DE202009000263U1

DE202009000263U1 - linear actuator

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Publication number: DE202009000263U1
Application number: DE202009000263U
Authority: DE
Original assignee: Linak AS
Current assignee: Linak AS
Priority date: 2008-01-12
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2019-01-08

Abstract

Linearantrieb umfassend ein Gehäuse (1), einen Elektromotor (2), eine Getriebeeinrichtung umfassend ein Planetengetriebe (4) mit einem Sonnenrad (11), einem Planetenradhalter (12) mit Planetenrad (13), einem Zahnkranz (14) mit einer Innenverzahnung (16), die in Eingriff mit den Planetenrädern (13) steht; sowie ein Getriebegehäuse (15), das mindestens einen Teil der Getriebeeinrichtung enthält, und eine Spindel (5), die mit dem Planetenradhalter (12) verbunden ist, wobei die Spindel mit einer mit einem Aktivierungselement (7) verbundenen Spindelmutter (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (14) ein separater Ring mit Innenverzahnung (16) ist, der in dem Getriebegehäuse (5) drehfest angeordnet ist.Linear drive comprising a housing (1), an electric motor (2), a transmission device comprising a planetary gear (4) with a sun gear (11), a Planetenradhalter (12) with planetary gear (13), a ring gear (14) with an internal toothing (16 ), which is in engagement with the planetary gears (13); and a gear housing (15) containing at least part of the gear means and a spindle (5) connected to the planetary gear holder (12), the spindle being provided with a spindle nut (6) connected to an activating member (7) , characterized in that the ring gear (14) is a separate ring with internal teeth (16) which is arranged rotationally fixed in the transmission housing (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a linear drive according to the preamble of Claim 1.

Linearantriebe finden weit verbreitet Verwendung, und zwar z. B. im Bereich verstellbarer Möbel, wie zum Beispiel bei Hospital- und Pflegebetten oder Pflegeausrüstungen wie Patientenhebevorrichtungen, und auch im industriellen Zusammenhang wie in Steueranlagen, Maschinen u. s. w.. Linearantriebe werden in vielen Varianten hergestellt, aus denen dann ein jeweils geeigneter ausgewählt werden kann, und zwar basierend auf jeweils unterschiedlichen, der gerade zu erstellenden Konstruktion entspringenden oder damit sonst wie verbundenen Vorstellungen bzw. Erfordernissen bezüglich des Hubvermögens oder der Geschwindigkeit des Antriebs, um die Spindelmutter dementsprechend über der Länge der Spindel zu bewegen. Üblicherweise sind diese beiden Faktoren voneinander abhängig, indem ein Linearantrieb mit einer großen Geschwindigkeit hinsichtlich der Bewegung der Spindelmutter und damit des Aktivierungselements im Hubvermögen begrenzt wird. In jenen Fällen der Anwendung, in denen es wesentlich auf das Hubvermögen ankommt, wird oftmals ein Linearantrieb mit einem großen Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Spindel gewählt, was zu einer niedrigen Geschwindigkeit des Aktivierungselements führt.linear actuators find widespread use, namely z. B. in the area adjustable Furniture, such as hospital and nursing beds or care equipment such as patient lifts, and also in the industrial context as in control systems, machines u. s. w .. linear drives are produced in many variants, from which a suitable one can be selected and based on each different, the straight to construction originating or otherwise connected Ideas or requirements regarding the lifting capacity or the speed of the drive to the spindle nut accordingly over to move the length of the spindle. Usually These two factors are interdependent by a Linear drive with a high speed in terms the movement of the spindle nut and thus the activation element is limited in the lifting capacity. In those cases the application in which it is essential to the lifting capacity arrives, often becomes a linear drive with a large gear ratio chosen between motor and spindle, resulting in a low Speed of the activation element leads.

