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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb, insbesondere für eine Hubsäule, mit einem Spindelantrieb, der eine Spindel und eine relativ zu der Spindel drehbare Spindelmutter umfasst, einem ersten linear geführten Schlitten, der über den Spindelantrieb bewegbar ist, und einem zweiten linear geführten Schlitten.
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Die
DE 10 2007 025 215 offenbart eine höhenverstellbare Säule, bei der an einem Stützrohr eine Spindelmutter drehfest gehalten ist, in der eine angetriebene Spindel bewegbar ist, um die Säule vertikal zu bewegen. Ferner ist eine Hubmechanik mit einem umlaufenden Stahlband vorgesehen, das über Befestigungen mit Teilen der Säule verbunden ist. Die Montage dieser Hubmechanik und des Spindelantriebes innerhalb der Hubsäule ist vergleichsweise aufwändig. Zudem fehlt es an einer präzisen Führung an der Hubmechanik, und es kann zu erhöhten Reibungskräften kommen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearantrieb zu schaffen, der einen kompakten Aufbau und eine präzise Führung besitzt.
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Diese Aufgabe wird mit einem Linearantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Antrieb umfasst einen Spindelantrieb und einen ersten linear geführten Schlitten, der über den Spindelantrieb bewegbar ist, und einen zweiten linear geführten Schlitten, wobei der erste Schlitten und der zweite Schlitten über ein flexibles Umlenkelement miteinander verbunden sind und durch den Spindelantrieb in gegenläufige Richtungen bewegbar sind. Durch die lineare Führung der Schlitten, insbesondere entlang mindestens eines Führungsprofils, kann eine präzise Führung der beiden Schlitten bewirkt werden, und Relativbewegungen senkrecht zur Führungsrichtung werden weitgehend vermieden. Zudem kann die Kombination des Spindelantriebes mit den beiden Schlitten in kompakter Weise ausgebildet sein, wobei der Spindelantrieb nur den ersten Schlitten antreibt und dieser durch die Verbindung mit dem flexiblen Umlenkelement dann den zweiten Schlitten antreibt. Der Linearantrieb kann dadurch besonders einfach als kompakte Baueinheit vormontiert werden und dann beispielsweise in Hubsäulen und anderen Anwendungen eingesetzt werden.
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Vorzugsweise ist das flexible Umlenkelement nicht umlaufend ausgebildet und ein Ende ist mit dem ersten Schlitten und ein gegenüberliegendes Ende des Umlenkelementes mit dem zweiten Schlitten verbunden. Über das Umlenkelement können vorzugsweise Zug- und Druckkräfte aufgenommen werden, beispielsweise weil das Umlenkelement innerhalb einer Führung geführt ist oder das Umlenkelement als Kette ausgebildet ist. Dadurch vereinfacht sich die Montage, da das Umlenkelement nicht umlaufend montiert wird, sondern lediglich an einer Umlenkung eingehängt oder montiert werden muss.
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Für eine besonders gute Krafteinleitung sind der erste und der zweite Schlitten an gegenüberliegenden Seiten der Spindel angeordnet. Der Abstand der Schlitten von der Spindel kann dabei etwa gleich groß sein, so dass auf die Spindel nur geringe Querkräfte wirken.
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Für die Übertragung von Zug- und Druckkräften kann das Umlenkelement zumindest teilweise entlang eines Führungskanals geführt sein. Die Führung kann dabei entlang eines Kanals erfolgen, der sich auf beiden Seiten der Umlenkung linear erstreckt und in der Umlenkung mündet.
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Vorzugsweise ist an einem stirnseitigen Ende des Spindelantriebes eine Führung für das flexible Umlenkelement vorgesehen, die eine Umlenkung von vorzugsweise 180° bewirkt. Dadurch kann das Umlenkelement unabhängig von der Position der Schlitten auf Zug beansprucht werden, wenn die Umlenkung oberhalb des Spindelantriebes angeordnet ist. Gerade zum Anheben von Gewichtslasten eignet sich dieses Konzept besonders gut.
