DE202017106680U1

DE202017106680U1 - Aktuator mit Sicherheitsmechanismus

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Publication number: DE202017106680U1
Application number: DE202017106680.0U
Authority: DE
Original assignee: Timotion Technology Co Ltd
Current assignee: Timotion Technology Co Ltd
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: TWM553079U; US10036482B1

Abstract

Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus, der Folgendes umfasst: einen Getriebekasten (10); einen Motor (20), der mit dem Getriebekasten (10) verbunden ist; ein angetriebenes Zahnrad (30), das im Getriebekasten (10) aufgenommen ist und durch den Motor (20) angetrieben wird; ein Getriebe (40), das teilweise im Getriebekasten (10) aufgenommen ist und teilweise über den Getriebekasten (10) vorsteht, wobei es einen Führungsgewindestab (41) und ein Berührungselement (42), das um den Führungsgewindestab (41) angebracht ist, aufweist, wobei ein Ende des Führungsgewindestabs (41) mit dem angetriebenen Zahnrad (30) durchdringend in Verbindung steht und mit dem Berührungselement (42) im Getriebekasten (10) beweglich getragen wird; ein einziehbares Rohr (50), das auf einer Seite des Getriebekastens (10) angeordnet ist und mit dem Führungsgewindestab (41) über ein Gewinde in Verbindung steht, um angetrieben zu werden, und einen Schiebeschalter (60), der mit dem Motor (20) elektrisch verbunden ist und in einem Bewegungsweg des Berührungselements (42) angeordnet ist; wobei sich das Getriebe (40) dann, wenn das einziehbare Rohr (50) während des Bewegens eingeschränkt ist, geradlinig in einer Richtung des einziehbaren Rohres (50) bewegt und durch Berühren des Schiebeschalters (60) mit dem Berührungselement (42) der Betrieb des Motors (20) angehalten wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf Aktuatoren, insbesondere auf einen Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus.
2. Verwandtes Gebiet
Ein Aktuator verwendet in erster Linie einen Motor, eine Schnecke und ein Schneckenrad, um einen Führungsgewindestab derart anzutreiben, dass er sich dreht. Und der Führungsgewindestab treibt ein einziehbares Rohr an, das daran befestigt ist, um einen Vorgang des Streckens oder des Einziehens auszuführen. Weil ein derartiger Aktuator bezüglich der Struktur und des Einbaus einfacher und praktischer als ein hydraulischer Zylinder oder ein pneumatischer Zylinder ist, wurde er in Krankenbetten und elektrischen Stühlen, in Türen und Fenstern oder in anderen Fällen, die eine Hin- und Herbewegung erfordern, weithin angewendet.
Die meisten bestehenden Aktuatoren sind mit einem vorderen Begrenzungsschalter und einem rückwärtigen Begrenzungsschalter in einem Bewegungsweg einer Mutter des einziehbaren Rohres ausgelegt, damit diese während der Bewegung der Mutter durch den Führungsgewindestab durch die Mutter berührt werden. Als ein Ergebnis kann das einziehbare Rohr wirksam derart gesteuert werden, dass es sich streckt oder einzieht.
Wenn der bestehende Aktuator jedoch in elektrischen Stühlen oder in Fenstern angewendet wird, gibt es keinen Sicherheitsmechanismus, der den Motor anhalten kann, wenn ein Anwender oder ein Kind aus Versehen seine oder ihre Hand in die Maschine legt, während sich die Mutter in eine Mittenposition der Bewegung bewegt, weil der Motor lediglich angehalten werden kann, während die Mutter einen der zwei Begrenzungsschalter berührt, die an zwei entgegengesetzten Enden des einziehbaren Rohres angeordnet sind. Als ein Ergebnis werden Einklemmverletzungen auftreten. Dieses Problem sollte überwunden werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus zu schaffen, der mittels einer Beweglichkeit des Getriebes eine Antieinklemmwirkung erreichen kann, um die Sicherheit des Produktes in Verwendung zu erhöhen.