Aus WO 98/30816 (Linak A/S) ist ein Linearantrieb mit einer Schnell-Freigabe-(Quick Release)Funktion bekannt, bei der sich die Spindel, die nicht selbstsperrend ist, auskuppeln lässt, so dass die Belastung aufgrund der Wirkung des Eigengewichts gesenkt wird. Die Getriebeeinrichtung in dem Antrieb umfasst ein Planetengetriebe, wobei die Befestigung der Spindel an dem Planetenradhalter erfolgt. Die Konstruktion, die aus Gründen der Kraftverhältnisse auf einem Gestell angeordnet ist und bei der zudem das Gestell und das Getriebegehäuse aus Metall ausgebildet sind, ist jedoch kompliziert, kostenaufwendig und außerdem recht groß bauend; deshalb wird nach einer einfacheren und kompakteren Lösung gesucht, die trotzdem die Erfordernisse an hohe aufzunehmende Belastungen erfüllt.Out WO 98/30816 (Linak A / S) is a linear actuator with a quick-release function known, in which the spindle, which is not self-locking, can disengage, so that the load is lowered due to the effect of its own weight. The transmission device in the drive comprises a planetary gear, wherein the attachment of the spindle takes place on the Planetenradhalter. The construction, which is arranged on a frame for reasons of force relationships and in which also the frame and the gear housing are formed of metal, however, is complicated, costly and also quite large building; Therefore, a simpler and more compact solution is sought, which nevertheless meets the requirements of high loads to be absorbed.

Ziel der Erfindung ist es, für eine einfachere Lösung zu sorgen, die immer noch ausreichende Eigenschaften hinsichtlich der Belastbarkeit aufweist. Ferner ist eine Lösung erwünscht, die durch vereinfachte Einheiten kostengünstiger herzustellen ist, zugleich aber auch Arbeitsroutinen während der Produktion minimiert.aim The invention is for a simpler solution to provide that still has sufficient properties in terms has the capacity. Furthermore, a solution is desired to produce cheaper by simplified units is, but also working routines during production minimized.

Durch die Erfindung wird diese Aufgabe mit Hilfe einer Ausbildung des Antriebs gelöst, bei der der Zahnkranz des Planetengetriebes in dem Getriebegehäuse gegen Drehung gesichert und als separater Ring mit Innenverzahnung ausgeführt ist.By The invention will accomplish this object by means of an embodiment of the Drive solved, in which the sprocket of the planetary gear secured in the transmission housing against rotation and as separate ring with internal teeth is executed.

Das Getriebegehäuse lässt sich damit aus einem geeigneten Kunstharz oder Plastikmaterial herstellen und muss nicht unbedingt die gleichen Qualitäten hinsichtlich Belastbarkeit bzw. Kraftaufnahme wie ein Gehäuse aus Metall aufweisen. Produktionstechnisch ergibt die Erfindung aber erhebliche Vorteile, da sich das Gehäuse als selbständiges Teil herstellen lässt und auf diese Weise ein wesentlicher Teil an Aufwand für zeitraubende und nichts sagende, rein routinemäßige Montagearbeit vermieden werden kann. Das Getriebegehäuse lässt sich aus diesem Grund einfacher und kleiner bauend gestalten.The Gearbox can thus be made of a suitable Synthetic resin or plastic material and not necessarily the same qualities in terms of load capacity or Consumption as a housing made of metal. production wise However, the invention provides significant advantages, since the housing as an independent part can produce and on This way, a lot of effort is spent time-consuming and nonsensical, purely routine assembly work can be avoided. The gearbox lets make it easier and smaller for this reason.

