DE3505842A1 - Teleskopsaeule mit elektromotorischem antrieb und verwendung derselben - Google Patents
Teleskopsaeule mit elektromotorischem antrieb und verwendung derselbenInfo
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Patentanwälte Dipl.-Ing. RTeickmann. Dipl^-Pkys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel
8000 MÜNCHEN 86 Of] Cßjk
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Magnetic Elektromotoren A.G-. Liestal
Oristalstraße 97
Oristalstraße 97
CH-4410 Liestal
leleskopsäule mit elektromotorischem Antrieb und Verwendung derselben
Teleskopsäule mit elektromotorischem Antrieb und Verwendung derselben
Die Erfindung betrifft eine Teleskopsäule mit elektromotorischem Antrieb und mit mindestens einem Innenrohr
sowie einem an dessen Aussenflache verschiebbar ge-·
führten Aussenrohr, wobei der elektromotorische Antrieb als Schub- und Zugantrieb ausgebildet ist.
Bei Teleskopsäulen der genannten Art ergibt sich die Aufgabe, ein möglichst gutes Verhältnis von minimaler
Säulenhöhe und erzielbarem Hub zu erreichen. Sollen solche Säulen auch als Füsse für höhenverstellbare Möbel
verwendet werden können, so ist zudem eine äussere Gestaltung anzustreben, die einem herkömmlichen unverstellbaren
Fuss angeglichen ist und ästhetisch nicht störend in Erscheinung tritt. Dazu sind insbesondere seitliche Anbauten,
sichtbare Zahnungen usw. zu vermeiden. Ferner soll die Säule möglichst schlank ausgebildet werden können und
auch bei ausserzentrischer Belastung verstellbar bleiben.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Schub- und Zugantrieb als im Innenrohr angeordneter
Hohlwellenmotor ausgestaltet ist, dessen angetriebene Hohlwelle achsparallel· zum Innenrohr durch den Motor
hindurch verläuft und mit einer linear darin verschiebbaren Schubstange antriebsverbunden ist, wobei die Schubstange
mit dem Aussenrohr verbunden ist und bei abgesenkter Säule innerhalb des Motors liegt, so dass die minima-Ie
Säulenhöhe sowie der Hub im wesentlichen der Höhe des Antriebs entspricht.
Vorzugsweise weist der Hohlwellenmotor einen aussenliegenden Stator mit eingegossenen Lagern und einen
darin gelagerten, mit der Hohlwelle verbundenen Rotor auf, wobei das Innenrohr als tragendes Gehäuse für den Hohlwellenmotor
ausgebildet ist und mindestens der Stator dreh-
Hb/dp 43 383 b
fest und axial unverschiebbar mit dem Innenrohr verbunden ist.
Die Einbaurichtung der Teleskopsäule kann frei gewählt werden und ist vor allem durch die im Einzelfall
günstigste Lage der elektrischen Anschlüsse und Steuerorgane gegeben.
Mit der erfindungsgemässen Anordnung wird eine optimale Raumausnutzung gewährleistet, indem die minimale
Säulenhöhe und der Hub im wesentlichen der Motorhöhe entspricht. Umgekehrt steht dadurch auch bei kleinen Säulenhöhen,
wie z.B. bei der Verwendung der Säule als höhenverstellbarer Fuss eines Möbels, wie eines Computerbedienungstisches
oder eines Zahnarztstuhles usw., Raum für einen Motor ausreichender Stärke zur Verfügung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
der Teleskopsäule, Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die Teleskopsäule ,
Fig. 3 eine Detailansicht eines Lagerelementes und
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.