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält der Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus der Erfindung einen Getriebekasten, einen Motor, ein angetriebenes Zahnrad, ein Getriebe, ein einziehbares Rohr und einen Schiebeschalter. Der Motor ist mit dem Getriebekasten verbunden. Das angetriebene Zahnrad ist im Getriebekasten aufgenommen und wird durch den Motor angetrieben. Das Getriebe ist teilweise im Getriebekasten aufgenommen und steht teilweise über den Getriebekasten vor. Das Getriebe weist einen Führungsgewindestab und ein Berührungselement, das um den Führungsgewindestab angebracht ist, auf. Ein Ende des Führungsgewindestabs steht mit dem angetriebenen Zahnrad durchdringend in Verbindung und wird im Getriebekasten mit dem Berührungselement beweglich getragen. Das einziehbare Rohr ist auf einer Seite des Getriebekastens angeordnet und steht über ein Gewinde mit dem Führungsgewindestab in Verbindung, um angetrieben zu werden. Der Schiebeschalter ist mit dem Motor elektrisch verbunden und ist in einem Bewegungsweg des Berührungselements angeordnet. Wenn das einziehbare Rohr während des Bewegens eingeschränkt wird, wird sich das Getriebe geradlinig in eine Richtung des einziehbaren Rohres bewegen, und der Betrieb des Motors wird durch das Berühren des Schiebeschalters mit dem Berührungselement angehalten.
Die Erfindung weist außerdem die folgenden Vorteile auf. Durch Anordnen eines elastischen Elements können das Lager und der Führungsgewindestab in ihre ursprünglichen Positionen zurückgebracht werden. Wenn der Aktuator der Erfindung in einem elektrischen Fenster angewendet wird, kann das Fenster fester geschlossen werden, indem der Pressblock den Berührungsschalter drückt und den Motor anhält.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht des Aktuators der Erfindung;
2 ist eine Einzelteilansicht des angetriebenen Zahnrads und des Getriebes der Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur des Aktuators der Erfindung;
4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3;
5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Erfindung, bevor sich das Getriebe bewegt;
6 ist eine Querschnittsansicht von 5;
7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Erfindung, nachdem sich das Getriebe bewegt hat;
8 ist eine Querschnittsansicht von 7; und
9 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Berührungselements der Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun wird auf die 1 und 4 Bezug genommen. Die Erfindung besteht darin, einen Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus zu schaffen, der einen Getriebekasten 10, einen Motor 20, ein angetriebenes Zahnrad 30, ein Getriebe 40, ein einziehbares Rohr 50 und einen Schiebeschalter 60 enthält.
Der Getriebekasten 10 ist ein quaderförmiger Körper, der aus einem Metall hergestellt ist, und enthält ein unteres Gehäuse 11 und ein oberes Gehäuse 12. Ein Zahnradraum 111, ein Lagerraum 112 und ein Federraum 113 sind der Reihe nach in dem unteren Gehäuse ausgebildet. Das obere Gehäuse 12 bedeckt entsprechend das untere Gehäuse 11. Das Innere des oberen Gehäuses 12 ist ebenfalls mit einer Struktur ausgebildet, die dem Zahnradraum 111, dem Lagerraum 112 und dem Federraum 113 entspricht und dieselbe ist.
Der Motor 20 ist auf einer Seite des unteren Gehäuses 11 des Getriebekastens 10 angeordnet und ist durch Befestigungselemente, wie etwa Schrauben, auf dem unteren Gehäuse 11 befestigt. In der Ausführungsform wird die Kraft des Motors 20 durch ein Getriebezahnrad 21 übertragen, das in den Zahnradraum 111 eintritt.
Das angetriebene Zahnrad 30 ist im Zahnradraum 111 aufgenommen und mit der Vorderseite und der Rückseite des angetriebenen Zahnrads 30 durch zwei Trägerelemente 31 verbunden. Somit werden sie alle im Getriebekasten 10 verbunden getragen. Das angetriebene Zahnrad 30 weist ein äußeres Zahnrad 301 auf, das mit dem Getriebezahnrad 21 verzahnt ist, damit es durch den Motor 20 derart angetrieben werden kann, dass es sich dreht. Die Mitte des angetriebenen Zahnrads 30 ist mit einem Durchgangsloch 302 ausgebildet. Eine Innenwand des Durchgangslochs 302 ist mit inneren Einbettungsrinnen 303 ausgebildet.
