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Die Erfindung betrifft eine Hub-Schwenkeinheit mit einem Trägerteil, das eine Durchtrittsöffnung aufweist, durch die sich eine um ihre Längsachse drehbare Hubstange erstreckt, einer in oder an der Durchtrittsöffnung des Trägerteils angeordneten Linearführung für die Hubstange, einen mit dem Trägerteil verbundenen Rotationslager zur drehbaren Lagerung der Hubstange relativ zum Trägerteil, einer am Trägerteil angeordneten, ersten Antriebseinheit zum Rotationsantrieb der Hubstange und einer zweiten Antriebseinheit zum Linearantrieb der Hubstange.
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Nachteilig bei bekannten Hub-Schwenkeinheiten der vorstehend genannten Art sind die aufwändige Konstruktion, insbesondere der Lager für die Hubstange, und die damit verbundenen Kosten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hub-Schwenkeinheit mit verringertem Konstruktionsaufwand und niedrigeren Kosten bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Hub-Schwenkeinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass als Rotationslager ein in oder an der Durchtrittsöffnung des Trägerteils gleitgelagerter Drehteller verwendet wird, in dem die Hubstange unverdrehbar angeordnet ist und in den eine erste gleitgelagerte Linearführung für die Hubstange integriert ist, die erste Antriebseinheit zum Antrieb des Drehtellers ausgelegt ist und die zweite Antriebseinheit an einer Stirnseite des Drehtellers festgelegt ist.
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Aufgrund der Maßnahme, dass in oder an der Durchtrittsöffnung des Trägerteils ein gleitgelagerter Drehteller als Rotationslager für die Hubstange angeordnet ist, in den eine gleitgelagerte Linearführung der Hubstange integriert ist, wird der Konstruktionsaufwand für die Ausbildung der Linearführung der Hubstange und deren Drehlagerung am Träger erheblich vereinfacht.
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Als besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass zumindest die am Trägerteil gleitgelagerten Bereiche des Drehtellers und die an der Hubstange gleitgelagerten Bereiche der ersten Linearführung aus einem gleitlagertauglichen Kunststoff bestehen.
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Die Verwendung eines gleitlagertauglichen Kunststoffs in den jeweiligen Lagerbereichen ermöglicht eine spiel- und schmiermittelfrei Montage und Rotationslagerung des Drehtellers am Trägerteil sowie eine spiel- und schmiermittelfreie Linearführung der Hubstange durch den Drehteller.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Drehteller zwei scheibenförmige, aneinander festlegbare Teile auf, die mit flanschartigen Bereichen jeweils an einem der gegenüberliegenden Außenrandbereiche der Durchtrittsöffnung des Trägerteils gleitgelagert anliegen.
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Insbesondere können die beiden scheibenförmigen Teile in Gestalt von Kreisscheiben ausgebildet sein, die durch Befestigungsmittel, insbesondere Schraubverbindungen, konzentrisch zueinander festgelegt sind und mit aufeinander zu weisenden Umfangsbereichen ihrer Stirnseiten an den gegenüberliegenden Außenrandbereichen der Durchtrittsöffnung des Trägerteils gleitgelagert anliegen. Durch die Befestigungsmittel, z.B. axial zu den scheibenförmigen Teilen angeordnete Schrauben, kann eine axiale Vorspannung einstellbar sein.
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Der Trägerteil ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Er ermöglicht somit um die Durchtrittsöffnung herum koplanare Flächen an den Außenrandbereichen der Durchtrittsöffnung zur gleitgelagerten Anlage der flanschartigen Bereiche des Drehtellers.
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Der Trägerteil kann als separates Bauteil oder als mit entsprechenden Gleitflächen versehener Bereich eines Bauteils ausgebildet sein, das für den Drehteller und die an diesen befestigte zweite Antriebseinheit als Träger dient.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Drehteller einen Zahnkranz auf, der mit einem von einem Elektromotor der ersten Antriebseinheit antreibbaren Zahnriemen zusammenwirkt. Bei dem Elektromotor kann es sich insbesondere um einen Schrittmotor handeln.
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Bei Zusammensetzung des Drehtellers aus zwei scheibenförmigen Teilen ist der Zahnkranz an demjenigen Teil angeordnet, das an der gleichen Seite des Trägerteils vorsteht, an dem sich die erste Antriebseinheit befindet.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Hubstange an einer Längsseite einen verzahnten Abschnitt auf, der mit einem auf der Motorwelle eines Elektromotors der zweiten Antriebseinheit angeordneten Zahnrad zusammenwirkt. Die Zähne des verzahnten Abschnitts können sich insbesondere senkrecht zur Längsachse der Hubstange erstrecken.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an der zweiten Antriebseinheit im Abstand vom Drehteller eine zweite gleitgelagerte Linearführung für die Hubstange festgelegt.