Das Getriebegehäuse kann andererseits vorzugsweise wiederum dadurch verstärkt werden, dass, da man den Zahnkranz separat vorsieht, dieser aus einem stärkeren Material als dem des Getriebegehäuses ausgeführt werden kann. Besonders zweckdienlich ist es dabei, den Zahnkranz aus Metall herzustellen; er wirkt dann an einem Getriebegehäuse aus Kunststoff als Versteifung, d. h. in einer die Form stabilisierenden Weise. Der Umstand, dass der Zahnkranz, der ringförmig ist, separat vorgesehen ist, führt produktionstechnisch dazu, dass seine Herstellung kostengünstiger und einfacher wird. Ferner wird die Montage des Planetengetriebes in dem Getriebegehäuse dadurch besonders einfach, dass sich der separate Zahnkranz nur mit einem einzelnen bzw. einzigen Eingreifen in das Getriebegehäuse montieren lässt, ohne dass ein Gebrauch von Werkzeugen nötig würde.The On the other hand, the transmission housing may preferably turn be strengthened by the fact that, since the sprocket separately provides, this of a stronger material than that of Transmission housing can be performed. Especially useful is it going to make the sprocket out of metal; he acts then on a gearbox made of plastic as a stiffener, d. H. in a shape stabilizing manner. The fact that the sprocket, which is ring-shaped, is provided separately leads production-wise to its production cheaper and easier. Furthermore, the assembly the planetary gear in the transmission housing thereby particularly simply that the separate sprocket with only a single or allows single intervention in the gearbox mount, without the need for tools.

Vor der Montage des Zahnkranzes in dem Getriebegehäuse wird vorteilhaft der Motor an dem Getriebegehäuse montiert. Das Getriebegehäuse kann mit einer Öffnung versehen werden, die die Montage des Motors an dem Getriebegehäuse ermöglicht, wenn der separate Zahnkranz (noch) nicht montiert ist. Praktisch lässt sich dieses dadurch erreichen, dass sich die Klinge eines Schraubenziehers teilweise durch eine Öffnung in dem Getriebegehäuse führen lässt und dabei Raum dafür schafft, eine erste Schraube im Zuge des Zusammenbaus von Motor und Getriebegehäuse zu befestigen. An einer anderen Stelle in dem Getriebegehäuse ist eine Vertiefung vorgesehen, die jedoch nicht (völlig) durch das Getriebegehäuse hindurch reicht, um einen Zugang zwecks Befestigens einer weiteren Schraube zum Zusammenfügen von Getriebegehäuse und Motor zu erhalten.In front the mounting of the ring gear in the gear housing is Advantageously, the motor mounted on the transmission housing. The transmission housing can be provided with an opening be the assembly of the engine to the gearbox allows if the separate sprocket (not yet mounted) is. Practically, this can be achieved by that The blade of a screwdriver partially through an opening can lead in the gear housing and It creates space for a first screw in the course of the Assemble assembly of engine and transmission housing. At another location in the transmission housing is a Well provided, but not (completely) by the Transmission housing passes through to access for the purpose Attach another screw to join Gearbox housing and engine to get.

Im Hinblick auf die Öffnung für einen Zugang zwecks Befestigung der ersten Schraube wird diese Öffnung vorteilhaft so ausgeführt, dass sie der separate Zahnkranz vollständig, z. B. pfropfartig abdeckt, wenn er in dem Getriebegehäuse montiert ist. Das bedeutet, dass einerseits die Getriebeeinrichtung abgeschirmt bzw. verschlossen und damit geschützt ist, aber andererseits auch die Schmiermittel, die der Getriebeeinrichtung zugeführt werden, in dem Getriebegehäuse ab- bzw. eingekapselt sind.With regard to the opening for access for attachment of the first screw, this opening is advantageously carried out so that they complete the separate sprocket, z. B. covers a gore when it is mounted in the transmission housing. This means that on the one hand the transmission device from shielded or closed and thus protected, but on the other hand, the lubricant, which are supplied to the transmission device, in the transmission housing off or encapsulated.

