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Die Erfindung betrifft eine Schraube-Mutter-Baugruppe
eines Linearstellglieds, und spezieller betrifft sie eine Schraube-Mutter-Baugruppe,
deren Haupt-Schraubenmutter durch Federkraft ausgeworfen werden
kann, wenn ihr Gewinde abgenutzt ist.
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Ein Linearstellglied verwendet Motoren, Zahnräder und
Kopplungen über
Hebel zum Antreiben einer Führungsschraube,
um für
lineare Ausfahr- und Einfahrbewegungen eines Innenrohrs zu sorgen. Eine
derartige Vorrichtung wird allgemein dazu verwendet, ein Krankenbett
oder andere Einrichtungen anzuheben oder abzusenken.
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Die Schraube eines typischen Linearstellglieds
verwendet eine Schraubenmutter, die über ein Gewinde mit einer Schraube
verbunden ist, um Bewegungen des Innenrohrs auszuführen. Um
Geräusche
zu verringern, wie sie durch Reibung zwischen der Schraubenmutter
und der Schraube verursacht werden, wird Kunststoffmaterial dazu
verwendet, die Schraubenmutter herzustellen. Da jedoch die Schraube
typischerweise aus Metall besteht, wird das an der Schraubenmutter
ausgebildete Gewinde leicht abgenutzt. Daher kann die Schraubenmutter die
Last nicht mehr tragen, so dass das Linearstellglied nicht normal
arbeiten kann. Ferner sinkt das Innere ohne den Halt durch die Schraubenmutter
plötzlich
ab.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung ist eine Schraube-Mutter-Baugruppe
eines Linearstellglieds geschaffen. Die Schraube-Mutter-Baugruppe
verfügt über eine Haupt-Schraubenmutter
und eine Sicherheits-Schraubenmutter, die durch Federkraft miteinander
in Eingriff stehen. Wenn das Gewinde der Haupt-Schraubenmutter abgenutzt
ist, wird sie durch Federkraft ausgeworfen und die Sicherheits-Schraubenmutter
ersetzt die Haupt-Schraubenmutter, um die auf die Hauptschraube
wirkende Last zu tragen. Daher ist eine Beschädigung des Linearstellglieds verhindert.
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Die durch die Erfindung geschaffene
Schraube-Mutter-Baugruppe eines Linearstellglieds verfügt über eine
Schraube, eine Haupt-Schraubenmutter und eine Sicherheits-Schraubenmutter.
Die Haupt-Schraubenmutter und die Sicherheits-Schraubenmutter, die
mit der Schraube in Eingriff stehen, wirken so, dass sie linear
entlang einer Achse der Schraube verschoben werden. Die Haupt-Schraubenmutter
und die Sicherheits-Schraubenmutter
sind durch ein Federelement miteinander verbunden. Daher kann, wenn
das Gewinde der Haupt-Schraubenmutter abgenutzt ist, dieselbe durch
die durch das Federelement bereitgestellte Kraft ausgeworfen werden.
Daher ersetzt die Sicherheits-Schraubenmutter die Haupt-Schraubenmutter,
um die Last der Schraube und des Linearstellglieds zu tragen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Merkmale der Erfindung werden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlich werden.