Wie Figur 1 zeigt, umfasst die Teleskopsäule im wesentlichen ein Innenrohr 1 und ein Aussenrohr 2 sowie
eine Antriebsvorrichtung 3 und eine Steuereinrichtung 4, die im Innenrohr 1 angeordnet und durch gestrichelte Linien
angedeutet sind. An einem Ende sind das Innen- und Aussenrohr 1,2 mit einer Montageplatte 5 mit Löchern 6
versehen, deren Ausgestaltung der jeweiligen Anwendung angepasst werden kann. Zum Anschliessen der Teleskopsäule
an eine Stromquelle ist eine Anschlussleitung 7 mit einem Stecker 8 vorgesehen. Die Steuerung der Teleskopsäule erfolgt
mit einer Steuereinheit 9, die über eine Leitung 10
mit der Steuereinrichtung 4 verbunden ist. Die Anschlussleitung 7 und die Leitung 10 sind an der am Innenrohr 1
befestigten Montageplatte 5 herausgeführt, so dass innerhalb der Teleskopsäule keine flexiblen Anschlussorgane
erforderlich sind und die Verdrahtung fest ausgeführt werden kann. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Teleskopsäule ein obenliegendes Innenrohr 1 auf und die Antriebsvorrichtung 3 und die Steuereinrichtung
4 sind mit diesem verschiebbar.
wie Fig. 2 zeigt, ist die Antriebsvorrichtung ein Schub- und Zugantrieb und enthält einen Hohlwellenmotor
12, eine Spindel 13 und ein Schubrohr 14. Der Hohlwellenmotor hat einen Stator 15, der drehfest und axial
unverschiebbar mit dem Innenrohr 1 verbunden ist. Im Innenrohr 1 ist ein Seegerring 16 angeordnet, der als Anschlagorgan
für den Stator dient. Der Stator 15 wird mittels zwei Schrauben 17 gegen das Halteorgan 16 gezogen und wird
dadurch im Innenrohr 1 gehalten. Der Rotor 18 hat eine Hohlwelle 19 und ist über Kugellager 20 im Stator 15 gelagert.
Die Wickelköpfe 21 der Statorwicklung sind in Kunststoff eingegossen und weisen an der Innenfläche einen Abschnitt
auf, in dem der Aussenring 22 der Kugellager 20 sitzt.
Zwischen dem Innenring 23 der Kugellager 20 und dem Rotor 18 sind ringförmige Elemente 24 angeordnet. Mit
einer ersten Anlagefläche 24a liegen diese Elemente 24 an einer Scheibe 25 an, die am Rotor 18 befestigt ist. Mit
einer zweiten Anlagefläche 24b liegen diese Elemente 24 an einer Stirnfläche des Innenringes 23 der Kugellager 20 an.
Auf der dem Rotor zugewandten Seite weisen die Elemente
24 eine Ausnehmung auf, in der ringförmige Zentrierelemente 26 angeordnet sind, die auf der Hohlwelle 19 aufliegen.
Die Zentrierelemente 26 dienen zum Zentrieren der Elemente 24, welche die Hohlwelle 19 mit Spiel umgeben.
Der Hohlwellenmotor 12 wird von einer Platte 27 abgeschlossen, die koaxial zur Hohlwelle 19 angeordnet ist und
den Hohlwellenmotor 12 von der
Steuereinrichtung 4 trennt. An der anderen Seite wird der Hohlwellenmotor 12 ebenfalls durch eine Platte 28 abgeschlossen,
in die die Schrauben 17 zur Befestigung des Hohlwellenmotors 12 eingeschraubt sind.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Hohlwellenmotor 12 im Bereich des Rohrendes angeordnet, das durch die Montageplatte
5 abgeschlossen ist. Die Spindel 13 erstreckt sich durch die Hohlwelle 19 und ist über ein Verbindungsstück
29 mit der Hohlwelle 19 so verbunden, dass die Spindel mit der Hohlwelle 19 mitdreht.
Das Schubrohr 14 ist an einem Ende mit einer Mutter 30 versehen und ist auf die Spindel 13 aufgeschraubt.
Das andere Ende des Schubrohres 14 ist am anderen Ende durch eine Schraube 30 an einer Platte 31 befestigt.
Die Platte 31 ist mittels Schrauben 32 gegen einen Seegerring 33 gezogen, der im Aussenrohr 2 angeordnet
ist. Die Schrauben 32 sind in der Montageplatte 5 angeordnet, die das Aussenrohr 2 abschliesst.
