WO2018138220A1 - Linearantrieb und verfahren zum montieren eines solchen linearantriebes - Google Patents

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WO2018138220A1
WO2018138220A1 PCT/EP2018/051882 EP2018051882W WO2018138220A1 WO 2018138220 A1 WO2018138220 A1 WO 2018138220A1 EP 2018051882 W EP2018051882 W EP 2018051882W WO 2018138220 A1 WO2018138220 A1 WO 2018138220A1
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WO
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bottom plate
gear
rack
drive unit
linear drive
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Application number
PCT/EP2018/051882
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English (en)
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Inventor
Georg Bamberger
Stephan GRÜNIGER
Urs Niederhauser
Original Assignee
Belimo Holding Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/53Mechanical actuating means with toothed gearing
    • F16K31/54Mechanical actuating means with toothed gearing with pinion and rack
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/14Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre
    • F24F13/1426Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre characterised by actuating means
    • F24F2013/1446Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre characterised by actuating means with gearings

Definitions

  • the present invention relates in particular to the field of HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), which is also referred to in the English language as HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), but could also be offered on other premises , on which mechanical devices must be adjusted linearly, be applied.
  • HVAC Heating, Ventilation, Air Conditioning
  • the invention relates to a linear drive for the linear actuation of an air conditioning unit according to the preamble of claim 1. It further relates to a method for mounting such a linear drive.
  • Document DE 3442409 A 1 describes a motor driven valve actuator having an electric drive motor with a drive shaft for providing an actuation torque, an output member for actuating a valve coupled thereto and a first or second position insertable between the input shaft and the output member gear member with first means for producing a drive connection between the shaft and driven element, when the gear element is inserted in its first position, and second means for decoupling the output element from the drive shaft when the gear element is inserted in its second position, so that in this case the output element by means of a Driving force source is driven from the outside of the actuator ago.
  • the document WO 20060241 83 A 1 discloses an actuator for the linear actuation of a device is longitudinally displaceable by means of an under implementation of the torque ei ⁇ nes motor-driven pinion Tangentialstange, and in particular for a flap or a valve in the field of heating, ventilation, air ( HVAC), fire and smoke protection, with a customizable, slidable in its axial direction standard threaded rod is secured against rotation in the actuator, the pinion with at least one freely rotatably mounted drive wheel is in positive engagement, and a resilient and / or adjustable An horrorgan is formed, which causes a backlash combing drive wheels and standard threaded rod.
  • HVAC heating, ventilation, air
  • the document WO 200501 738 1 A2 describes a linear drive with a motor, a gear part and an output side spur gear, which transmits the generated torque to a linearly moved rack.
  • the document WO 201 6096275 A shows a space-saving device in which a drive unit for coupling to a ventilation flap rotatable about an axis is pushed laterally into a clamp-like holder, wherein a stored in the drive unit, driven gear is coupled via a Hirth serration axially with the flap axis.
  • the inventive linear drive for the linear actuation of a comparativelytechni ⁇ rule unit includes a separate drive unit with a first axis of rotation defining gear part and a provided with mounting holes floor plate in which extending in a longitudinal direction of the rack in the plate plane in the longitudinal direction is displaceably mounted, and in a together quantitative ⁇ installed state of the linear drive is connected to a in the base plate about a second axis of rotation rotatably supported gear, wherein the drive unit with the base plate being connectable to the transmission part upon activation of the drive unit, the gear in the bottom plate in a rotary movement and thus the rack moves in a linear motion.
  • the linear drive is characterized in that, in order to produce a mechanical operative connection between the gear part and the toothed rack, the drive unit can be snap-latched onto the bottom plate.
  • the gear wheel has an axially outstanding from a plane of rotation of the tooth ⁇ rads connecting element, via which the gear is connected to the gear part of the drive unit, wherein the drive unit is snapped onto the bottom plate to produce the engagement between the gear and rack.
  • the drive unit or the gear part and the gear part of the drive unit are connected factory ge ⁇ provides, so that a complicated setting of the drive unit can be avoided when mounting the linear drive.
  • the gear teeth which have a tapering towards the bottom plate profile. In a snapping the Antriebsein ⁇ integrated on the base plate in the axial direction with the teeth offer will tert tapered profile has the advantage that the engagement of the gear with the rack facilitated.
  • the rack has teeth which have a tapering away from the bottom plate profile.
  • the gear part has a recess into which the connecting element is inserted.
  • the connecting element is inserted positively and / or non-positively into the recess.
  • the Verbin ⁇ -making element may be formed columnar or pillar-like manner in particular, which facilitates the insertion into the recess of the transmission part.
  • the connecting element may have at least one latching arm extending from the plane of rotation of the gearwheel to the gearbox part, via which the connecting element is latched into the recess.
  • the connecting element may have two or four latching arms, which are advantageously arranged in pairs opposite one another.
  • the toothed wheel ⁇ and the drive unit are supplied connected, wherein the at least one latching arm allows a simple factory connection of the gear and the gear part.
  • the gear and the drive unit are supplied separately, wherein before the snapping of the drive unit on the bottom plate, the gear is connected to the transmission part.
  • the at least one latching arm allows a simple connection between the gear part and the gear even when mounted on site. In this variant, a complex alignment of the drive unit can be avoided during assembly of the linear drive, since the gear is connected before snapping the drive unit to the bottom plate to the transmission part.
  • the bottom plate on a guide element which guides the gear relative to the bottom plate when the drive unit is snapped onto the bottom plate.
  • the guide element extends from the bottom plate in the axial direction to the drive unit, wherein an axial axis of the guide element is aligned with the second axis of rotation and the gear has a recess for receiving the guide element.
  • the guide element can form a bearing for the toothed wheel, in particular in the assembled state of the linear drive, about which the toothed wheel is rotatable.
  • the guide element is integrally formed on the bottom plate.
  • the guide element comprises a recess in the bottom plate, in which a projection of the gear can engage.
  • An axial axis the recess of the bottom plate can be aligned with the second axis of rotation, so that the recess can form a bearing for the gear, in which the gear is rotatable.
  • the recess may also be designed as a recess in a variant.
  • the connecting element and the gear part are positively connected to each other with respect to a horizontal direction. In the axial direction, the connecting element can be connected to the gear part by at least one latching arm or by a separate holding device, eg a spring clip.
  • the linear drive is characterized in that the drive unit for producing a mechanical connection between the gear part and gear is snapped latching onto the bottom plate.
  • a linear drive for the linear actuation of an air-conditioning unit, comprising a separate drive unit with a gear part defining a first rotation axis and a base plate provided with mounting holes in which a rack extending in a longitudinal direction in the plane of the plate Is mounted displaceably in the longitudinal direction and is in the assembled state with a rotatably mounted in the bottom plate about a second axis of rotation gear in which the drive unit with the bottom plate is connectable such that the gear unit upon activation of the drive unit, the gear in the bottom plate in a Rotational movement and thus the rack in a linear movement, characterized in that for the production of a mechanical connection between the gear part and gear, the drive unit is snapped latching onto the bottom plate.