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1 zeigt
eine Schnittansicht einer bei einem Linearstellglied angewandten
Schraube-Mutter-Baugruppe;
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2 zeigt
vergrößerte Ansichten
der Haupt-Schraubenmutter und der Sicherheits-Schraubenmutter der
Schraube-Mutter-Baugruppe;
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3 zeigt
eine Explosionsansicht einer Schraube-Mutter-Baugruppe;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe;
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5 zeigt
eine Schnittansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe;
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6 zeigt
eine Explosionsansicht einer Schraube-Mutter-Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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7 zeigt
die perspektivische Ansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe der zweiten
Ausführungsform;
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8 zeigt
die Schnittansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe der zweiten Ausführungsform;
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9 zeigt
eine Explosionsansicht einer Schraube-Mutter-Baugruppe einer dritten Ausführungsform;
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10 zeigt
eine Schnittansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe der dritten Ausführungsform;
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11 zeigt
eine Explosionsansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe einer vierten Ausführungsform;
und
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12 zeigt
eine Schnittansicht der Schraube-Mutter-Baugruppe der vierten Ausführungsform.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie es in der 1 dargestellt ist, verfügt ein Linearstellglied 1 über einen
Motor 10 zum Betätigen einer
Antriebsbaugruppe 11 mit Zahnrädern und Verbindungshebeln,
die dann eine Schraube 12 so antreiben, dass sie sich dreht.
Bei normalen Betriebsbedingungen steht das Gewinde der Schraube 12 mit einer
Haupt-Schraubenmutter 13 und einer Sicherheits-Schraubenmutter 14 (wie
in der 2 dargestellt)
in Eingriff, wobei die Schraube 12 synchron angetrieben
wird, um eine axiale Linearverstellung auszuführen, um das mit der Haupt-Schraubenmutter 13 verbundene
Innenrohr 15 anzutreiben. Dann betätigt die Bewegung des Innenrohrs 15 das
Aus- oder Einfahren
des Außenrohrs 16 des
Stellglieds 1.
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In den 3 – 5 sind eine Explosionsansicht, eine
perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform
einer Schraube-Mutter-Baugruppe für das Stellglied dargestellt.
Die Schraube-Mutter-Baugruppe verfügt über eine Haupt-Schraubenmutter 13 und
eine Sicherheits- Schraubenmutter 14,
die mit der Schraube 12 in Eingriff zu bringen sind. Die
Haupt-Schraubenmutter 13 wird vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt,
um Geräusche
zu verringern, wie sie durch Reibung zwischen der Schraube 12 und
der Haupt-Schraubenmutter 13 erzeugt werden, wenn eine
relativ Linearverschiebung vorgenommen wird. Die Sicherheits-Schraubenmutter 14 wird
vorzugsweise aus Metall hergestellt. Infolgedessen ersetzt die Sicherheits-Schraubenmutter 14,
wenn das Gewinde der Haupt-Schraubenmutter 13 abgenutzt
ist, die Haupt-Schraubenmutter 13, um die Last der Schraube 12 zu
tragen.
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Die Haupt-Schraubenmutter 13 und
die Sicherheits-Schraubenmutter 14, stehen durch Federkraft
miteinander in Eingriff. Bei dieser Ausführungsform verfügt die Haupt-Schraubenmutter 13 über ein distales
Ende mit Gewinde und ein proximales Ende, das als Aufnahmeteil 131 zum
Aufnehmen der Sicherheits-Schraubenmutter 14 dient. Vorzugsweise verfügt der Aufnahmeteil 131 über eine
Flansch 133 und eine zylindrische Seitenwand 132,
die gegenüber
dem Durchmesser des distalen Endes ausgespart ist. Der Aufnahmeteil 131 verfügt ferner über ein
Paar entgegengesetzter Öffnungen 133,
die durch die Seitenwand 132 hindurch ausgebildet sind. Die
Sicherheits-Schraubenmutter 14 ist
als Ring mit einer kreisförmigen
Außenfläche 140 konfiguriert. Der
Durchmesser des Aufnahmeteils 131 ist ausreichend groß, um darin
die Sicherheits-Schraubenmutter 14 aufzunehmen.
Die Außenfläche 140 der
Sicherheits-Schraubenmutter 14 verfügt über ein Paar entgegengesetzter
halbkreisförmiger
Nuten 141. Wenn die Sicherheits-Schraubenmutter 14 in das proximale
Ende der Haupt-Schraubenmutter 13 eingesetzt wird, wird
ein Clip 17 dazu verwendet, die Sicherheits-Schraubenmutter 14 innerhalb
des proximalen Endes der Haupt-Schraubenmutter 13 zu befestigen.