Das Innen- und Aussenrohr 1,2 haben einen viereckigen Querschnitt. Dadurch kann das Verdrehen der Rohre
gegeneinander verhindert werden. Um eine einwandfreie Führung der Rohre sicherzustellen, sind im Bereich des
offenen Endes des Innen- und Aussenrohres 1,2 Führungsorgane 34 angeordnet.
Das Führungsorgan 34 ist in Fig. 3 dargestellt. Das Führungsorgan 34 hat einen Lagerzapfen 35 und einen
knopfähnlichen Teil 36 mit einer gewölbten Oberfläche. Ist das Führungsorgan 34 im Innenrohr 1 montiert (Fig. 3),
so ist der Lagerzapfen 35 in der Wandung des Innenrohres eingesetzt und der knopfähnliche Teil 36 liegt mit der gewölbten
Oberfläche an der Innenseite der Wandung des Aussenrohres 2 an. Ist das Führungsorgan 34 im Aussenrohr
2 montiert, so ist der Lagerzapfen 35 in der Wandung des Aussenrohres 2 angeordnet und der knopfähnliche Teil 36
liegt mit der gewölbten Oberfläche an der Aussenseite des
-Y-i
Innenrohres 1 an. Zwischen der Wandung und dem knopf ähnlichen Teil 36 ist ein Federring 37 angeordnet, um das Führungsorgan
34 gegen die Wandung des anderen Rohres 1 oder 2 elastisch vorzuspannen. Wie Figur 4 zeigt, sind in jeder
Wand des Innen- bzw. Aussenrohres 1,2 jeweils zwei Führungsorgane 34 vorgesehen. Die Führungsorgane 34 sind
jeweils im Bereich einer Ecke des Innen- bzw. Aussenrohres 1,2 angeordnet, wodurch sich eine genaue punktförmige
Führung des Innen- und Aussenrohres 1,2 ergibt. Diese punktförmige Führung hat den Vorteil, dass eine sehr geringe
Reibung auftritt. Diese Führungsorgane 34 bestehen aus Kunststoff, z.B. Teflon. Diese Führung erlaubt eine
einwandfreie Funktion des Hohlwellenmotors auch bei exzentrischer Belastung, weil die mögliche Verkantung des
Schubrohres in den zulässigen Grenzen liegt.
Um eine Verstellung der Teleskopsäule bei abgeschaltetem Hohlwellenmotor 12 zu verhindern, ist eine
Hemmvorrichtung 51 vorgesehen. Die Hemmeinrichtung enthält eine Hülse, die auf der Hohlwelle 19 angeordnet ist. Auf
dieser Hülse ist ein Zahnkranz und eine mit diesem zusammenwirkende Feder angeordnet. Die Hemmvorrichtung enthält
ferner eine Klinke, die an einer Haltestange 43 beweglich angeordnet ist. Zwischen der Hülse und der Hohlwelle 19
ist eine Filzeinlage angeordnet. Tritt die Hemmeinrichtung in Funktion, wird durch die Klinke der Zahnkranz verriegelt
und folglich die Feder gespannt. Dadurch wird die Hülse zusammengedrückt und gegen die Hohlwelle gedrückt. Die
dadurch erzeugte Reibung bewirkt den Stillstand der Hohlwelle.
Die Profilform von Innen- und Aussenrohr, welche vorzugsweise aus Aluminium bestehen, können der jeweiligen
Verwendung angepasst sein. Das im Ausführungsbeispiel gezeigte quadratische Profil (Fig. 4) stellt eine verdrehungsfreie
Führung bei optimaler Raumausnutzung dar. In den Eckbereichen, die vom runden Motorquerschnitt nicht
ausgefüllt werden, ist Raum für weitere, innerhalb des
BAD ORJGfNAL
Innenrohres vorgesehene Einrichtungen, wie in Fig. 4 schematisch angedeutet ist. In dieser Figur ist insbesondere
zwei in gegenüberliegenden Eckbereichen angeordnete Gasdruckfedern 52 angedeutet, die sich zwischen den Enden
von Innen- und Aussenrohr erstrecken können, um einen Teil der Gewichtsbelastung aufzunehmen, so dass damit die
Hubleistung der Teleskopsäule bei gleichem Motor erhöht wird. Dies ist insbesondere beim Einbau der Teleskopsäule
als Fuss für ein Möbel von Vorteil, dessen beweglicher Teil ein relativ hohes, aber fest bleibendes Gewicht aufweist,
wie diese etwa bei Computerbedienungstischen der Fall sein kann.
