DE3505842C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teleskopsäule, insbesondere für einen höhenverstellbaren Möbelfuß gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Aus dem französischen Patent 7 04 747 ist ein als Tele­ skopsäule ausgebildeter Wagenheber bekannt, dessen in einem Außenrohr verdrehfest verschiebbar geführtes Innen­ rohr einen elektrischen Zug- und Schubantrieb enthält. Der Antrieb umfaßt einen Elektromotor, der über ein an ihn angeflanschtes Planetengetriebe eine in dem Getrie­ begehäuse drehbar, jedoch axial fest gelagerte Antriebs­ spindel treibt. Die von dem Planetengetriebe axial ab­ stehende Antriebsspindel greift in ein von dem Außenrohr abstehendes Schubrohr ein, welches an seinem Ende eine Spindelmutter trägt.

Bei der bekannten Teleskopsäule trägt die Antriebsspindel den Planetenradträger, während auf der Welle des Motors das mit den Planetenrädern des Planetengetriebes kämmende Sonnenrad sitzt. Hierdurch ergibt sich eine, verglichen mit dem maximalen Hub der Teleskopsäule, große Baulänge bzw. Säulenhöhe. Darüber hinaus vergrößert das Planeten­ getriebe die Querabmessungen der Teleskopsäule.

Aus der Schweizer Zeitschrift "Technische Rundschau", Nr. 34, vom 22. August 1978, Seiten 17 bis 19 ist ein elektrischer Linearantrieb bekannt, der in einem rohr­ förmigen, zylindrischen Gehäuse einen Hohlwellen-Elektro­ motor enthält. Die Hohlwelle des Motors erstreckt sich gleichachsig zu dem Gehäuse durch den Motor hindurch und umschließt eine drehfest mit ihr verbundene Antriebs­ spindel, die über eine Spindelmutter ein an dem Gehäuse verschiebbar geführtes Schubrohr antreibt. Das die An­ triebsspindel umschließende Schubrohr trägt außerhalb des Gehäuses einen Anschlußkopf und greift in eingezoge­ nem Zustand in die Hohlwelle des Motors ein. Ein solcher Linearantrieb hat zwar verglichen mit seiner Baulänge einen großen Hub, der im wesentlichen der Höhe des An­ triebs entspricht, doch ist insbesondere bei der Ver­ wendung als höhenverstellbarer Möbelfuß störend, daß sich sein äußeres Erscheinungsbild abhängig von der Aus­ schublänge ändert. Weiterhin kann der bekannte Linearan­ trieb keine auf seine Anschlußköpfe quer zur Längsachse wirkende, zum Beispiel exzentrisch angreifenden Kräften resultierende Momente aufnehmen, was für eine Vielzahl Anwendungsfälle, beispielsweise bei Möbelfüßen, er­ wünscht ist, und die Anschlußköpfe des bekannten Linear­ antriebs sind um die Längsachse gegeneinander verdreh­ bar, was vielfach ebenso unerwünscht ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Teleskopsäule der gat­ tungsgemäßen Art so zu verbessern, daß sie bei möglichst kleiner Säulenhöhe einen möglichst großen Hub hat, wobei sie trotz möglichst schlanker Gestalt auch bei exzentri­ scher Belastung verstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäß für den Zug- und Schubantrieb vorge­ sehene Hohlwellenmotor ermöglicht bei vergleichsweise ge­ ringer Säulenhöhe einen Hub, der im wesentlichen der Höhe des Antriebs entspricht. Das Innenrohr und das Außenrohr werden aufgrund ihres viereckigen Grundquerschnitts über elastische Führungsorgane verdrehfest, jedoch längsver­ schiebbar aneinander geführt. Die elastischen Führungs­ organe sind jeweils an dem im Eingriff mit dem jeweils anderen Rohr stehenden Ende des Innenrohrs bzw. des Außenrohrs im Bereich von dessen Ecken vorgesehen und übertragen nicht nur die bei exzentrischer Belastung der Teleskopsäule auftretenden Querkräfte, sondern gleichen auch Abmessungstoleranzen und Geometriefehler des Innen­ rohrs und des Außenrohrs aus. Der zwischen der Außenflä­ che des Motors und der Innenfläche des Innenrohrs vorge­ sehene kanalförmige Raum erlaubt es, zusätzliche Kon­ struktionselemente, wie zum Beispiel Kabel oder auch eine zur Hubkraftunterstützung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnete Gasdruckfeder unterzubringen, ohne die vergleichsweise schlanke Säulenform verbreitern zu müssen. Die Einbaurichtung der Teleskopsäule kann frei gewählt werden und wird vor allem durch die im Einzelfall günstigste Lage der elektrischen Anschlüsse und Steuer­ organe bestimmt.