Der Zahnkranz lässt sich vorzugsweise im Getriebegehäuse in für diesen Zweck vorgesehenen Führungen, insbesondere Nuten, anordnen bzw. einsetzen, wobei auf dem Zahnkranz entsprechende Vorsprünge in Form von Federn ausgebildet sind. Die Nuten mit ihren Gegenstücken in Form von Federn funktionieren somit als miteinander zusammenwirkende Sicherungsmittel gegen Drehbewegungen, d. h. sie sichern und halten den separaten Zahnkranz fest gegen Drehung in dem Getriebegehäuse (15). Das ist wichtig, da sich der Zahnkranz sonst frei in dem Getriebegehäuse drehen könnte und die Getriebevorrichtung ausgekuppelt wäre.The sprocket can be preferably in the gear housing in intended for this purpose guides, in particular grooves, arrange or insert, wherein on the sprocket corresponding projections are formed in the form of springs. The grooves with their counterparts in the form of springs thus function as cooperating securing means against rotational movements, ie they secure and hold the separate sprocket firmly against rotation in the transmission housing ( 15 ). This is important because the sprocket could otherwise rotate freely in the transmission housing and the transmission device would be disengaged.

Ferner kann das Getriebegehäuse vorteilhaft mit einem Anschlag versehen sein, der den separaten Zahnkranz in einer Richtung fest in seiner Position in der Längsrichtung des Getriebegehäuses hält. In der anderen Richtung kann das Gehäuse so ausgeformt sein, dass es als Anschlag für die Bewegung des Zahnkranzes dient. Auf diese Weise ist der Zahnkranz, obwohl von Natur aus separat vorgesehen, in seiner Position in dem Getriebegehäuse und damit auch in seiner Position in Verbindung mit dem Planetengetriebe vollständig festgesetzt.Further The transmission housing can be advantageous with a stop be provided, the fixed the separate sprocket in one direction in its position in the longitudinal direction of the transmission housing holds. In the other direction, the housing be formed so that it as a stop for the movement of the Sprocket serves. In this way, the sprocket, though of Nature provided separately, in its position in the gearbox and thus also in its position in connection with the planetary gear completely fixed.

Wie ersichtlich, sorgt die Erfindung für einen Weg, mit dem sich das vorliegende Problem in einer ganz speziellen Weise lösen lässt. Dadurch, dass das Getriebegehäuse aus Kunststoff- bzw. Plastikmaterial, als Einheit gegossen, hergestellt werden kann, lässt es sich einfacher konstruieren, strukturieren und herstellen, also auch ver- und bearbeiten. Wenn man den zur Verstärkung aus Metall hergestellten Zahnkranz in zweckgebundene Führungen in das Getriebegehäuse einsetzt, ist es möglich, eine kompakte Einheit zu erreichen, bei der zugleich die Anforderungen an Kraft und Formstabilität erfüllt sind. Produktionstechnisch ist die Einheit vorteilhaft, weil die Bauteile einfacher und kostengünstiger sind und insbesondere zu einem insgesamt unaufwendigeren Montagevorgang beitragen.As As can be seen, the invention provides for a way with which solve the problem in a very special way leaves. Because the transmission housing is made of plastic or plastic material, cast as a unit, can be produced, makes it easier to construct, structure and produce, so also edit and edit. If you're going to reinforce made of metal gear ring in earmarked guides inserted in the gearbox, it is possible to achieve a compact unit, at the same time the requirements in force and dimensional stability are met. production wise the unit is advantageous because the components are simpler and less expensive and in particular to an overall less expensive assembly process contribute.

Ausführungsmöglichkeiten eines Linearantriebs nach der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:design options of a linear drive according to the invention are described below with reference to the accompanying drawings. In this shows:

1 einen Antrieb im Längsschnitt und 1 a drive in longitudinal section and

2 ein Getriebegehäuse mit einem Planetengetriebe in Explosionsdarstellung. 2 a transmission housing with a planetary gear in an exploded view.