Dadurch stehen die Sicherheits-Schraubenmutter 14 und die
Haupt-Schraubenmutter 13 mittels der durch den Clip 17 aus geübten Federkraft
miteinander in Eingriff.
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Wie dargestellt, verfügt der Clip 17 über ein halbkreisförmiges Ringelement 170 und
zwei nachgiebige Clipelemente 171 an zwei Enden des halbkreisförmigen Ringelements 170.
Wenn die Sicherheits-Schraubenmutter 14 in den Aufnahmeteil 131 der
Haupt-Schraubenmutter 13 eingeführt wird, werden die Nuten 141 mit
den Durchgangsöffnungen 133 ausgerichtet.
Durch Einführen
der nachgiebigen Clipelemente 171 in die Durchgangsöffnungen 133 wird
so die durch dieselben ausgeübte
Federkraft auf die Nuten 141 ausgeübt, so dass die Sicherheits-Schraubenmutter 14 in
der Haupt-Schraubenmutter 13 gehalten wird.
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Dadurch ist eine Schraube-Mutter-Baugruppe
für ein
Stellglied erhalten.
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Wie es in der 5 dargestellt ist, können die nachgiebigen Clipelemente 171 des
Clips 17 aus nachgiebigen Materialien hergestellt werden.
Alternativ kann die elastische oder Federkraft durch das halbkreisförmige Element 170 ausgeübt werden. Wenn
das Gewinde der Haupt-Schraubenmutter 13 abgenutzt ist,
kann die Schraube 12, da sie immer noch mit der Sicherheits-Schraubenmutter 14 in
Eingriff steht, durch diese weiterhin abgestützt werden, und sie kehrt durch
das Moment zu den Ursprungspositionen zurück.
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Wenn jedoch das Gewinde der Haupt-Schraubenmutter 13 wegen
Reibung oder Abrieb abgenutzt ist, bewirkt die kontinuierliche Drehung
der Sicherheits-Schraubenmutter 14 innerhalb der stillstehenden
oder sich freidrehenden Haupt-Schraubenmutter 13 eine Relativbewegung zwischen
den Nuten 141 der Sicherheits-Schraubenmutter 14 und
den Durchgangsöffnungen 133 der Haupt-Schraubenmutter 13.
Demgemäß werden
die Nuten 141 gegenüber
den Durchgangsöffnungen 133 fehlausgerichtet,
und der Clip 17 kann die Sicherheits-Schraubenmutter 14 nicht
mehr innerhalb der Haupt-Schraubenmutter 13 halten. Im
Ergebnis wird die Haupt-Schraubenmutter 13 durch die durch den
Clip 17 ausgeübte
Federkraft aus der Haupt-Schraubenmutter 13 ausgeworfen.
Indessen ist, da die Sicherheits-Schraubenmutter 14 viel
weniger Gewindegänge
für Eingriff
mit der Schraube 12 aufweist, das durch die Sicherheits-Schraubenmutter 14 bereitgestellte,
verfügbare
Drehmoment ausreichend, um für
eine vollständige
Ein- oder Ausfahrbewegung der Schraube 12 zu sorgen. Daher
tritt ein freies Drehen auf und der Benutzer kann leicht die Beschädigung der
Haupt-Schraubenmutter 13 erkennen.
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In den 6 – 8 sind eine Explosionsansicht, eine
perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform
einer Schraube-Mutter-Baugruppe dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
verfügt
der Aufnahmeteil 131 der Haupt-Schraubenmutter 13 über eine
innere Seitenwand 134 und zwei entgegengesetzte Nuten 161,
die gegenüber derselben
ausgespart sind. Die Außenfläche 140 der Sicherheits-Schraubenmutter 14 verfügt über ein Paar
gekrümmter
Arme 142, die jeweils in nachgiebigen Abschlüssen 171' enden, die
einander gegenüberstehen.