  • the separation of the bottom plate from the drive unit and the simple connection of the two parts have the following advantage: During assembly, the bottom plate with the rack mounted therein can be easily attached and attached to the device to be adjusted by means of the mounting holes provided in the bottom plate the local conditions are adjusted. If the assembly of the base plate, the connection of the rack with the device to be adjusted and the adjustment of the adjustment performed, the drive unit can be snapped in a simple process with automatic production of the mechanical drive connection to the bottom plate.
  • an embodiment of the linear drive according to the invention is characterized in that in the engaged state of the drive unit, the first and second rotation axis are aligned.
  • a serration can be provided in this case for transmitting the torque between the gear part and the gear.
  • the serration can be radially engaged.
  • the coupling becomes particularly simple if the serration acts in the axial direction, in particular is a self-centering serration.
  • the bottom plate has at least one, extending from the bottom plate upwardly latching arm which holds the drive unit latching on the bottom plate when it is snapped onto the bottom plate.
  • Such elastically bendable latching arm allows easy assembly and disassembly of the drive unit without tools.
  • the stability of the connection between drive unit and bottom plate can be increased by arranging a plurality of latching arms on the periphery of the bottom plate at the edge.
  • the bottom plate designed as an injection molded part made of a plastic
  • the locking arms are integrally formed on the bottom plate.
  • a particularly stable connection between the drive unit and base plate in the area of the drive coupling can be achieved by arranging two latching arms opposite the longitudinal direction of the rack for the area of the gear part of the drive unit on the base plate.
  • the drive unit is placed between the two opposing locking arms on the bottom plate, the locking arms are first bent slightly outwards and then lock the drive unit outside engage and hold.
  • a further embodiment of the linear drive according to the invention is characterized in that the bottom plate has at least one upwardly extending from the bottom plate guide member which guides the drive unit relative to the bottom plate when that is snapped onto the bottom plate. This considerably facilitates the correct snapping on of the drive unit.
  • a further improvement of the guide results when two guide elements are provided, which are formed transversely to the longitudinal direction of the rack on opposite edges of the bottom plate and engage in laterally arranged on the drive unit indentations.
  • the two notches are part of a lateral constriction of the housing of the drive unit between the gear part and the drive part.
  • the two post or columnar guide elements can be integrally formed on the bottom plate.
  • Yet another embodiment of the linear drive according to the invention is characterized in that the bottom plate and drive unit are matched in size and shape to each other so that the snapped drive unit is practically supported in its entire width and length on the bottom plate.
  • This measure increases the mechanical stability of the linear drive in the mounted state, gives the drive a compact and pleasing appearance and counteracts contamination or damage to the drive.
  • the mounting means of the bottom plate screws
  • an adjustment of the bottom plate in its extension provides more space to almost completely absorb the rack in the retracted state in the bottom plate and thus to protect against damage.
  • a further embodiment of the linear drive according to the invention is characterized in that the rack has at one end a widened head, with which it protrudes from the bottom plate, and that the rack in the bottom plate between a first position in which they practically only with the head protrudes from the bottom plate, and a second position in which it protrudes from the bottom plate with a maximum length, is movable.
  • the structure is then simplified in that the second position is determined by a stop at the foot end of the rack and an inner stop on the bottom plate.
  • the first position can be determined by a stop at the head end of the rack and an outer stop on the bottom plate.
  • the stops on the bottom plate can be provided in a simple manner by the design of the bottom plate itself.
  • the stop element may be formed as a sliding block, which in a parallel to a rod guide of the rack in the bottom plate extending adjustment section can be fixed by plugging in the longitudinal direction.
  • the method according to the invention for mounting the linear drive according to the invention comprises the following steps:
  • the method is characterized in that the drive unit is snap-latched onto the base plate in order to operatively connect the drive unit to the rack.
  • the drive unit is provided with a toothed wheel, which is connected to the transmission part via an axially outstanding from the rotational plane of the gear connecting element, wherein the gear is engaged by the snapping of the drive unit to the bottom plate with the rack.
  • engagement of the toothed wheel with the toothed rack is achieved by displacing the toothed rack in the longitudinal direction over a range of the extent of a tooth of the toothed rack Supported gear or a tooth of the rack, the rack is stored for this purpose with a game in the bottom plate.
  • a backlash may be provided in the transmission member so that engagement of the gear with the rack is assisted by rotation of the gear over a range of extension of a tooth of the gear.
  • the engagement of the gear with the rack can be facilitated by teeth of the gear with a tapering towards the bottom plate profile. Alternatively or in addition, engagement by teeth of the rack may be facilitated with a profile tapering away from the bottom plate.
  • the gear when snapping the drive unit is guided on the bottom plate via a guide element relative to the bottom plate.
  • the guide element is received in a recess of the gear.
  • the guide element extends from the bottom plate in the axial direction to the drive unit, wherein an axial axis of the guide element is aligned with the second axis of rotation.
  • An advantageous embodiment of the method is characterized in that the bottom plate with the movable elements mounted in it gear and Rack is provided; and the drive unit is connected to the gear; wherein for connecting the drive unit with the gear, the drive unit is snapped onto the bottom plate latching.
  • this embodiment of the method for mounting the linear drive according to the invention comprises the following steps:
  • the rack is inserted into a rod guide provided in the bottom plate, and the toothed wheel is inserted into a recess provided in the bottom plate, in such a way that that the gear meshes with the rack.
  • This process can be performed at the factory. As a result, the rack is secured in the bottom plate.
  • An embodiment of the method according to the invention is characterized in that a travel range adjustment is provided on the bottom plate and that the travel range for the toothed rack is set before the drive unit is snapped on.
  • the travel range can be adjustable by means of a stop element which can be plugged into the travel range setting, wherein the travel range is set by attaching the stop element in a selected position.
  • Fig. 1 shows in a perspective view of an embodiment of a linear drive according to the invention wherein the drive unit and base plate are still separated, but can be connected by snapping the direction of the arrows;
  • Fig. 2 shows in a perspective top view of the bottom plate
  • FIG. 1 shows the bottom plate of Figure 2 in a perspective view from below.
  • Fig. 4 shows in several partial views (a) to (c) the complete linear drive of Fig. 1 with the maximum stroke set maximally moved out rack in the side view (a) and in plan view from above (b), and with retracted rack in the Top view from above (c);
  • Fig. 5a shows in a perspective view of another embodiment of a linear drive wherein drive unit and base plate are still separated, but can be connected to each other by snapping;
  • Fig. 5b shows in a perspective view, in turn another embodiment of a linear drive wherein the drive unit and base plate are still separated, but can be connected to each other by snapping;
  • Fig. 6 shows a sectional view of the linear drive of Figure 5a, wherein drive unit and base plate have been connected by snapping together.