Wie aus 1 ersichtlich, sind die Hauptbestandteile des Antriebs ein zweigeteiltes Gehäuse 1 mit einem reversiblen Gleichstrommotor 2, der über einen Schneckentrieb 3 und ein Planetengetriebe 4 eine Spindel 5 mit einer Spindelmutter 6 treibt. In diesem Zusammenhang ist in dem Gehäuse ein von einem Außenrohr 8 umgebenes rohrförmiges Aktivierungselement 7 (Innenrohr) fest gelagert. Der Antrieb ist ferner am Ende des Aktivierungselements 7 mit einer Frontbefestigung 9 und in dem hinteren Ende des Gehäuses 1 mit einer hinteren Befestigung 10 versehen. Das Planetengetriebe 4 umfasst ein Sonnenrad 11 mit einem integrierten Schneckenrad 3a in dem Schneckentrieb 3, wobei das Schneckenrad mit einer auf dem Motor 2 sitzenden Schnecke in Eingriff steht, sowie weiterhin einen Planetenradhalter 12 mit einem Planetenrad 13 und einen Zahnkranz mit einer Innenverzahnung 14.How out 1 As can be seen, the main components of the drive are a two-part housing 1 with a reversible DC motor 2 that's about a worm shoot 3 and a planetary gear 4 a spindle 5 with a spindle nut 6 drives. In this context, in the housing one of an outer tube 8th surrounded tubular activation element 7 (Inner tube) firmly mounted. The drive is also at the end of the activation element 7 with a front attachment 9 and in the rear end of the housing 1 with a rear attachment 10 Mistake. The planetary gear 4 includes a sun wheel 11 with an integrated worm wheel 3a in the worm drive 3 , where the worm wheel with one on the engine 2 sitting snail engaged, as well as continue a planetary gear holder 12 with a planetary gear 13 and a sprocket with internal teeth 14 ,

2 zeigt das Getriebegehäuse 15 und, im Detail, die in Explosionsdarstellung wiedergegebenen einzelnen Hauptbestandteile des Planetengetriebes, wie z. B. das Sonnenrad 11 und den Planetenradhalter 12 mit Planetenrad/-rädern 13. In dem Getriebegehäuse 15 ist ferner eine Öffnung 19 gezeigt, die es ermöglicht, dass sich der Elektromotor 2 mit Hilfe eines Schraubendrehers mittels einer Schraube in seiner Position auf dem Getriebegehäuse 15 anbringen lässt. Das Getriebegehäuse 15 ist übrigens in seiner Ausformung für eine Herstellung als im Spritzguss erzeugtes Werkstück aus einem Plastikmaterial optimiert, bei dem es sich bevorzugt um mittels Fasern verstärktes Polyamid handelt. Das Sonnenrad 11 und der Planetenradhalter 12 mit den Planetenrädern 13 sind ebenfalls bevorzugt aus einem Plastmaterial hergestellt. 2 shows the gearbox 15 and, in detail, reproduced in exploded view of the main components of the planetary gear such. B. the sun gear 11 and the planetary gear holder 12 with planetary gear / wheels 13 , In the gearbox 15 is also an opening 19 shown, which allows the electric motor 2 by means of a screwdriver by means of a screw in its position on the gear housing 15 attach. The gearbox 15 Incidentally, it is optimized in shape for production as an injection molded workpiece made of a plastic material, which is preferably polyamide reinforced with fibers. The sun wheel 11 and the planet wheel holder 12 with the planet wheels 13 are also preferably made of a plastic material.

Was den separaten Zahnkranz 14 anbelangt, so ist er aus Metall, vorzugsweise Sintermetall, hergestellt und mit einer Innenverzahnung 16 versehen. Auf der Außenseite des Zahnkranzes 14 sind Vorsprünge in Form von Federn 17 vorgesehen, die in Eingriff mit innen im Getriebegehäuse 15 ausgebildeten Führungen in Form von Nuten 18, Rillen od. dgl. treten und dazu dienen, den Zahnkranz 14 in seiner Position in dem Getriebegehäuse 15 gegen Drehung zu sichern.What the separate sprocket 14 As far as it is made of metal, preferably sintered metal, and with an internal toothing 16 Mistake. On the outside of the sprocket 14 are projections in the form of springs 17 provided, which engage with the inside of the transmission housing 15 trained guides in the form of grooves 18 , Grooves od. Like. Occur and serve the sprocket 14 in its position in the transmission housing 15 secure against rotation.