Ferner können in diesem Bereich die Fühler für einen Messaufnehmer, wie z.B. ein lineares Potentiometer
oder eine optische Abtastvorrichtung an sich bekannter Art, untergebracht sein.
Für eine Teleskopsäule, die in sich verdrehbar sein soll, wie etwa für heb- und senkbare Drehstühle, werden
kreisrunde Profile gewählt (nicht dargestellt). Der Hohlwellenmotor 12 ist in diesem Fall konzentrisch zur
Profilachse angeordnet. Damit kann sich bei relativer Verdrehung von Innen- und Aussenrohr das Schubrohr 14 auf
der Spindel 13 drehen. Die Verdrehung ist demzufolge mit einem geringfügigen Hub bzw. einer Absenkung verbunden,
die jedoch wegen der kleinen Ganghöhe praktisch nicht ins Gewicht fällt.
Die Steuereinrichtung 4 enthält zwei Endschalter 40,41, einen Halteteil 42 für die Endschalter, mindestens
zwei Haltestangen 43 und eine Abschlussplatte 44. Die HaI-testangen
43 sind an einem Ende in der Platte 27 und am anderen Ende in der Abschlussplatte 44 verankert. Der Halteteil
42 ist an den Haltestangen 43 befestigt.
Der Endschalter 4 0 schaltet den Motor 12 ab, wenn die Teleskopsäule ausgefahren ist, und der Endschalter
41 schaltet den Motor 12 ab, wenn die Teleskopsäule eingefahren ist. Der Betätigungshebel des Endschalters 40
BAD ORIGINAL
liegt an der Mantelfläche des Schubrohres 14 an, so dass der Hebel betätigt wird, wenn das Ende des Schubrohres
14 die Stellung des Endschalters 40 überfährt. Der andere Endschalter 41 wird durch einen Stössel 45 betätigt, der
im Halteteil 42 beweglich angeordnet ist. Der Stössel 45 wird mittels einer Feder 46 in eine Stellung vorgespannt,
so dass der Endschalter 41 im allgemeinen nicht betätigt ist. Dieser Endschalter 41 schaltet den Motor 12 ab, wenn
der Stössel 45 beim Einfahren der Teleskopsäule an einen
Anschlag 47 anstösst, der am Schubrohr 14 befestigt ist.
Die in Figur 1 dargestellte Steuereinheit 9 ist eine pneumatische Einrichtung, die zwei elektrische Schaltglieder
(nicht dargestellt) betätigen. Diese Schaltglieder sind Teil der Steuereinrichtung 4 und folglich im Innenrohr
1 befestigt. Die Schaltglieder steuern den Hohlwellenmotor 12 und sind gegenseitig mechanisch verriegelt. Eine
Steuereinheit dieser Art ist in der CH-PS Nr. 59 0 548 ausführlich beschrieben. Weil die Steuereinrichtung 4 vollständig
im Innenrohr 1 angeordnet ist, sind die Endschalter 40, 41 und die Schaltglieder von aussen nicht zugänglich,
wodurch eine Störung ihrer Funktion durch äussere Einflüsse verhindert wird.
Die beschriebene Teleskopsäule ist insbesondere als Fuss für höhenverstellbare Möbel mit Vorteil zu verwenden,
weil dabei in der Regel nur geringe minimale Bauhöhen beachtet werden müssen. Die kann dabei nicht nur
die Rolle eines Antriebs übernehmen, sondern ist als tragender Fuss geeignet, wobei auch bei exzentrischer Belastung
die Hubfunktion nicht beeinträchtigt ist.