Eine Komponente des Getriebes 40 ist im Getriebekasten 10 angeordnet, und die andere Komponente des Getriebes 40 steht über den Getriebekasten 10 vor. Das Getriebe 40 enthält einen Führungsgewindestab 41 und ein Berührungselement 42. Der Führungsgewindestab 41 enthält einen Gewindeabschnitt 411, einen runden Wellenabschnitt 412, der sich vom Gewindeabschnitt 411 erstreckt, einen Begrenzungsabschnitt 413, der sich vom runden Wellenabschnitt 412 erstreckt, und einen Schraubenabschnitt 414, der sich vom Begrenzungsabschnitt 413 erstreckt. Das Berührungselement 42 ist um den runden Wellenabschnitt 412 verbunden.
Der Führungsgewindestab 41 ist durch ein Wellenverbindungselement 415 mit dem angetriebenen Zahnrad 30 beweglich verbunden. Eine Form eines Innenlochs des Wellenverbindungselements 415 entspricht einem Außenumfang des Begrenzungsabschnitts 413, derart, dass es ein Polygon zum verbundenen Drehen ist. Mehrere Rippen 416, die sich mit den inneren Einbettungsrinnen 303 in Eingriff befinden, sind auf einem Außenumfang des Wellenverbindungselements 415 ausgebildet, um zu bewirken, dass sich der Führungsgewindestab 41 lediglich entlang des Durchgangslochs 302 des angetriebenen Zahnrads 30 axial vorwärts oder rückwärts bewegt. Das Wellenverbindungselement 415 ist nach dem Begrenzungsabschnitt 413 verbunden. Das Wellenverbindungselement 415 ist mit dem Führungsgewindestab 41 derart verbunden, dass sie eine Komponente bilden, indem eine Mutter 417 auf den Schraubabschnitt 414 geschraubt ist.
Ferner enthält das Getriebe 40 ein Lager 43, das mit dem Berührungselement 42 verbunden ist und im Lagerraum 112 des Getriebekastens 10 getragen wird. Eine axiale Länge des Lagerraums 112 ist größer als eine Breite des Lagers 43, um zu ermöglichen, dass das Lager 43 eine geradlinige Verlagerung im Lagerraum 112 beweglich ausführt.
Ferner enthält das Getriebe 40 ein elastisches Element 44 um den Führungsgewindestab 41 und im Federraum 113. Zwei Enden des elastischen Elements 44 sind zwischen einer Innenwand des Getriebekastens 10 und einem Ende des Berührungselements 42 eingeklemmt.
Ferner enthält das Berührungselement 42 der Ausführungsform eine Wellenmuffe 421 und einen Verbindungsring 425. Die Wellenmuffe 421 ist um den runden Wellenabschnitt 412 des Führungsgewindestabs 41 angebracht und dreht sich mit dem Führungsgewindestab 41. Ein Ende der Wellenmuffe 421 ist mit einer Rille 4211 ausgebildet. Der Verbindungsring 425 weist eine C-Form auf und ist um die Rille 4211 angebracht, damit er positioniert ist. Der Verbindungsring 425 dreht sich nicht mit der Wellenmuffe 421 und dem Führungsgewindestab 41. Ein Pressblock 4251 erstreckt sich aus einer Mitte des Verbindungsrings 425. Eine rechte Bodenposition des Pressblocks 4251 ist mit einer Schräge 4252 ausgebildet.
Das einziehbare Rohr 50 ist auf einer Seite des Getriebekastens 10 angeordnet. Ein Ende des einziehbaren Rohres 50 ist mit einer Mutter 51 fest verbunden, durch die das einziehbare Rohr 50 mit dem Führungsgewindestab 41 derart verbunden ist, dass sie sich verbunden drehen.
Der Schiebeschalter 60 ist durch einen Draht (nicht gezeigt) mit dem Motor 20 elektrisch verbunden und ist in einem Bewegungsweg des Berührungselements 42 angeordnet.
Zusätzlich enthält der Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus der Erfindung ferner ein Außenrohr 70, einen Begrenzungsschalter 71 und eine Stirnabdeckung 72. Das Außenrohr 70 bedeckt den Getriebekasten 10, das einziehbare Rohr 50, den Schiebeschalter 60 und den Begrenzungsschalter 71 vollständig und ist auf einer Seite des Motors 20 gebildet. Der Begrenzungsschalter 71 ist in einem Bewegungsweg der Mutter 51 angeordnet. Die Stirnabdeckung 72 bedeckt die Stirnseite des Außenrohres 70. Ein Ende des einziehbaren Rohres 50 steht durch die Stirnabdeckung 72 über das Außenrohr 70 vor.