Die gekrümmten
Arme 142 erstrecken sich entlang der Außenfläche 140, und sie sind
um eine Zwischenraum 143 gegenüber dieser beabstandet. Wenn
die Sicherheits-Schraubenmutter 14 in den
Aufnahmeteil 131 eingeführt
wird, werden die nachgiebigen Abschlüsse 171' mit den Nuten 141' ausgerichtet
und die Arme 142 werden gegen die Außenfläche 140 gedrückt, um
in den Aufnahmeteil 131 zu passen. Daher wird die Sicherheits-Schraubenmutter 14 durch
die durch die Arme 142 ausgeübte Federkraft in das Innere
der Haupt-Schraubenmutter 13 gedrückt.
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Die 9 und 10 zeigen eine Explosionsansicht
und eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Schraube- Mutter-Baugruppe.
Bei dieser Ausführungsform
sind an der Außenfläche 140 der
Sicherheits-Schraubenmutter 14 zwei entgegengesetzte Nute 141" ausgebildet,
während
sich von zwei entgegengesetzten Punkten der inneren Seitenwand 134 zwei
entgegengesetzt gekrümmte
Arme 142' erstrecken,
die in zwei entgegengesetzten nachgiebigen Abschlüssen 171" enden. So kann
die Sicherheits-Schraubenmutter 14 auf ähnliche Weise wie bei der zweiten
Ausführungsform
mit der Haupt-Schraubenmutter 13 in Eingriff treten.
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Die 11 bis 12 zeigen eine Explosionsansicht
und eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer Schraube-Mutter-Baugruppe.
Bei dieser Ausführungsform
ist die innere Seitenwand des Aufnahmeteils 131 mittels
zweier entgegengesetzter Langschlitze 135 zum Aufnehmen
eines Paars von Federn 18 ausgespart. Die entgegengesetzten
Enden jedes Schlitzes 135 verfügen über ein Paar von Kreisschlitzen 136.
Jede Feder 18 verfügt über einen
flachen, länglichen
Abschnitt 180, zwei Positionierungsabschnitte 181 an
den zwei entgegengesetzten Enden des flachen, länglichen Abschnitts 180 sowie
einen nachgiebigen Abschnitt 171"', der nach innen gegenüber der
Mitte des flachen, länglichen
Abschnitts 180 vorsteht. Die Positionierabschnitte 181 werden
in die Kreisschlitze 136 eingeführt, während die flachen, länglichen
Abschnitte 180 auf der Seitenwand der länglichen Schlitze 135 liegen.
Die nachgiebigen Abschnitte 181 werden miteinander ausgerichtet
und in eine Halbkreisform gekrümmt.
Die Sicherheits-Schraubenmutter 14 verfügt über zwei entgegengesetzte Nuten 141"', die gegenüber der
Außenfläche 140 ausgespart
sind. Vorzugsweise liegen die Nuten 141"' mit Kreisform vor, um die nachgiebigen
Abschnitte 181 aufzunehmen. Daher wird durch reibungsmäßiges Einsetzen
der Außenfläche 140 zwischen
die Federn 18 die Sicherheits-Schraubenmutter 14 innerhalb
der Haupt-Schraubenmutter 13 in Eingriff gebracht und mittels
der durch die Federn 18 ausgeübten elas tischen Kraft festgehalten.
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Diese Offenbarung gibt beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung an. Der Umfang dieser Offenbarung ist nicht durch
diese beispielhaften Ausführungsformen
eingeschränkt.
Vom Fachmann können
angesichts dieser Offenbarung zahlreiche Variationen, seien sie
explizit durch die Beschreibung angegeben oder durch diese impliziert,
wie Variationen der Form, der Struktur, der Abmessung, des Materialtyps
oder des Herstellprozesses realisiert werden.