Der separat vorgesehene Zahnkranz 14 ist ferner in dem Getriebegehäuse 15 dadurch befestigt, dass in letzterem ein Anschlag 20 ausgebildet ist, der das unter Pressen erfolgende Einfügen des Zahnkranzes 14 in Längsrichtung des Getriebegehäuses 15 begrenzt. Wie man aus 1 erkennt, bildet der Anschlag in der anderen Richtung einen Teil des Gehäuses 1, der in einer solchen Weise ausgestaltet ist, dass er einen pfropfartigen Abschluss in der, d. h. einen Verschluss für die Mündung des Getriebegehäuses 15 bildet, wenn das Gehäuse um das Getriebegehäuse zusammengefügt wird, und dabei den separaten Zahnkranz 14 in seiner Position in Längsrichtung des Getriebegehäuses 15 festhält.The separately provided sprocket 14 is also in the transmission housing 15 attached by the fact that in the latter a stop 20 is formed, which takes place under pressing inserting the sprocket 14 in the longitudinal direction of the transmission housing 15 limited. How to get out 1 detects the stop in the other direction forms part of the housing 1 which is configured in such a way that it has a graft-type closure in the, ie a closure for the mouth of the transmission housing 15 forms when the housing is assembled around the transmission housing, while the separate sprocket 14 in its position in the longitudinal direction of the transmission housing 15 holds.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 98/30816 [0003]

Claims

Linear drive comprising a housing ( 1 ), an electric motor ( 2 ), a transmission device comprising a planetary gear ( 4 ) with a sun wheel ( 11 ), a planetary gear holder ( 12 ) with planetary gear ( 13 ), a sprocket ( 14 ) with an internal toothing ( 16 ), which mesh with the planetary gears ( 13 ) stands; and a transmission housing ( 15 ), which contains at least a part of the transmission device, and a spindle ( 5 ) connected to the planetary gear holder ( 12 ), wherein the spindle is connected to one with an activation element ( 7 ) associated spindle nut ( 6 ), characterized in that the sprocket ( 14 ) a separate ring with internal teeth ( 16 ) which is in the transmission housing ( 5 ) is arranged rotationally fixed.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the transmission housing ( 15 ) is made of synthetic resin material.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the sprocket ( 14 ) is made of metal.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the transmission housing ( 15 ) with an opening ( 19 ) for mounting the engine ( 2 ) on the transmission housing ( 15 ), when the separate sprocket ( 14 ) is not mounted, is provided.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the opening ( 19 ) on the transmission housing ( 15 ) preferably completely from the separate sprocket ( 14 ) is covered when the sprocket ( 14 ) in the transmission housing ( 15 ) is mounted.

Linear drive according to claim 1, characterized in that the transmission housing ( 15 ) and the sprocket ( 14 ) have cooperating rotational securing means, the separate sprocket ( 14 ) rotationally fixed in its position relative to the transmission housing ( 15 ) hold.

Linear drive according to claim 5, characterized in that the counter-rotation cooperating securing means at least one projection ( 17 ) on the outside of the separate sprocket ( 14 ) and at least one counterpart in the form of one or more guides ( 18 ) on the inside of the transmission housing ( 15 ).

Linear drive according to claim 1, characterized in that the transmission housing ( 15 ) with a stop ( 20 ) is provided, the separate sprocket ( 14 ) fixed in its position in the axial direction of the transmission housing ( 15 ) holds.

Linear drive according to claim 1, characterized in that a part of the housing ( 1 ) is provided with a part which is in position in the transmission housing ( 15 ) forms a stop which the separate sprocket ( 14 ) fixed in its position in the axial direction of the transmission housing ( 15 ) holds.