Nun wird auf die 5–8 Bezug genommen. Wenn der Motor 20 gestartet wird, um zu arbeiten, wird das angetriebene Zahnrad 30 durch das Getriebezahnrad 21 angetrieben, und der Führungsgewindestab 41 wird durch das Wellenverbindungselement 415 angetrieben. Die Mutter 51 des einziehbaren Rohres 50 ist mit dem Gewindeabschnitt 411 des Führungsgewindestabs 41 verbunden, derart, dass sich das einziehbare Rohr 50 in Richtung des Getriebekastens 10 einzieht. Wenn auf das einziehbare Rohr 50 während des Bewegens eine externe Kraft (eine widerstehende Kraft) ausgeübt wird oder die Mutter 51 während des Einziehens fest gegen ein Ende des Getriebekastens 10 stößt, bewegt sich das Wellenverbindungselement 415 auf dem Führungsgewindestab 41 unter der ununterbrochenen Drehung des angetriebenen Zahnrads 30 und dem Zusammenwirken der inneren Einbettungsrinnen 303 des angetriebenen Zahnrads 30 und der Rippen 416 des Wellenverbindungselements 415 axial in einer Richtung des Verlassens des angetriebenen Zahnrads 30. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich der Führungsgewindestab 41, das Berührungselement 42 und das Lager 43 geradlinig in Richtung der Mutter 51 des einziehbaren Rohres 50, d. h. das Lager 43 bewegt sich von der linken Seite des Lagerraums 112 (wie in 6 gezeigt ist) zur rechten Seite des Lagerraums 112 (wie in 8 gezeigt ist). Das Drehen des Motors 20 wird angehalten, indem der Pressblock 4251 den Schiebeschalter 60 berührt. In dieser Ausführungsform kann die Schräge 4252 des Pressblocks den Schiebeschalter 60 zunehmend drücken.
Nun wird auf 9 Bezug genommen. Die Ausführungsform verwendet ein Berührungselement 42A, um das Berührungselement 42 in der oben stehenden Ausführungsform zu ersetzen. Es ist ein einzelnes Element mit einem Berührungsflansch 4251A. Auf einer Kante des Berührungsflansches 4251A ist eine Schräge 4252A ausgebildet.
Es wird durch den Fachmann auf dem Gebiet anerkannt werden, dass die oben stehenden Ausführungsformen lediglich beispielhaft und in keinem einschränkenden Sinn beschrieben wurden und dass diverse Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims

Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus, der Folgendes umfasst: einen Getriebekasten (10); einen Motor (20), der mit dem Getriebekasten (10) verbunden ist; ein angetriebenes Zahnrad (30), das im Getriebekasten (10) aufgenommen ist und durch den Motor (20) angetrieben wird; ein Getriebe (40), das teilweise im Getriebekasten (10) aufgenommen ist und teilweise über den Getriebekasten (10) vorsteht, wobei es einen Führungsgewindestab (41) und ein Berührungselement (42), das um den Führungsgewindestab (41) angebracht ist, aufweist, wobei ein Ende des Führungsgewindestabs (41) mit dem angetriebenen Zahnrad (30) durchdringend in Verbindung steht und mit dem Berührungselement (42) im Getriebekasten (10) beweglich getragen wird; ein einziehbares Rohr (50), das auf einer Seite des Getriebekastens (10) angeordnet ist und mit dem Führungsgewindestab (41) über ein Gewinde in Verbindung steht, um angetrieben zu werden, und einen Schiebeschalter (60), der mit dem Motor (20) elektrisch verbunden ist und in einem Bewegungsweg des Berührungselements (42) angeordnet ist; wobei sich das Getriebe (40) dann, wenn das einziehbare Rohr (50) während des Bewegens eingeschränkt ist, geradlinig in einer Richtung des einziehbaren Rohres (50) bewegt und durch Berühren des Schiebeschalters (60) mit dem Berührungselement (42) der Betrieb des Motors (20) angehalten wird.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Führungsgewindestab (41) einen Gewindeabschnitt (411) und einen runden Wellenabschnitt (412), der sich vom Gewindeabschnitt (411) erstreckt, umfasst und das Berührungselement (42) um den runden Wellenabschnitt (412) verbunden ist.