  • Fig. 7 shows a sectional view of the linear drive of Fig. 5b, wherein drive unit and bottom plate have been connected by snapping together. WAYS TO THE EXHIBITION OF THE SUCCESS
  • Fig. 1 shows in a perspective view of an embodiment of a linear drive according to the invention.
  • the linear drive 1 00 comprises a separate drive unit 1 and a bottom plate 2, which receives the drive unit 1 latching and is designed for attachment of the linear drive 1 00 at the site.
  • Drive unit 1 and bottom plate 2 are still separated in Fig. 1, but ready to be mechanically connected by snapping in the direction of the two arrows.
  • the compact drive unit 1 has a closed elongated and flat housing 1 5, which comprises a round gear part 1 1 and an adjoining, predominantly square drive part 1 3.
  • a transmission part 1 1 is a about an axis of rotation 1 2 rotatably mounted gear part, z. B. in the form of a gear, is housed, which is driven by an accommodated in the drive part 1 3 electric motor and on the (not visible in Fig. 1) underside with means for mechanical coupling to a rotatably mounted in the bottom plate 2 gear 4 equipped is.
  • FIG Snapping on the bottom plate 2 over a large area on the bottom plate 2 is supported.
  • a plurality of mounting holes 29 a, 1 9 b and 29 c are distributed, with the aid of which the bottom plate 2 and thus the entire linear actuator 1 00 can be fixed in place stationary.
  • a circular recess 24 is formed, which receives a gear 4 for driving a rack 3.
  • the rack 3 is movably mounted in a rod guide 23 which is let into the base plate 2 in the longitudinal direction of the rod.
  • Rod guide 23 and recess 24 are coordinated so that the inserted into the recess 24 gear 4 with the teeth of the rack 3 engages (Fig. 2) and at the same time prevents the previously inserted into the rod guide 23 rack 3 out of the Bottom plate 2 can be pulled out or accidentally fall out.
  • the stability of the bottom plate 2 can be increased by molded ribs. Similar ribs can also be provided in the rack 3.
  • a total of six elements 2 1 ad and 22a, b responsible for snapping on the drive unit 1 are integrally formed on the bottom plate 2, which face each other in pairs on the longitudinal edges of the bottom plate 2.
  • the pair-forming elements 22a and 22b are the already mentioned guide elements, which - as can be seen in Fig.
  • the elements 2 1 a and 2 1 c are latching arms, which also form a pair and hold the drive unit 1 in the middle of the gear part 1 1 with integrally formed on the free ends latching lugs and fix (see Fig. 4). Another pair is formed by the latching arm 2 1 b and the obliquely opposite stop 2 1 d, which prevents dodging of the drive unit 1 from the latching arm 2 1 b.
  • a special device is the traversing range setting 25 arranged on the base plate 2 between the guide element 22b and the stop 2 1 d.
  • the rack 3 displaceably mounted in the base plate 2 can move between two extreme positions, namely a first position in which they are located - As shown in Fig. 4 (c) - is completely taken up in their widened head 33 in the bottom plate 2, and in a second position in which - as in Fig. 4 (b) - as far as possible protrudes from the bottom plate 2 (hub S).
  • the stop 28 formed on the bottom plate 2 and the counter-stop 32 formed on the toothed rack 3 behind the head 33 abut one another.
  • the second extreme position is determined by two stops, which are clearly visible in Fig. 3, namely formed on the bottom plate 2 stop 27 and the molded on the rear end of the rack 3 counter-stop 3 first
  • the travel range setting 25 makes it possible, in addition to the maximum travel range between the first and second position, to set a reduced travel range (stroke ⁇ S), which is determined by the first position and an adjustable intermediate position.
  • stroke ⁇ S reduced travel range
  • FIGS. 2 and 3- a stop element 253, which is adjustably arranged on the bottom plate 2 in the longitudinal direction of the toothed rack 3, is provided in the travel range setting 25, on which a stop 25 1 is formed (FIG. 2, FIG. 3).
  • the stop element 253 is preferably designed as a sliding block, which can be fixed in a direction parallel to the rod guide 23 of the rack 3 in the bottom plate 2 extending ruler-like adjustment portion 252 by plugging in the longitudinal direction.
  • the adjusting section 252 has a lateral toothing in the longitudinal direction, which engages with a not shown toothing in the groove of the sliding block 253 upon insertion. Since the toothing can be made very fine at the setting section 252, adjustment steps and thus changes in the travel range or stroke of less than 1 mm, for example 0.5 mm, are possible.
  • the full stroke S is available again. All this is possible without a drive movement by the drive unit.
  • the rack 3 disappears in the first, retracted position up to the head 33 almost completely in the bottom plate 2 and is thus protected against damage.
  • two connecting holes 33 1 and 332 are provided side by side, by means of which the rack 3 can be connected to the device to be actuated.
  • FIGS. 1-4 When snapping the drive unit 1 on the bottom plate 2 is automatically with a coupling device 41, a rotationally fixed connection between the gear in the transmission part 1 1 of the drive unit 1 and mounted in the bottom plate 2 gear 4 is made.
  • the axis of rotation are 1 2 and the axis of rotation of the gear 4.
  • a serration For transmitting the torque between the gear part 1 1 and the gear 4 is preferably provided as a coupling device 41 a serration.
  • this serration acts in the axial direction and is advantageously designed as a self-centering Hirth toothing, as is known from the aforementioned WO 201 6096275 A1.
  • the embodiments of FIGS. 1-4 can be characterized as follows:
  • Connection plate for a drive with linear motion which has a flat design, can be mounted with little effort and whose end stops can be adjusted without any drive movement. • Provided is a flat plastic plate with bolting and bearing options with an integrated setting option for the travel range.
  • a rack with stop ends can be inserted through a free space in a rod guide. After inserting the associated gear, the free space is occupied and the rack is moved in the guide up to the attacks and can not be pulled out. This can be done in particular at the factory. On the flat part of the bottom plate of the drive is opened and snapped.
  • the drive has a Hirth toothing, which engages self-centering.
  • the rack is connected to the application, eg. B. a flap. Then you pull the flap in an end position and fastened the plate.
  • the stroke can be limited and adjusted by means of a toothed sliding block.
  • the toothing gives the fineness of the stroke adjustment, e.g. to 0, 5mm exactly. Then only the drive is snapped; it needs no further fastening material.
  • Fig. 5a shows in a perspective view of another embodiment of a linear drive 1 00 'wherein drive unit 1' and bottom plate 2 'are still separated, but can be connected by snapping together in the direction of the vertical arrow.
  • the drive unit V is designed essentially analogously to the exemplary embodiments from FIGS.
  • the drive unit 1 ' has a gear part 11', which is already connected to the gear 4 'before the drive unit 1' is snapped onto the base plate 2 '.
  • the defined by the transmission part 1 1 'first axis of rotation 1 2' is shown schematically.
  • the gear 4 ' has a column or post-like connecting element 42', via which the gear 4 'to the transmission part 1 1' is connected.
  • the gear 4 ' has teeth 43', which have a to the bottom plate 2 'towards tapered profile.