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Die zweite Linearführung kann als einteiliges Kunststoff-Lineargleitlager ausgebildet sein.
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Alternativ kann die zweite Linearführung ein Gehäuse mit mindestens einem darin angeordneten Kunststoff-Gleitelement aufweisen.
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Die erste und gegebenenfalls zweite Linearführung weist eine Durchgangsöffnung zur gleitgelagerten Führung der Hubstange auf, von der aus sich Schlitze radial nach außen erstrecken können. Dies erlaubt eine spielfreie Führung der Hubstange in der betreffenden Linearführung.
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Die Hubstange ist bevorzugt als Vierkantstange, insbesondere als Vierkant-Profilrohr, und die gleitgelagerte Linearführung entsprechend als Vierkant-Linearführung ausgebildet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Trägerteil als Blechbiegeteil ausgebildet. Auf diesem können die einzelnen Bauteile der Hub-Schwenkeinheit als Baugruppe angeordnet sein.
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Insbesondere kann das Blechbiegeteil C-förmig ausgebildet sein, mit einem längeren und einem kürzeren Schenkel, wobei in dem über den kürzeren Schenkel hinausragenden Endbereich des längeren Schenkels die Durchtrittsöffnung und der Drehteller angeordnet sind und am kürzeren Schenkel die erste Antriebseinheit vorgesehen ist.
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Der mit einem Zahnkranz versehene Teil des Drehtellers ist bei dieser Ausführung zweckmäßigerweise an der Innenseite des längeren Schenkels des Blechbiegeteils angeordnet. Der Elektromotor der ersten Antriebseinheit kann an der nach außen weisenden Seite des kürzeren Schenkels festgelegt sein, wobei sich die Antriebswelle des Elektromotors durch den kürzeren Schenkel erstreckt und ein zwischen den Schenkeln angeordnetes Zahnrad aufweist, das sich in gleicher Höhe wie der Zahnkranz des Drehtellers befindet und mit diesem über den Zahnriemen zusammenwirkt.
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Über dem Zahnrad befindet sich bevorzugt eine Durchgangsöffnung im längeren Schenkel, durch die mit einem Werkzeug die erste Antriebseinheit am kürzeren Schenkel befestigt werden kann.
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Die Bauteile der erfindungsgemäßen Hub-Schwenkeinheit können andererseits an jedem Träger, der einen zur Gleitlagerung des Drehtellers geeigneten Trägerteil aufweist, z.B. einer Tischplatte oder Gehäusewand, montiert werden.
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Der Drehteller kann somit an jedem Träger, der Flächen mit entsprechenden Gleiteigenschaften aufweist, montiert werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Baugruppe oder einen Bausatz für eine Hub-Schwenkeinheit, die folgende Bauteile umfasst: eine Hubstange, einen Drehteller, in dem die Hubstange unverdrehbar angeordnet ist und der zur gleitgelagerten Rotation in oder an einer Durchtrittsöffnung eines Trägerteils geeignet ist, eine in den Drehteller integrierte gleitgelagerte Linearführung der Hubstange, eine erste Antriebseinheit zum Antrieb des Drehtellers und Rotation der Hubstange und eine zweite Antriebseinheit zum Linearantrieb der Hubstange, die an einer Stirnseite des Drehtellers festlegbar ist. Die genannten Bauteile können, wie oben für die erfindungsgemäße Hub-Schwenkeinheit beschrieben, im Einzelnen ausgeführt sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Seitenansicht der Hub-Schwenkeinheit
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2 eine Ansicht der in 1 gezeigten Hub-Schwenkeinheit von unten (in Richtung des Pfeils II in 1),
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3 Ansicht der in 1 gezeigten Hub-Schwenkeinheit von oben (in Richtung des Pfeils III in 1),
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4 eine Explosionsdarstellung der Bauteile der Hub-Schwenkeinheit ohne die erste Antriebseinheit und
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5 eine Explosionsdarstellung des Drehtellers der Hub-Schwenkeinheit.
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Wie aus 1 der Zeichnung hervorgeht, besteht die Hub-Schwenkeinheit 1 aus einem Trägerteil 2, das eine Durchtrittsöffnung aufweist, durch die sich eine um ihre Längsachse drehbare Hubstange 3 erstreckt, einem in und an der Durchtrittsöffnung des Trägerteils 2 gleitgelagerten Drehteller 4 zur Rotationslagerung der Hubstange 3 am Trägerteil 2, einer im Drehteller 4 angeordneten gleitgelagerten, ersten Linearführung 5 für die Hubstange 3, einer ersten Antriebseinheit 6 zum Rotationsantrieb des Drehtellers 4 und einer an einer Stirnseite 7 des Drehtellers 4 festgelegten zweiten Antriebseinheit 8 zum Linearantrieb der Hubstange 3.