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Die Spindel kann dabei an einer Unterseite des Spindelantriebes angetrieben sein, und an einer gegenüberliegenden Seite ist die Führung für das Umlenkelement vorgesehen.
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Für eine besonders präzise Führung des ersten und zweiten Schlittens kann mindestens ein Führungsprofil mit mindestens zwei Führungsbahnen vorgesehen sein. Jeder Schlitten kann eine Führung U-förmig umgreifen, so dass eine stabile Abstützung in unterschiedliche Richtungen senkrecht zur Führungsrichtung vorhanden ist.
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Für eine besonders kompakte Bauweise ist es möglich, dass ein Führungsprofil als Hohlprofil ausgebildet ist, und die Spindel in einer Hohlkammer des Hohlprofils aufgenommen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Linearantriebes;
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2 und 3 zwei weitere perspektivische Ansichten des Linearantriebes der 1;
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4 eine geschnittene Ansicht des Linearantriebes der 1;
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5 eine Unteransicht des Linearantriebes der 5, und
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6 eine Draufsicht des Linearantriebes der 1.
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Ein Linearantrieb 1 umfasst einen Spindelantrieb, der insbesondere in der Schnittansicht der 4 erkennbar ist. Der Spindelantrieb umfasst eine drehbare Spindel 2, an der eine Spindelmutter 3 drehfest, aber parallel zur Längsrichtung der Spindel 2 verschieblich angeordnet ist. Die Spindelmutter 3 ist mit einem ersten Schlitten 4 des Linearantriebes 1 verbunden. An dem ersten Schlitten 4 ist eine Schubstange 6 über Befestigungsmittel 7 fixiert.
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Auf der zur Spindel 2 gegenüberliegenden Seite ist ein zweiter Schlitten 8 linear geführt, wobei an dem Schlitten 8 über Befestigungsmittel eine Schubstange 11 festgelegt ist. Der erste Schlitten 4 ist mit dem zweiten Schlitten 8 über ein flexibles Umlenkelement 10 verbunden, das als Kette ausgebildet ist und an einem stirnseitige Ende der Spindel 2 über eine Führung 14 um etwa 180° umgelenkt ist. Das Umlenkelement 10 ist nicht geschlossen ausgebildet, also schlaufenförmig, sondern ist um die Führung 14 umgelenkt, wobei ein erstes Ende mit dem Schlitten 4 und ein zweites Ende mit dem Schlitten 8 verbunden ist.
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Der erste Schlitten 4 ist an einer Führung 5 verfahrbar gelagert, während der zweite Schlitten an einer Führung 9 verfahrbar ist, die ebenfalls auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel 2 angeordnet sind. Die Führungen 5 und 9 können an ein oder mehreren Profilen, beispielsweise an Metallprofilen, ausgebildet sein und mit Gleitelementen oder Führungsrollen zusammenwirken. Vorzugsweise ist ein Führungsprofil mit einer Hohlkammer vorgesehen, in dem die Spindel 2 aufgenommen ist. Die Spindel 2 ist dabei benachbart zu der Führung 14 an einem Drehlager 13 und auf der gegenüberliegenden Seite an einem weiteren Drehlager 12 gehalten. Durch Drehen der Spindel 2 wird die Spindelmutter 3 entlang der Spindel 2 linear verfahren, wobei hierdurch der erste Schlitten 4 entlang der Führung 5 bewegt wird und über das Umlenkelement 10 auch der zweite Schlitten 8 bewegt wird.