  • the bottom plate 2 ' is likewise designed substantially analogous to the exemplary embodiments from FIGS. Difference to these embodiments before snapping the drive unit on the bottom plate no gear in the bottom plate is inserted.
  • the Bo ⁇ denplatte further includes a guide element 22 ', which in a recess (not visible in the figure) of the gear 4' can be inserted.
  • the connecting element 42 ' has four pairs of oppositely arranged latching arms 42 1' on (see also Fig. 6), by means of which the connecting element 42 'is engaged in a recess of the transmission part 1 1'.
  • the guide element 22 ' extends from the bottom plate 2' in the axial direction to the drive unit 1 'out.
  • the axial axis of the guide element 22 ' is aligned with the second axis of rotation 44' around which the gear 4 'is rotatably mounted in the assembled state of the linear drive 1 00' (see FIG. 6).
  • the guide element 22 ' is integrally formed on the Bo ⁇ denplatte 2' formed.
  • FIG. 5b shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a linear drive 1 00 "wherein the drive unit 1" and base plate 2 "are still separated, but can be connected to one another in the direction of the vertical arrow by snapping-in.
  • the gear 4 has a column-like or post-like connecting element 42" in the form of a square on which the gear wheel 4 "is connected to the gear plate 11" prior to snapping the drive unit 1 "onto the base plate 2"
  • the connecting element 42 also has a latching arm 42 1” via which the connecting element 42 “is locked in the axial direction into a recess of the gearbox part 1 1"
  • the transmission part 1 1 "with the rack 3" are mechanically operatively connected by the gear 4 "with the rack 3" is engaged.
  • the bottom plate 2 has a circular recess 24", in which a projection can engage, which is arranged on a bottom plate 2 "oriented towards the bottom side of the gear 4" (not visible in Fig. 5b, see Fig. 7).
  • the teeth 43 "in Fig. 5b do not have a tapered profile, but it will be apparent to those skilled in the art that the teeth 43" may be provided with a tapered profile as in the embodiment shown in Fig. 5a.
  • Fig. 6 shows a sectional view of the linear drive 1 00 'of Fig. 5a, wherein the drive unit 1' and the bottom plate 2 'have been connected by snapping together.
  • the first axis of rotation 1 2 'defined by the gear part 1 1' and the second axis of rotation 44 'about which the gear 4' is rotatably mounted, are aligned with one another and are shown schematically in the figure.
  • the connecting element 42 ' is engaged via the latching arms 42 1' in the recess 1 1 1 'of the gear part 1 1'.
  • the guide element 22 ' is received in the recess 422' of the gear 4 'and forms a bearing for the gear 4'.
  • the transmission part 1 1 'with the rack 3' operatively connected.
  • the teeth 43 'of the gear 4' have, as already described above, a tapering towards the bottom plate 2 'profile to the engagement of the gear 4' and the rack 3 'when snapping the drive unit 1' and the bottom plate 2 'to facilitate.
  • the teeth 34 'of the rack 3' may be away from the bottom plate have tapered profile.
  • the rack 3 ' is supported with a play in the bottom plate 2', so that the rack 3 'upon snapping the drive unit 1' on the bottom plate 2 'over a range of extension of a tooth 43' of the gear 4 'or a tooth 34' the rack 3 'can be moved to assist the engagement of the gear 4' with the rack 3 '.
  • Fig. 7 shows a sectional view of the linear actuator 1 00 “of FIG. 5b, where An ⁇ drive unit 1" and the bottom plate 2 'are connected to each other by snapping.
  • the gear 4 “horizontal form-fitting manner via the connecting member 42" in the form of a square with the transmission part 1 1 "connected.
  • the connection element 42 into a corresponding recess 1 1 1" of Ge ⁇ gear part is "incorporated.
  • the gear 4 also has a projection 45" with a circular profile, which engages in a circular recess 24 "of the bottom plate 2"
  • the recess may alternatively also be formed as a recess, as long as it is suitable to receive the projection 45 " ,
  • the axial axis of the circular recess 24 is aligned with the second axis of rotation of the gear 4", so that the recess 24 "forms a bearing for the gear 4", in which the gear 4 "is rotatable via the engagement of the gear 4" with the rack 3 "is the transmission part 1 1” mechanically connected to the rack 3 " ⁇ .
  • Connection plate for a drive with linear motion which is designed flat, can be mounted with little effort and the end stops are adjustable without drive movement.
  • a rack with stop ends can be inserted through a free space in a rod guide. After insertion, the rack can be moved in the guide to the stops. This can be done in particular at the factory. On the flat part of the bottom plate of the drive with the gear up and snapped.
  • the rack is connected to the application, e.g. a flap. Then you pull the flap in an end position and fastened the plate.
  • the stroke can be limited and adjusted by means of a toothed sliding block.
  • the toothing gives the fineness of the stroke adjustment, e.g. to 0, 5mm exactly. Then only the drive is snapped with the gear; it needs no further fastening material.
  • the plate is designed with integrated stops.
  • the stroke is adjustable without drive.
  • the connection of the gear to the transmission part can be done at the factory, so that the drive unit can be supplied with mounted gear.
  • the rack is integral with attacks, z. B. injected plastic formed.
  • the drive is self-centering, ie no alignment is necessary. Assembly is simplified and no time-consuming alignment of the drive with the application is necessary.
  • Coupling device for example, Hirth toothing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Eine Linearantrieb (100) für die lineare Betätigung einer klimatechnischen Einheit umfasst eine separate Antriebseinheit (1) mit einem eine erste Drehachse (12) definierenden Getriebeteil (11) und einer mit Montagelöchern versehenen Bodenplatte (2), in welcher eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Zahnstange (3) in der Plattenebene in der Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und in einem zusammengebauten Zustand des Linearantriebs (100) mit einem in der Bodenplatte (2) um eine zweite Drehachse drehbar gelagerten Zahnrad (4) in Eingriff steht, wobei die Antriebseinheit (1) mit der Bodenplatte (2 ) derart verbindbar ist, dass der Getriebeteil (11) bei Aktivierung der Antriebseinheit (1) das Zahnrad (4) in der Bodenplatte ( 2) in eine Drehbewegung und damit die Zahnstange (3 ) in eine lineare Bewegung versetzt. Eine vereinfachte Montage wird dadurch erreicht, dass zur Herstellung der mechanischen Wirkverbindung zwischen Getriebeteil (11) und Zahnstange (3 ) die Antriebseinheit (1) einrastend auf die Bodenplatte (2) aufschnappbar ist.

Description

Linearantrieb und Verfahren zum Montieren eines solchen Linearantriebes
TECH N ISCH ES GEBIET Die vorliegende Erfindung bezieht sich vor allem auf das Gebiet HLK ( Heizung, Lüftung, Klimatechnik), das im englischen Sprachgebrauch auch als HVAC ( Heating, Ventilation, Air Conditioning ) bezeichnet wird, könnte aber auch auf anderen Ge¬ bieten, auf denen mechanische Einrichtungen linear verstellt werden müssen, angewendet werden. Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb für die lineare Betäti- gung einer klimatechnischen Einheit gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines solchen Linearantriebes.