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Der Drehteller 4 mit der darin integrierten gleitgelagerten ersten Linearführung 5 ist aus einem gleitlagertauglichen Kunststoff gefertigt.
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Wie aus den 4 und 5 hervorgeht, weist der Drehteller 4 ein erstes scheibenförmiges Teil 9 und ein zweites scheibenförmiges Teil 10 auf, die mit aufeinander zu weisenden stirnseitigen Bereichen jeweils an einem der gegenüberliegenden Außenrandbereiche der Durchtrittsöffnung des Trägerteils 2 gleitgelagert anliegen. Die beiden Teile 9 und 10 sind im Wesentlichen in Gestalt von Kreisscheiben jeweils einstückig aus Kunststoff gefertigt.
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Das erste scheibenförmige Teil 9 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 11 zur gleitgelagerten Führung der Hubstange 3 auf. Um die Durchgangsöffnung 11 herum sind von dieser sich radial nach außen erstreckende Schlitze 12 angeordnet, die eine spielfreie Führung der Hubstange 3 in der Linearführung 5 erlauben.
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Die Hubstange 3 ist als Vierkant-Profilrohr und die Durchgangsöffnung 11 der Linearführung 5 als Vierkant-Linearführung ausgebildet.
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Das zweite scheibenförmige Teil 10 kann in seinem axialen Bereich ebenfalls eine mit der Durchgangsöffnung 11 des ersten scheibenförmigen Teils fluchtende Durchgangsöffnung zur gleitgelagerten Führung der Hubstange 3 aufweisen, die ebenfalls mit sich radial nach außen erstreckenden Schlitzen 12 versehen sein kann. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Gleitführung über einen größeren Abschnitt der axialen Erstreckung des Drehtellers 4 erfolgt.
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Die beiden scheibenförmigen Teile 9 und 10 sind durch Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben 14, koaxial zueinander festlegbar und liegen mit aufeinander zuweisenden Umfangsbereichen ihrer Stirnseiten an den gegenüberliegenden Außenrandbereichen der Durchtrittsöffnung des Trägerteils 2 gleitgelagert an. Mittels der Schrauben 14 ist eine axiale Vorspannung der beiden scheibenförmigen Teile 9 und 10 gegen das Trägerteil 2 einstellbar. Selbstsichernde Muttern verhindern das Lösen der Teile 9 und 10 voneinander.
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Die beiden scheibenförmigen Teile 9 und 10 werden zusätzlich axial von Passstiften 30 geführt. Dadurch wird eine höhere Steifigkeit gegenüber Torsion der beiden Teilen 9 und 10 geschaffen.
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Das zweite scheibenförmige Teil 10 ist ringförmig ausgebildet und weist in seinem radial innen liegenden Bereich einen ringförmigen Ansatz 15 auf, der sich beim befestigten Drehteller 4 durch die Durchtrittsöffnung des Trägerteils 2 erstreckt und mit seinem Umfang gleitgelagert an der Innenwand der Durchtrittsöffnung anliegen kann. Im Innenbereich des ringförmigen Ansatzes 15 kann die schon oben erwähnte Durchgangsöffnung zur gleitgelagerten Führung der Hubstange 3 angeordnet sein.
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Im ersten scheibenförmigen Teil 9 und fluchtend dazu im ringförmigen Ansatz 15 des zweiten scheibenförmigen Teils 10 sind sich in axialer Richtung erstreckende Öffnungen zur Schraubbefestigung und axialen Vorspannung vorgesehen.
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Um den ringförmigen Ansatz 15 herum sind im zweiten scheibenförmigen Teil 10 axial gerichtete Durchgangsöffnungen vorgesehen, die zur Materialeinsparung dienen. Der äußere in Umfangsrichtung durchgehende Randbereich des zweiten scheibenförmigen Teils 10 ist mit segmentförmigen Gleitflächen 16 versehen.
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Der am zweiten scheibenförmigen Teil 10 ausgebildete Zahnkranz 13 wirkt, wie aus den 1, 2 und 4 ersichtlich, mit einem von einem Schrittmotor 17 der ersten Antriebseinheit 6 antreibbaren Zahnriemen 18 zusammen. Auf der Motorwelle 28 des Schrittmotors 17 ist ein Zahnrad 19 zum Antrieb des Zahnriemens 18 vorgesehen.