Die erfindungsgemäße Teleskopsäule gewährleistet optimale Raumausnutzung, da die minimale Säulenhöhe und der Hub im wesentlichen der Höhe des Antriebs entspricht. Umgekehrt steht dadurch auch bei kleinen Säulenhöhen, wie zum Bei­ spiel bei der Verwendung der Säule als höhenverstellbarer Möbelfuß, beispielsweise eines Computer-Bedienungstisches oder eines Zahnarztstuhles usw., Raum für einen Motor ausreichender Stärke zur Verfügung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungs­ beispiels der Teleskopsäule,

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die Teleskopsäule,

Fig. 3 eine Detailansicht eines Lagerelements und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt die Teleskopsäule im wesentli­ chen ein Innenrohr 1 und ein Außenrohr 2 sowie eine An­ triebsvorrichtung 3 und eine Steuereinrichtung 4, die im Innenrohr 1 angeordnet und durch gestrichelte Linien an­ gedeutet sind. An einem Ende sind das Innen- und Außen­ rohr 1, 2 mit einer Montageplatte 5 mit Löchern 6 verse­ hen, deren Ausgestaltung der jeweiligen Anwendung ange­ paßt werden kann. Zum Anschließen der Teleskopsäule an eine Stromquelle ist eine Anschlußleitung 7 mit einem Stecker 8 vorgesehen. Die Steuerung der Teleskopsäule er­ folgt mit einer Steuereinheit 9, die über eine Leitung 10 mit der Steuereinrichtung 4 verbunden ist. Die Anschluß­ leitung 7 und die Leitung 10 sind an der am Innenrohr 1 befestigten Montageplatte 5 herausgeführt, so daß inner­ halb der Teleskopsäule keine flexiblen Anschlußorgane erforderlich sind und die Verdrahtung fest ausgeführt wer­ den kann. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel weist die Teleskopsäule ein obenliegendes Innenrohr 1 auf und die Antriebsvorrichtung 3 und die Steuerein­ richtung 4 sind mit diesem verschiebbar.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Antriebsvorrichtung ein Schub- und Zugantrieb und enthält einen Hohlwellen­ motor 12, eine Spindel 13 und ein Schubrohr 14. Der Hohl­ wellenmotor hat einen Stator 15, der drehfest und axial unverschiebbar mit dem Innenrohr 1 verbunden ist. Im Innen­ rohr 1 ist ein Seegerring 16 angeordnet, der als Anschlag­ organ 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 gela­ gert. Die Wickelköpfe 21 der Statorwicklung sind in Kunst­ stoff eingegossen und weisen an der Innenfläche einen Ab­ schnitt 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 24 a liegen diese Elemente 24 an einer Scheibe 25 an, die am Rotor 18 befestigt ist. Mit einer zweiten Anlagefläche 24 b 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 Zentrierele­ mente 26 angeordnet sind, die auf der Hohlwelle 19 auf­ liegen. Die Zentrierelemente 26 dienen zum Zentrieren der Elemente 24, welche die Hohlwelle 19 mit Spiel umgeben. Der Hohlwellenmotor 12 wird von einer Platte 27 abge­ schlossen, 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 abge­ schlossen, 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 Montage­ platte 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 aufge­ schraubt. Das andere Ende des Schubrohres 14 ist am ande­ ren Ende durch eine Schraube 30 an einer Platte 31 be­ festigt. Die Platte 31 ist mittels Schrauben 32 gegen einen Seegerring 33 gezogen, der im Außenrohr 2 angeord­ net ist. Die Schrauben 32 sind in der Montageplatte 5 an­ geordnet, die das Außenrohr 2 abschließt.