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In den 1 bis 6 ist dabei die ausgefahrene Position des Linearantriebes gezeigt. An einer Trägerplatte 16 ist die Spindel 2 an dem Drehlager 12 gehalten, wobei an einer Unterseite der Trägerplatte 16 in der eingebauten Position eine Spitze der Spindel 2 hervorsteht und über ein Zahnrad 15 angetrieben ist. Das Zahnrad 15 wird über einen Zahnriemen 17 oder eine Kette gedreht, der um ein weiteres Zahnrad 18 geführt ist, das drehfest mit einer Abtriebswelle 19 eines Elektromotors 20 verbunden ist. Auch der Elektromotor 20 ist auf der Trägerplatte 16 festgelegt. Durch Drehen der Abtriebswelle 19 kann somit die Spindel 2 angetrieben werden, wobei die Längsachse der Spindel im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Abtriebswelle 19 ausgerichtet ist. Dadurch kann der Linearantrieb besonders kompakt ausgebildet sein. Durch Drehen der Spindel wird dann eine lineare Verfahrbewegung der beiden Schubstangen 6 und 11 bewirkt, wobei die Bewegungsrichtung der Schubstangen 6 und 11 sowie der Schlitten 4 und 8 gegenläufig ist.
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Zur Führung des ersten Schlittens 4 sind an gegenüberliegenden Seiten des Führungsprofils Führungsbahnen 41 und 42 ausgebildet, an denen Führungsrollen verfahrbar sind. Die Führungsrollen 40 sind dabei an dem Schlitten 4 drehbar gelagert. Statt der Führungsrollen 40 können auch Gleitelemente an einer Führung eingesetzt werden. Ferner umfasst der zweite Schlitten ebenfalls Führungsrollen 80, die auf gegenüberliegenden Seiten des Führungsprofils entlang von Führungsbahnen 81 und 82 geführt sind. Der erste Schlitten 4 und der zweite Schlitten 8 umgreifen dabei das Führungsprofil jeweils U-förmig, so dass eine stabile Führung in Linearrichtung gewährleistet wird.
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Der Linearantrieb wird vorzugsweise mit einer definierten Oberseite verwendet, wobei an der Oberseite die Führung 14 für die Umlenkung vorgesehen ist. Das Umlenkelement 10 kann dabei entlang einem Führungskanal in oder an einem Führungsprofil 21 bewegbar sein, so dass sowohl Zug- als auch Druckkräfte über das Umlenkelement 10 übertragen werden können. Hierfür kann der Führungskanal das Umlenkelement 10 beispielsweise U-förmig oder rahmenförmig umgreifen. Gerade wenn das Umlenkelement 10 als Kette ausgebildet ist, die in einem Führungskanal des Führungsprofils 21 bewegbar ist, kann über die Kettenglieder eine Zug- oder eine Druckkraft übertragen werden. Bei Anordnung der Umlenkung an einer Oberseite kann das Umlenkelement 10 bei Gewichtslasten immer auf Zug beansprucht werden. Gerade wenn der Linearantrieb bei einer Hubsäule eingesetzt wird, ist diese Anordnung vorteilhaft.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spindel 2 drehbar angetrieben, während die Spindelmutter 3 linear verfahrbar ist. Es ist natürlich auch möglich, bei dem Spindelantrieb die Spindelmutter anzutreiben und die Spindel linear verfahrbar zu gestalten.
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Der erfindungsgemäße Linearantrieb kann als vormontierte Baueinheit eingesetzt werden, bei dem die zu verfahrenden Bauteile an den Schubstangen 6 und 11 fixiert werden. Dadurch wird eine besonders einfache Montage ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linearantrieb
- 2
- Spindel
- 3
- Spindelmutter
- 4
- Schlitten
- 5
- Führung
- 6
- Schubstange
- 7
- Befestigungsmittel
- 8
- Schlitten
- 9
- Führung
- 10
- Umlenkelement
- 11
- Schubstange
- 12
- Drehlager
- 13
- Drehlager
- 14
- Führung
- 15
- Zahnrad
- 16
- Trägerplatte
- 17
- Zahnriemen
- 18
- Zahnrad
- 19
- Abtriebswelle
- 20
- Elektromotor
- 21
- Führungsprofil mit Führungskanal
- 40
- Führungsrolle
- 41
- Führungsbahn
- 42
- Führungsbahn
- 80
- Führungsrolle
- 81
- Führungsbahn
- 82
- Führungsbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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