BAD ORIGfNAL
Claims (12)
1. Teleskopsäule mit elektromotorischem Antrieb (3) , mit mindestens einem Innenrohr (1) sowie einem an
dessen Aussenfläche verschiebbar geführten Aussenrohr (2), wobei der elektromotorische Antrieb als Schub- und Zugantrieb
ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schub- und Zugantrieb (3) als im Innenrohr angeordneter
Hohlwellenmotor (12) ausgestaltet ist, dessen angetriebene Hohlwelle (19) achsparallel zum Innenrohr (1) durch den
Motor (12) hindurch verläuft und mit einem linear darin verschiebbaren Schubrohr (14) antriebsverbunden ist, wobei
das Schubrohr (14) mit dem Aussenrohr (2) verbunden ist und bei abgesenkter Säule innerhalb des Motors (12) liegt,
so dass die minimale Säulenhöhe sowie der Hub im wesentlichen der Höhe des Antriebs entspricht.
2. Teleskopsäule nach Anspruch 1, wobei der Hohlwellenmotor (12) einen aussenliegenden Stator (15) mit
eingegossenen Lagern (20) und einen darin gelagerten, mit der Hohlwelle (13) verbundenen Rotor (18) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass das Innenrohr (1) als tragendes Gehäuse für den Hohlwellenmotor (12) ausgebildet ist und
mindestens der Stator (15) drehfest und axial unverschiebbar mit dem Innenrohr (1) verbunden ist.
3. Teleskopsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Steuereinrichtung (4) , die mindestens
Endschalter (40,41) zur Festlegung der beiden Endlagen der Säule besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung
(4) vollständig innerhalb des Innenrohres (1) angeordnet ist und die Endschalter (21,22) über das Schubrohr
(14) betätigbar sind.
4. Teleskopsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aaä Innen- und
das Aussenrohr (1,2) je an dem mit dem jeweils anderen Rohr in Eingriff stehenden Ende Führungsorgane (34) für
die gleitende Lagerung an der Aussenrohrinnenfläche bzw. Innenrohraussenflache aufweist, wobei die Führungsorgane
(34) als im wesentlichen punktförmig wirkende, über den jweiligen Umfang verteilte und gegen die Lagerfläche
elastisch vorgespannte Lagerzapfen (35) , vorzugsweise Kunststoff, ausgebildet sind.
5. Teleskopsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innen- und
das Aussenrohr (1,2) verdrehfest ineinandergreifende Profile
aufweisen, wobei die Profilform des Innenrohres so gewählt ist, dass zwischen der Motoraussenseite und dem
Rohrinnenquerschnitt mindestens ein sich im wesentlichen
über die Höhe des Antriebes (3) erstreckender kanalförmiger Raum gebildet wird (Fig. 4).
6. Teleskopsäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalförmige Raum eine mit dem Innenrohr
und dem Aussenrohr verbundene Gasdruckfeder (52) zur Unterstürzung
des Antriebs beim Ausfahren der Säule vorgesehen ist.
7. Teleskopsäule nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Innenrohres ein Messaufnehmer zur Aufnahme der relativen
Lage von Innen- und Aussenrohr vorgesehen ist, der mit einem ebenfalls im Innenrohr angeordneten Steuerteil für
den Motor verbunden ist.
8. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innen- und das
Aussenrohr (1,2) im wesentlichen kreisförmige Profile aufweisen und der Hohlwellenmotor koaxial angeordnet ist,
derart, dass das Innen- und das Aussenrohr gegeneinander verdrahbar sind.
9. Teleskopsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle des
Motors mit einer Rücklaufhemmung (50,51) verbunden ist.
10. Verwendung der Teleskopsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche als höhenverstellbarer Fuss eines
- 3 Möbels.
11. Verwendung nach Anspruch 10 als höhenverstellbarer Fuss eines Möbels, bei welchem am verstellbaren
Möbelteil eine elektrische Zuleitung und/oder eine Steuereinheit ( 9 ) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Teleskopsäule mit dem Innenrohr (1) gegen diesen Teil montiert ist.
12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit für die Steuereinrichtung (4) am verstellbaren Möbelteil angeordnet sind.
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