STAN D DER TECH N I K
Zur Verstellung von Ventilen, Luftklappen oder anderen Regeleinrichtungen auf dem HLK-Gebiet ist eine Vielzahl von Linearantrieben bekannt, bei denen die Dreh- bewegung eines Elektromotors mittels einen Kombination von Zahnrad (Stirnrad ) und Zahnstange in einer lineare Bewegung umgesetzt wird.
Die Druckschrift DE 3442409 A 1 beschreibt ein motorgetriebenes Ventil-Betätigungsglied mit einem Elektroantriebsmotor mit einer Antriebswelle zur Lieferung eines Betätigungs-Drehmoments, einem Abtriebselement zur Betätigung eines mit ihm gekoppelten Ventils und einem in einer ersten oder einer zweiten Stellung zwischen der Antriebswelle und dem Abtriebselement einsetzbaren Zahnradelement mit ersten Mitteln zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen Welle und Abtriebselement, wenn das Zahnradelement in seiner ersten Stellung eingesetzt ist, und zweiten Mitteln zum Entkoppeln des Abtriebselements von der Antriebswelle, wenn das Zahnradelement in seiner zweiten Stellung eingesetzt ist, so dass dabei das Abtriebselement mittels einer Antriebskraftquelle von der Außenseite des Betätigungsglieds her antreibbar ist.
Das Dokument WO 20060241 83 A 1 offenbart einen Stellantrieb für die lineare Betätigung einer Vorrichtung mittels einer unter Umsetzung des Drehmoments ei¬ nes motorisch angetriebenen Ritzels längsverschiebbaren Tangentialstange, insbe- sondere für eine Klappe oder für ein Ventil auf dem Gebiet Heizung-Lüftung-Klima ( HLK), Brand und Rauchschutz, wobei eine individuell ablängbare, in ihrer Axialrichtung verschiebbare Normgewindestange mit einem Radius verdrehgesichert im Stellantrieb gehaltert ist, das Ritzel mit wenigstens einem frei drehbar gelagerten Treibrad in formschlüssigem Eingriff steht, und ein federndes und/oder einstellba- res Andruckorgan ausgebildet ist, welches ein spielfreies Kämmen von Treibrädern und Normgewindestange bewirkt.
Die Druckschrift WO 200501 738 1 A2 beschreibt einen Linearantrieb mit einem Motor, einem Getriebeteil und einem ausgangsseitigen Stirnrad, welches das erzeugte Drehmoment auf eine linear bewegte Zahnstange überträgt. Die Druckschrift WO 201 6096275 A 1 zeigt andererseits eine platzsparende Vorrichtung, bei der eine Antriebseinheit zur Ankopplung an eine um einer Achse drehbare Lüftungsklappe seitlich in eine klammerartige Halterung eingeschoben wird, wobei ein in der Antriebseinheit gelagertes, angetriebenes Zahnrad über eine Hirthverzahnung axial mit der Klappenachse gekoppelt wird.
Bei den bekannten Linearantrieben, die komplett mit Zahnstangen oder Spindeln zur Umsetzung der Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung ausge- stattet sind, ist die Anpassung des Antriebs an die zu verstellende Einrichtung im jeweiligen Anwendungsfall mit Aufwand verbunden. Hierzu sind meist Anschläge an der Applikation oder an der Zahnstange mit Anschlagstiften, Zapfen oder Ähnlichem vorgesehen, die häufig mehrteilig ausgeführt sind und eine vorgegebene Lochteilung aufweisen, die z.B. 1 0mm betragen kann und damit eine Feineinstel- lung verunmöglicht. Insgesamt ergibt sich für derartige Antriebe eine aufwändige Montage.
DARSTELLU NG DER ERFI N DU NG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Linearantrieb zu schaffen, der die Nachteile bekannter Linearantriebe vermeidet und sich insbesondere durch eine vereinfachte Montage und Einstellbarkeit auszeichnet, sowie leicht an unterschiedliche Anwendungsfälle anpassbar ist.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Montage eines solchen Linearantriebes anzugeben .
Die Aufgaben werden durch einen Linearantrieb gemäss Anspruch 1 und ein Ver- fahren gemäss Anspruch 27 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemässe Linearantrieb für die lineare Betätigung einer klimatechni¬ schen Einheit umfasst eine separate Antriebseinheit mit einem eine erste Drehachse definierenden Getriebeteil und einer mit Montagelöchern versehenen Bodenplatte, in welcher eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Zahnstange in der Plattenebene in der Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und in einem zusammenge¬ bauten Zustand des Linearantriebs mit einem in der Bodenplatte um eine zweite Drehachse drehbar gelagerten Zahnrad in Eingriff steht, wobei die Antriebseinheit mit der Bodenplatte derart verbindbar ist, dass der Getriebeteil bei Aktivierung der Antriebseinheit das Zahnrad in der Bodenplatte in eine Drehbewegung und damit die Zahnstange in eine lineare Bewegung versetzt. Der Linearantrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer mechanischen Wirkverbindung zwischen Getriebeteil und Zahnstange die Antriebseinheit einrastend auf die Bodenplatte aufschnappbar ist. In einer Ausgestaltung weist das Zahnrad ein axial aus einer Drehebene des Zahn¬ rads hervorragendes Verbindungselement auf, über welches das Zahnrad mit dem Getriebeteil der Antriebseinheit verbunden ist, wobei zur Herstellung des Eingriffs zwischen Zahnrad und Zahnstange die Antriebseinheit einrastend auf die Bodenplatte aufschnappbar ist. Vorteilhafterweise können die Antriebseinheit bzw. der Getriebeteil und das Zahnrad als Teil der Antriebseinheit werkseitig verbunden ge¬ liefert werden, so dass bei der Montage des Linearantriebs ein aufwändiges Ausrichten der Antriebseinheit vermieden werden kann. In einer Ausgestaltung weist das Zahnrad Zähne auf, welche ein sich zur Bodenplatte hin verjüngendes Profil aufweisen. Bei einem Aufschnappen der Antriebsein¬ heit auf die Bodenplatte in axialer Richtung bieten Zähne mit dem sich verjüngenden Profil den Vorteil, dass das Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange erleich- tert wird.
Alternativ oder in Ergänzung weist die Zahnstange Zähne auf, welche ein sich von der Bodenplatte weg verjüngendes Profil aufweisen.
In einer Ausgestaltung weist der Getriebeteil eine Ausnehmung auf, in welche das Verbindungselement eingeführt ist. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement formschlüssig und/oder kraftschlüssig in die Ausnehmung eingeführt. Das Verbin¬ dungselement kann insbesondere säulen- oder pfostenartig ausgebildet sein, was das Einführen in die Ausnehmung des Getriebeteils erleichtert.