Das Innen- und Außenrohr 1, 2 haben einen vier­ eckigen 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 Führungsor­ gane 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 ge­ wölbten 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 Innenrohres 1 an. Zwischen der Wandung und dem knopfähnli­ chen Teil 36 ist ein Federring 37 angeordnet, um das Füh­ rungsorgan 34 gegen die Wandung des anderen Rohres 1 oder 2 elastisch vorzuspannen. Wie Fig. 4 zeigt, sind in je­ der Wand des Innen- bzw. Außenrohres 1, 2 jeweils zwei Führungsorgane 34 vorgesehen. Die Führungsorgane 34 sind jeweils im Bereich einer Ecke des Innen- bzw. Außenroh­ res 1, 2 angeordnet, wodurch sich eine genaue punktförmi­ ge Führung des Innen- und Außenrohres 1, 2 ergibt. Diese punktförmige Führung hat den Vorteil, daß eine sehr ge­ ringe Reibung auftritt. Diese Führungsorgane 34 bestehen aus Kunststoff, z. B. Teflon. Diese Führung erlaubt eine einwandfreie Funktion des Hohlwellenmotors auch bei ex­ zentrischer Belastung, weil die mögliche Verkantung des Schubrohres in den zulässigen Grenzen liegt.

Um eine Verstellung der Teleskopsäule bei ab­ geschaltetem 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 zusam­ menwirkende 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 verrie­ gelt und folglich die Feder gespannt. Dadurch wird die Hül­ se zusammengedrückt und gegen die Hohlwelle gedrückt. Die dadurch erzeugte Reibung bewirkt den Stillstand der Hohl­ welle.

Die Profilform von Innen- und Außenrohr, welche vorzugsweise aus Aluminium bestehen, können der jeweili­ gen Verwendung angepaßt sein. Das im Ausführungsbeispiel ge­ zeigte quadratische Profil (Fig. 4) stellt eine verdre­ hungsfreie Führung bei optimaler Raumausnutzung dar. In den Eckbereichen, die vom runden Motorquerschnitt nicht ausgefüllt werden, ist Raum für weitere, innerhalb des Innenrohres vorgesehene Einrichtungen, wie in Fig. 4 sche­ matisch angedeutet ist. In dieser Figur ist insbesondere zwei in gegenüberliegenden Eckbereichen angeordnete Gas­ druckfedern 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 auf­ weist, wie diese etwa bei Computerbedienungstischen der Fall sein kann.

Ferner können in diesem Bereich die Fühler für einen Meßaufnehmer, wie z. B. ein lineares Poten­ tiometer oder eine optische Abtastvorrichtung an sich be­ kannter Art, untergebracht sein.

Für eine Teleskopsäule, die in sich verdrehbar sein soll, wie etwa für heb- und senkbare Drehstühle, wer­ den kreisrunde Profile gewählt (nicht dargestellt). Der Hohlwellenmotor 12 ist in diesem Fall konzentrisch zur Profilachse angeordnet. Damit kann sich bei relativer Ver­ drehung 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 Hal­ testangen 43 sind an einem Ende in der Platte 27 und am anderen Ende in der Abschlußplatte 44 verankert. Der Hal­ teteil 42 ist an den Haltestangen 43 befestigt.

