, in die die Spindel des zweiten Teils des Beins in Verstellrichtung eingreift. Versetzt nun die Getriebe-Antriebseinheit die Spindel in Drehung, kann die Höhe des Möbels bequem verstellt werden. Wird das Möbel übermäßig belastet, verhindert die Lastmomentsperre, dass das Möbel unerwünscht abgesenkt wird. Zur schnelleren Höhenverstellung ist die Spindel mit einer hohen Steigung und/oder mehrgängig ausgebildet, wodurch deren Selbsthemmung abnimmt. Daher ist bei solch einer schnellgängigen Ausführung die erfindungsgemäße Lastmomentsperre besonders vorteilhaft.The adjustment device according to the invention is particularly advantageously installed in a leg of a piece of furniture which is designed to be height-adjustable by an electric motor. The leg is preferably designed telescopically, in which two profile parts interlock in the adjustment direction. A spindle nut can advantageously be arranged in a first part of the leg, in which the spindle of the second part of the leg engages in the adjustment direction. If the gear drive unit now rotates the spindle, the height of the furniture can be easily adjusted. If the furniture is subjected to excessive loads, the load torque lock prevents the furniture from being lowered undesirably. For faster height adjustment, the spindle is designed with a high pitch and / or multiple gears, whereby whose self-locking decreases. Therefore, the load torque lock according to the invention is particularly advantageous in such a fast-running version.
FigurenlisteFigure list
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the devices according to the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the description below.
Es zeigen
-
1 eine erste erfindungsgemäße Verstellvorrichtung, -
2 eine Explosionsdarstellung der Verstellvorrichtung gemäß1 , -
3 einen Schnitt durch die Verstellvorrichtung gemäß1 , -
4 weitere erfindungsgemäße Ausführung eines höhenverstellbaren Tisches mit einer Verstellvorrichtung gemäß1 , und -
5 eine Schnittdarstellung eines weitere Ausführungsbeispiels einer Verstellvorrichtung.
-
1 a first adjustment device according to the invention, -
2nd an exploded view of the adjusting device according to1 , -
3rd a section through the adjustment device according to1 , -
4th further inventive design of a height-adjustable table with an adjusting device according to1 , and -
5 a sectional view of another embodiment of an adjusting device.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Wie aus der Detailzeichnung gemäß
Aus
Der fertig montierte Lagerdeckel
In
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Ausbildung und Anordnung der Anlageflächen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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