Das Verbindungselement kann dabei wenigstens einen sich von der Drehebene des Zahnrads zum Getriebeteil erstreckenden Rastarm aufweisen, über welchen das Verbindungselement in die Ausnehmung eingerastet ist. In Varianten kann das Verbindungselement zwei oder vier Rastarme aufweisen, welche vorteilhafterweise paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Mit Vorteil werden das Zahn¬ rad und die Antriebseinheit verbunden geliefert, wobei der wenigstens eine Rastarm eine einfache werkseitige Verbindung des Zahnrads und des Getriebeteils er- möglicht. Alternativ ist es denkbar, dass das Zahnrad und die Antriebseinheit separat geliefert werden, wobei vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte das Zahnrad mit dem Getriebeteil verbunden wird. Der wenigstens eine Rastarm ermöglicht auch bei einer Montage vor Ort eine einfache Verbindung zwischen Ge- triebeteil und Zahnrad. Auch bei dieser Variante kann eine aufwändige Ausrichtung der Antriebseinheit bei der Montage des Linearantriebs vermieden werden, da das Zahnrad vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte mit dem Getriebeteil verbunden wird.
In einer Ausgestaltung weist die Bodenplatte ein Führungselement auf, welches das Zahnrad relativ zur Bodenplatte führt, wenn die Antriebseinheit auf die Bodenplatte aufgeschnappt wird. Dadurch wird beim Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte eine korrekte Ausrichtung des Zahnrads bzw. das Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange erleichtert.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich das Führungselement von der Bodenplatte in axialer Richtung zur Antriebseinheit hin, wobei eine axiale Achse des Führungselements mit der zweiten Drehachse fluchtet und das Zahnrad eine Ausnehmung zur Aufnahme des Führungselements aufweist. Das Führungselement kann insbesondere im zusammengebauten Zustand des Linearantriebs eine Lagerung für das Zahnrad ausbilden, um welche das Zahnrad drehbar ist. Vorteilhafterweise ist das Führungselement einstückig an die Bodenplatte angeformt.
In einer Variante umfasst das Führungselement eine Ausnehmung in der Bodenplatte, in welche ein Vorsprung des Zahnrads eingreifen kann. Eine axiale Achse der Ausnehmung der Bodenplatte kann mit der zweiten Drehachse fluchten, so dass die Ausnehmung eine Lagerung für das Zahnrad ausbilden kann, in welcher das Zahnrad drehbar ist. Die Ausnehmung kann in einer Varianten auch als Vertiefung ausgebildet sein. In einer Ausgestaltung sind das Verbindungselement und der Getriebeteil bezüglich einer horizontalen Richtung formschlüssig miteinander verbunden. In axialer Richtung kann das Verbindungselement durch mindestens einen Rastarm oder durch eine separate Haltevorrichtung, z.B. einen Federclip, mit dem Getriebeteil verbunden sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Linearantrieb dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Getriebeteil und Zahnrad einrastend auf die Bodenplatte aufschnappbar ist.
Insbesondere wird in dieser Ausgestaltung ein Linearantrieb für die lineare Betätigung einer klimatechnischen Einheit bereitgestellt, umfassend eine separate An- triebseinheit mit einem eine erste Drehachse definierenden Getriebeteil und einer mit Montagelöchern versehenen Bodenplatte, in welcher eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Zahnstange in der Plattenebene in der Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und im zusammengebauten Zustand mit einem in der Bodenplatte um eine zweite Drehachse drehbar gelagerten Zahnrad in Eingriff steht, wo- bei die Antriebseinheit mit der Bodenplatte derart verbindbar ist, dass der Getriebeteil bei Aktivierung der Antriebseinheit das Zahnrad in der Bodenplatte in eine Drehbewegung und damit die Zahnstange in eine lineare Bewegung versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Getriebeteil und Zahnrad die Antriebseinheit einrastend auf die Bodenplatte aufschnappbar ist.
Die Trennung der Bodenplatte von der Antriebseinheit und die einfache Verbin- dung der beiden Teile haben den folgenden Vorteil: Bei der Montage kann die Bodenplatte mit der darin gelagerten Zahnstange mittels der in der Bodenplatte vorhandenen Montagelöcher auf einfache Weise an der zu verstellenden Vorrichtung angebracht und an die dortigen Gegebenheiten angepasst werden. Ist die Montage der Bodenplatte, die Verbindung der Zahnstange mit der zu verstellenden Vorrich- tung und die Anpassung des Verstellbereichs durchgeführt, kann die Antriebseinheit in einem einfachen Vorgang unter automatischer Herstellung der mechanischen Antriebsverbindung auf die Bodenplatte aufgeschnappt werden.
Grundsätzlich wäre eine Kopplung von Antriebseinheit und Bodenplatte denkbar, bei welcher die beiden Drehachsen beispielsweise senkrecht zueinander stehen. Dies wäre dann der Fall, wenn die Verbindung über eine Kegelradgetriebe oder einen Schneckentrieb erfolgen würde.
Eine Ausgestaltung des Linearantriebs nach der Erfindung zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass im eingerasteten Zustand der Antriebseinheit die erste und zweite Drehachse miteinander fluchten. Insbesondere kann in diesem Fall zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Getriebeteil und dem Zahnrad eine Kerbverzahnung vorgesehen werden . Grundsätzlich kann die Kerbverzahnung radial in Eingriff stehen. Besonders einfach wird die Kopplung jedoch, wenn die Kerbverzahnung in axialer Richtung wirkt, insbesondere eine selbstzentrierende Hirthverzahnung ist.
Eine andere Ausgestaltung des Linearantriebs nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bodenplatte wenigstens einen, sich von der Bodenplatte nach oben erstreckenden Rastarm aufweist, welcher die Antriebseinheit einrastend auf der Bodenplatte hält, wenn diese auf die Bodenplatte aufgeschnappt wird. Ein solcher elastisch verbiegbarer Rastarm ermöglicht eine einfache Montage und Demontage der Antriebseinheit ohne Werkzeuge. Die Stabilität der Verbindung zwischen Antriebseinheit und Bodenplatte kann dadurch erhöht werden, dass eine Mehrzahl von Rastarmen am Umfang der Bodenplatte randseitig angeordnet sind.
Ist die Bodenplatte als Spritzgussteil aus einem Kunststoff ausgeführt, ist es besonders günstig, wenn die Rastarme an der Bodenplatte angeformt sind. Eine besonders stabile Verbindung zwischen Antriebseinheit und Bodenplatte im Bereich der Antriebskopplung lässt sich dadurch erreichen, dass für den Bereich des Getriebeteils der Antriebseinheit an der Bodenplatte zwei quer zur Längsrichtung der Zahnstange gegenüberliegende Rastarme angeordnet sind. Die Antriebseinheit wird zwischen den beiden gegenüberliegenden Rastarmen auf die Bodenplatte aufgesetzt, wobei die Rastarme zunächst leicht nach aussen gebogen werden und dann die Antriebseinheit aussen einrasten umfassen und festhalten. Eine weitere Ausgestaltung des Linearantriebs nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bodenplatte wenigstens ein sich von der Bodenplatte nach oben erstreckendes Führungselement aufweist, welches die Antriebseinheit relativ zur Bodenplatte führt, wenn jene auf die Bodenplatte aufgeschnappt wird. Hier- durch wird das korrekte Aufschnappen der Antriebseinheit wesentlich erleichtert.