Der Endschalter 40 schaltet den Motor 12 ab, wenn die Teleskopsäule ausgefahren ist, und der Endschal­ ter 41 schaltet den Motor 12 ab, wenn die Teleskopsäule eingefahren ist. Der Betätigungshebel des Endschalters 40 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 Fig. 1 dargestellte Steuereinheit 9 ist eine pneumatische Einrichtung, die zwei elektrische Schalt­ glieder (nicht dargestellt) betätigen. Diese Schaltglieder sind Teil der Steuereinrichtung 4 und foglich im Innen­ rohr 1 befestigt. Die Schaltglieder steuern den Hohlwellen­ motor 12 und sind gegenseitig mechanisch verriegelt. Eine Steuereinheit dieser Art ist in der CH-PS 5 90 548 aus­ führlich beschrieben. Weil die Steuereinrichtung 4 voll­ ständig im Innenrohr 1 angeordnet ist, sind die Endschal­ ter 40, 41 und die Schaltglieder von außen nicht zugäng­ lich, wodurch eine Störung ihrer Funktion durch äußere Einflüsse verhindert wird.

Die beschriebene Teleskopsäule ist insbesondere als Fuß für höhenverstellbare Möbel mit Vorteil zu ver­ wenden, weil dabei in der Regel nur geringe minimale Bau­ höhen beachtet werden müssen. Sie kann dabei nicht nur die Rolle eines Antriebs übernehmen, sondern ist als tra­ gender Fuß geeignet, wobei auch bei exzentrischer Bela­ stung die Hubfunktion nicht beeinträchtigt ist.

Claims (7)

1. Teleskopsäule, insbesondere für einen höhenverstell­ baren Möbelfuß, mit einem Außenrohr, einem in dem Außenrohr verdrehfest verschiebbar geführten Innenrohr und einem in dem Innenrohr angeordneten Zug- und Schubantrieb, welcher einen Elektromotor aufweist, dessen Welle mit einer Antriebsspindel verbunden ist, die über eine Spindelmutter in Antriebsverbindung mit einem mit dem Außenrohr verbundenen Schubrohr steht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor als an sich bekannter Hohlwellenmotor (12) ausgebildet ist, dessen Hohlwelle (19) achsparal­ lel zum Innenrohr (1) durch den Motor (12) hindurch verläuft und das Schubrohr (14) aufnimmt, welches bei in das Außenrohr (2) hinein abgesenktem Innenrohr (1) innerhalb des Motors (12) liegt,
daß das Innenrohr (1) und das Außenrohr (2) vierecki­ gen Grundquerschnitt haben und an ihrem mit dem ande­ ren Rohr (2 bzw. 1) jeweils in Eingriff stehenden Ende über dessen Umfang verteilte elastisch vorgespannte Führungsorgane (34) tragen, die die Außenflächen des Innenrohrs (1) im Bereich von dessen Ecken an den Innenflächen des Außenrohrs (2) gleitbar führen.

2. Teleskopsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane als im weentlichen punktförmig wirkende, elastisch gegen ihre Auflagefläche von dem Innen- bzw. Außenrohr (1 bzw. 2) vorgespannte Lager­ zapfen (34) ausgebildet sind.

3. Teleskopsäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilform des Innenrohrs (1) so gewählt ist, daß zwischen Außenfläche des Mo­ tors (12) und Innenfläche des Innenrohrs (1) wenig­ stens ein im wesentlichen über die Höhe des Antriebs (3) sich erstreckender kanalförmiger Raum gebildet ist.

4. Teleskopsäule nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem kanalförmigen Raum zur Unterstüt­ zung des Antriebs (3) beim Ausfahren der Teleskopsäule eine mit dem Innenrohr (1) und dem Außenrohr (2) ver­ bundene Gasdruckfeder (52) vorgesehen ist.

5. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der beiden Endlagen der Teleskopsäule eine vollständig innerhalb des Innenrohrs (1) angeordnete Steuereinrichtung (4) vorgesehen ist, deren zwei Endschalter (40, 41) in an sich bekannter Weise über das Schubrohr (14) betätig­ bar sind.

6. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß innerhalb des Innenrohrs (1) ein Meßaufnehmer zur Aufnahme der relativen Lage von Innen- und Außenrohr (1 bzw. 2) vorgesehen ist, der mit einer ebenfalls im Innenrohr (1) angeordneten Steuerung für den Motor verbunden ist.

7. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (34) aus Kunststoff bestehen.