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Wie insbesondere aus den 1 und 4 hervorgeht, weist eine Längsseite der als Vierkant-Profilrohr ausgebildeten Hubstange 3 eine Verzahnung 20 auf, die aus sich senkrecht zur Längsachse der Hubstange 3 erstreckenden Zähnen besteht. Die Verzahnung 20 wirkt mit einem auf der Motorwelle 21 eines Schrittmotors 22 der zweiten Antriebseinheit 8 angeordneten Zahnrad 23 zusammen.
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Wie weiterhin insbesondere aus den 1 und 4 hervorgeht, ist der Schrittmotor 22 der zweiten Antriebseinheit 8 mittels eines Rahmens 24 an der Stirnseite 7 des zweiten scheibenförmigen Teils 10 im Bereich des Zahnkranzes 13 befestigt. Zur Befestigung dienen Schraubbolzen, die durch Öffnungen im Rahmen 24 und zweiten scheibenförmigen Teil 10 greifen.
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Wie wiederum insbesondere aus den 1 und 4 hervorgeht, ist an der zweiten Antriebseinheit 8 in einem einen Zwischenraum einschließenden Abstand vom Drehteller 4 eine zweite gleitgelagerte Linearführung 25 für die Hubstange 3 festgelegt. Die zweite Linearführung 25 ist als einteiliges Kunststoff-Lineargleitlager ausgebildet, mit einer Vierkant-Durchgangsöffnung mit Schlitzen 12 für die Hubstange 3.
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Wie in den 1–3 gezeigt ist, ist das Trägerteil 2 als Blechbiegeteil ausgebildet, auf dem die einzelnen Bauteile der Hub-Schwenkeinheit 1 als Baugruppe angeordnet sind. Das Blechbiegeteil ist C-förmig ausgebildet, mit einem längeren Schenkel 26 und einem kürzeren Schenkel 27, wobei in dem über den kürzeren Schenkel 27 hinausragenden Endbereich des längeren Schenkels 26 die Durchtrittsöffnung und der Drehteller 4 angeordnet sind und am kürzeren Schenkel 27 die erste Antriebseinheit 6 vorgesehen ist.
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Der den Zahnkranz 13 aufweisende Bereich des zweiten scheibenförmigen Teils 10 des Drehtellers 4 ist an der Innenseite des längeren Schenkels 26 angeordnet, während der Schrittmotor 17 der ersten Antriebseinheit 6 an der nach außen weisenden Seite des kürzeren Schenkels 27 festgelegt ist, wobei sich die Motorwelle 28 des Schrittmotors 17 durch den kürzeren Schenkel 27 erstreckt. Das auf der Motorwelle 28 angeordnete Zahnrad 19 ist zwischen den Schenkeln 26 und 27 angeordnet und befindet sich in gleicher Höhe wie der Zahnkranz 13 des Drehtellers 4.
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Über dem Zahnrad 19 ist eine Durchgangsöffnung 29 im längeren Schenkel 26 ausgebildet, durch die mit einem Werkzeug die am kürzeren Schenkel 27 angeordnete, erste Antriebseinheit 6 befestigbar ist.
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Der Übergangsbereich zwischen dem längeren Schenkel 26 und kürzeren Schenkel 27 weist einen flachen nach außen weisenden Bereich auf, der sich senkrecht zu den Schenkeln 26 und 27 erstreckt und zur Anlage an eine Wand eines Bauteils dient. Zur Befestigung an der Wand sind im genannten Übergangsbereich Befestigungsmittel 31 vorgesehen.
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Weiterhin können zur Feststellung des Drehwinkels des Drehtellers 4 Sensoren sowie eine Signalübertragungs- und Verarbeitungseinrichtung für Sensorsignale vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hub-Schwenkeinheit
- 2
- Trägerteil
- 3
- Hubstange
- 4
- Drehteller
- 5
- erste Linearführung
- 6
- erste Antriebseinheit
- 7
- Stirnseite
- 8
- zweite Antriebseinheit
- 9
- erstes scheibenförmiges Teil
- 10
- zweites scheibenförmiges Teil
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Schlitz
- 13
- Zahnkranz
- 14
- Schraube
- 15
- Ansatz
- 16
- Gleitfläche
- 17
- Schrittmotor
- 18
- Zahnriemen
- 19
- Zahnrad
- 20
- Verzahnung
- 21
- Motorwelle
- 22
- Schrittmotor
- 23
- Zahnrad
- 24
- Rahmen
- 25
- Zweite Linearführung
- 26
- längerer Schenkel
- 27
- kürzerer Schenkel
- 28
- Motorwelle
- 29
- Durchgangsöffnung
- 30
- Passstift
- 31
- Befestigungsmittel