Eine weitere Verbesserung der Führung ergibt sich, wenn zwei Führungselemente vorgesehen sind, welche quer zur Längsrichtung der Zahnstange an gegenüberliegenden Rändern der Bodenplatte angeformt sind und in seitlich an der Antriebseinheit angeordnete Einkerbungen eingreifen. Vorzugsweise sind die beiden Ein- kerbungen Teil einer lateralen Einschnürung des Gehäuses der Antriebseinheit zwischen dem Getriebeteil und dem Antriebsteil. Auch die beiden pfosten- oder säulenartigen Führungselemente können an der Bodenplatte angeformt sein.
Eine wieder andere Ausgestaltung des Linearantriebs nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Bodenplatte und Antriebseinheit in ihrer Grösse und Gestalt so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die aufgeschnappte Antriebseinheit praktisch in ihrer ganzen Breite und Länge auf der Bodenplatte abstützt. Diese Massnahme erhöht die mechanische Stabilität des Linearantriebs im montierten Zustand, gibt dem Antrieb ein kompaktes und gefälliges Aussehen und wirkt Verschmutzungen oder Beschädigungen des Antriebs entgegen. Gleichzeitig werden die Montagemittel der Bodenplatte (Schrauben) verdeckt und geschützt. Darüber hinaus stellt eine Anpassung der Bodenplatte in ihrer Ausdehnung mehr Platz zur Verfügung, um die Zahnstange im eingezogenen Zustand in der Bodenplatte fast vollständig aufzunehmen und so gegen Beschädigungen zu schützen. Eine weitere Ausgestaltung des Linearantriebs nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zahnstange am einen Ende einen verbreiterten Kopf aufweist, mit welchem sie aus der Bodenplatte herausragt, und dass die Zahnstange in der Bodenplatte zwischen einer ersten Position, in welcher sie praktisch nur mit dem Kopf aus der Bodenplatte herausragt, und einer zweiten Position, in welcher sie mit einer maximalen Länge aus der Bodenplatte heraussteht, verfahrbar ist.
Der Aufbau vereinfacht sich dann dadurch, dass die zweite Position durch einen Anschlag am fussseitigen Ende der Zahnstange und einen inneren Anschlag an der Bodenplatte festgelegt ist. Gleichzeitig kann die erste Position durch einen Anschlag am kopfseitigen Ende der Zahnstange und einen äusseren Anschlag an der Bodenplatte festgelegt sein.
Die Anschläge an der Bodenplatte können dabei auf einfache Weise durch die Gestaltung der Bodenplatte selbst bereitgestellt werden.
Eine Anpassbarkeit der Anordnung an die zu verstellenden Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass eine Verfahrbereichseinstellung vorgesehen ist, mittels welcher für die Zahnstange wählbare Zwischenpositionen zwischen der ersten und zweiten Position einstellbar sind, in welchen Zwischenpositionen die Zahnstange beim Ausfahren aus der ersten Position an einem Anschlag gestoppt wird.
Erleichtert wird diese Anpassbarkeit dadurch, dass die Verfahrbereichseinstellung ein an der Bodenplatte in Längsrichtung der Zahnstange verstellbar angeordnetes Anschlagselement aufweist, an welchem der Anschlag ausgebildet ist. Das Anschlagselement kann direkt an der Bodenplatte verstellt werden, so dass auf die Zahnstange nicht zugegriffen werden muss.
Insbesondere kann das Anschlagselement als Nutenstein ausgebildet sein, welcher in einem sich parallel zu einer Stangenführung der Zahnstange in der Bodenplatte erstreckenden Einstellabschnitt durch Aufstecken in der Längsrichtung fixierbar ist.
Denkbar wäre es, den Nutenstein auf einem linealartigen Träger verschiebbar anzuordnen und in der eingestellten Position durch eine Fixierschraube zu fixieren. Hierdurch wäre eine stufenlose Einstellbarkeit der Position zu erreichen. Besonders einfach und stabil ist die Fixierung bei gleichzeitig ausreichender Feinunterteilung der Positionen, wenn der Einstellabschnitt zur Fixierung des Nutensteins in der Längsrichtung eine Zahnung aufweist, welche mit einer Zahnung in der Nut des Nutensteins beim Aufstecken in Eingriff kommt. Hierdurch kann ohne weiteres eine Positionierung des Anschlags und damit ein Einstellung des Hubes bzw. des Verstellbereiches z.B. in Schritten von 0,5mm erreicht werden.
Das erfindungsgemäss Verfahren zum Montieren des Linearantriebs nach der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
• Bereitstellen der Bodenplatte mit der in ihr gelagerten Zahnstange;
• Verbinden der in der Bodenplatte gelagerten Zahnstange mit der zu betäti- genden klimatechnischen Einheit; • Positionieren und Befestigen der Bodenplatte auf einem dafür vorgesehenen ortsfesten Träger; und
• Wirkverbinden der Antriebseinheit mit der Zahnstange.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Wirkverbinden der Antriebseinheit mit der Zahnstange die Antriebseinheit auf die Bodenplatte einrastend aufgeschnappt wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Antriebseinheit mit einem Zahnrad bereitgestellt, welches über ein axial aus der Drehebene des Zahnrads hervorragendes Verbindungselement mit dem Getriebeteil verbunden ist, wobei das Zahnrad durch das Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte mit der Zahnstange in Eingriff gebracht wird. Dadurch, dass das Zahnrad schon vor dem Aufschnappen auf die Bodenplatte mit der Antriebseinheit bzw. dem Getriebeteil verbunden wird, kann ein aufwändiges Ausrichten der Antriebseinheit bei der Montage des Linearantriebs vermieden werden. Das Verbinden des Zahnrads mit dem Getriebeteil kann werkseitig geschehen, damit die Antriebseinheit mit dem verbundenen Zahnrad geliefert werden kann. Alternativ kann die Antriebseinheit separat mit dem Zahnrad geliefert werden und das Zahnrad vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte mit dem Getriebeteil verbunden werden.
Vorteilhafterweise wird beim Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Boden- platte ein Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange durch ein Verschieben der Zahnstange in Längsrichtung über einen Bereich der Ausdehnung eines Zahns des Zahnrads oder eines Zahns der Zahnstange unterstützt, wobei die Zahnstange hierfür mit einem Spiel in der Bodenplatte gelagert ist.
Alternativ oder in Ergänzung kann im Getriebeteil ein Spiel vorgesehen sein, so dass durch eine Rotation des Zahnrads über einen Bereich der Ausdehnung eines Zahns des Zahnrads ein Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange unterstützt wird.