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 2, wobei das Berührungselement (42) eine Wellenmuffe (421) und einen Verbindungsring (425) umfasst, wobei die Wellenmuffe (421) um den runden Wellenabschnitt (412) angebracht ist und sich mit dem Führungsgewindestab (41) dreht und der Verbindungsring (425) um die Wellenmuffe (421) verbunden ist, sich jedoch nicht mit der Wellenmuffe (421) dreht.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 3, wobei ein Ende der Wellenmuffe (421) mit einer Rille (4211) ausgebildet ist, der Verbindungsring (425) eine C-Form aufweist und um die Rille (4211) angebracht ist.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 4, wobei sich vom Verbindungsring (425) ein Pressblock (4251) erstreckt, wobei eine Bodenposition des Pressblocks (4251) mit einer Schräge (4252) zum Berühren des Schiebeschalters (60) ausgebildet ist.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Führungsgewindestab (41) ferner einen Begrenzungsabschnitt (413), der sich vom runden Wellenabschnitt (412) erstreckt, und einen Schraubenabschnitt (414), der sich vom Begrenzungsabschnitt (413) erstreckt, umfasst und wobei der Begrenzungsabschnitt (413) ferner mit einem Wellenverbindungselement (415) verbunden ist, wobei das Wellenverbindungselement (415) mit dem Führungsgewindestab (41) derart verbunden ist, dass sie eine Komponente bilden, indem eine Mutter (417) auf den Schraubenabschnitt (414) geschraubt ist.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 6, wobei das angetriebene Zahnrad (30) im Getriebekasten (10) durch zwei Trägerelemente (31) getragen wird, das angetriebene Zahnrad (30) mit einem Durchgangsloch (302) ausgebildet ist und eine Innenseite des Durchgangslochs (302) ferner mit inneren Einbettungsrinnen (303) ausgebildet ist, wobei mehrere Rippen (416), die sich mit den inneren Einbettungsrinnen (303) in Eingriff befinden, auf einem Außenumfang des Wellenverbindungselements (415) ausgebildet sind, um zu bewirken, dass sich der Führungsgewindestab (41) lediglich entlang des Durchgangslochs (302) axial vorwärts oder rückwärts bewegt.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 7, wobei das angetriebene Zahnrad (30) ein äußeres Zahnrad (301) aufweist, das mit dem Getriebezahnrad (21) verzahnt ist, damit es durch den Motor (20) derart angetrieben wird, dass es sich dreht.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Getriebe (40) ein Lager (43) umfasst, der Lagerkasten (10) ein unteres Gehäuse (11) und ein oberes Gehäuse (12), das das untere Gehäuse (11) bedeckt, umfasst, im unteren Gehäuse (11) und im oberen Gehäuse (12) ferner ein Lagerraum (112) gebildet ist und das Lager (43) mit dem Berührungselement (42) verbunden ist und im Lagerraum (112) getragen wird.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 9, wobei eine axiale Länge des Lagerraums (112) größer als eine Breite des Lagers (43) ist, um zu ermöglichen, dass das Lager (43) im Lagerraum (112) eine geradlinige Verlagerung ausführt.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 9, wobei das Getriebe (40) ein elastisches Element (44) umfasst, im oberen Gehäuse (12) und im unteren Gehäuse (11) ein Federraum (113) gebildet ist, das elastische Element (44) ferner um den Führungsgewindestab (41) und im Federraum (113) angebracht ist und zwei Enden des elastischen Elements (44) zwischen dem Getriebekasten (10) und dem Berührungselement (42) eingeklemmt sind.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 9, wobei im oberen Gehäuse (12) und im unteren Gehäuse (11) ein Zahnradraum (111) gebildet ist und das angetriebene Zahnrad (30) im Zahnradraum (111) durch zwei Trägerelemente (31) getragen wird.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Berührungselement (42) einen Berührungsflansch (4251A) aufweist und auf einer Kante des Berührungsflansches (4251A) eine Schräge (4252A) zum Berühren des Schiebeschalters (60) ausgebildet ist.
Aktuator mit einem Sicherheitsmechanismus nach Anspruch 1, wobei ein Ende des einziehbaren Rohres (50) mit einer Mutter (51) verbunden ist und das einziehbare Rohr (50) durch die Mutter (51) an den Führungsgewindestab (41) geschraubt ist.