Das Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange kann durch Zähne des Zahnrads mit einem sich zur Bodenplatte hin verjüngenden Profil erleichtert werden. Alternativ oder in Ergänzung kann das Eingreifen durch Zähne der Zahnstange mit einem sich von der Bodenplatte weg verjüngenden Profil erleichtert werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Zahnrad beim Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte über ein Führungselement relativ zur Bodenplatte geführt. Dadurch wird beim Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte eine korrekte Ausrichtung des Zahnrads bzw. das Eingreifen des Zahnrads mit der Zahnstange erleichtert. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Führungselement in eine Ausnehmung des Zahnrads aufgenommen. Vorteilhafterweise erstreckt sich das Führungselement dabei von der Bodenplatte in axialer Richtung zur Antriebseinheit hin, wobei eine axiale Achse des Führungselements mit der zweiten Drehachse fluchtet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte mit den in ihr gelagerten beweglichen Elementen Zahnrad und Zahnstange bereitgestellt wird; und die Antriebseinheit mit dem Zahnrad verbunden wird; wobei zum Verbinden der Antriebseinheit mit dem Zahnrad die Antriebseinheit auf die Bodenplatte einrastend aufgeschnappt wird.
Insbesondere umfasst diese Ausgestaltung des Verfahrens zum Montieren des Linearantriebs nach der Erfindung die folgenden Schritte:
• Bereitstellen der Bodenplatte mit den in ihr gelagerten beweglichen Elementen Zahnrad und Zahnstange;
• Verbinden der in der Bodenplatte gelagerten Zahnstange mit der zu betätigenden klimatechnischen Einheit;
• Positionieren und Befestigen der Bodenplatte auf einem dafür vorgesehenen ortsfesten Träger; und
• Verbinden der Antriebseinheit mit dem Zahnrad; dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der Antriebseinheit mit dem Zahnrad die Antriebseinheit auf die Bodenplatte einrastend aufgeschnappt wird.
Vorteilhafterweise wird zum Bereitstellen der Bodenplatte die Zahnstange in eine in der Bodenplatte vorgesehene Stangenführung eingeschoben, und das Zahnrad wird in eine in der Bodenplatte dafür vorgesehene Vertiefung eingesetzt, derart, dass das Zahnrad mit der Zahnstange in Eingriff kommt. Dieser Vorgang kann werksseitig ausgeführt werden. Hierdurch wird die Zahnstange in der Bodenplatte gesichert.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeich- net, dass an der Bodenplatte eine Verfahrbereichseinstellung vorgesehen ist, und dass vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit der Verfahrbereich für die Zahnstange eingestellt wird.
Insbesondere kann der Verfahrbereich mittels eines in der Verfahrbereichseinstellung aufsteckbar angeordneten Anschlagselements einstellbar sein, wobei der Ver- fahrbereich durch Aufstecken des Anschlagselements in einer ausgewählten Position eingestellt wird.
KURZE ERLÄUTERU NG DER FIGUREN
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs nach der Erfindung wobei Antriebseinheit und Bodenplatte noch getrennt sind, aber Richtung der Pfeile durch Aufschnappen miteinander verbunden werden können;
Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht von oben die Bodenplatte aus
Fig. 1 mit der eingeschobenen Zahnstange und dem eingesetzten Zahnrad; Fig. 3 zeigt die Bodenplatte aus Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von unten;
Fig. 4 zeigt in mehreren Teilansichten (a ) bis (c) den kompletten Linearantrieb aus Fig. 1 mit bei eingestelltem Maximalhub maximal herausgefahrener Zahnstange in der Seitenansicht (a ) und in der Draufsicht von oben (b), sowie mit eingefahrener Zahnstange in der Draufsicht von oben (c) ;
Fig. 5a zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs wobei Antriebseinheit und Bodenplatte noch getrennt sind, aber durch Aufschnappen miteinander verbunden werden können;
Fig. 5b zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein wiederum weiteres Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs wobei Antriebseinheit und Bodenplatte noch getrennt sind, aber durch Aufschnappen miteinander verbunden werden können;
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung des Linearantriebs aus Fig. 5a, wobei Antriebseinheit und Bodenplatte durch Aufschnappen miteinander verbunden worden sind; und
Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung des Linearantriebs aus Fig. 5b, wobei Antriebseinheit und Bodenplatte durch Aufschnappen miteinander verbunden worden sind. WEGE ZU R AUSFÜ HRU NG DER ERFI N DU NG
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs nach der Erfindung. Der Linearantrieb 1 00 umfasst eine separate Antriebseinheit 1 und eine Bodenplatte 2, welche die Antriebseinheit 1 einrastend aufnimmt und zur Befestigung des Linearantriebs 1 00 am Einsatzort ausgelegt ist. Antriebseinheit 1 und Bodenplatte 2 sind in Fig. 1 noch getrennt, aber bereit, in Richtung der beiden Pfeile durch Aufschnappen miteinander mechanisch verbunden zu werden.
Die kompakt aufgebaute Antriebseinheit 1 weist ein geschlossenes längliches und flaches Gehäuse 1 5 auf, welches einen runden Getriebeteil 1 1 und einen daran anschliessenden, überwiegend eckigen Antriebsteil 1 3 umfasst. Im Getriebeteil 1 1 ist ein um eine Drehachse 1 2 drehbar gelagertes Getriebeteil, z. B. in Form eines Zahnrades, untergebracht, das von einem im Antriebsteil 1 3 untergebrachten Elektromotor angetrieben wird und auf der (in Fig. 1 nicht sichtbaren) Unterseite mit Mit- teln zur mechanischen Ankopplung an ein in der Bodenplatte 2 drehbar gelagertes Zahnrad 4 ausgestattet ist. An den Übergängen zwischen Getriebeteil 1 1 und Antriebsteil 1 3 sind auf gegenüberliegenden Seiten durch eine Einschnürung im Gehäuse 1 5 zwei Einkerbungen 1 4a und 1 4b ausgebildet, die im Zusammenwirken mit entsprechenden pfosten- oder säulenförmigen Führungselementen 22a und 22b ( Fig. 2 ) eine Führung der Antriebseinheit 1 beim Aufschnappen auf die Bodenplatte 2 sicherstellen. Die Antriebseinheit 1 und die Bodenplatte 2 sind so ausgelegt, dass beide durch einfaches Aufschnappen der Antriebseinheit 1 auf die Bodenplatte 2 funktionsfertig miteinander verbunden werden, ohne dass weitere Massnahmen erforderlich sind. Die in Fig. 2 und Fig. 3 separat dargestellter Bodenplatte 2, die beispielsweise als Spritzgussteil ausgeführt ist, hat eine ebene, flache Grundform, die in ihren lateralen Abmessungen an die Grundform der Antriebseinheit 1 angepasst ist, so dass sich die Antriebseinheit 1 nach dem Aufschnappen auf die Bodenplatte 2 grossflächig auf der Bodenplatte 2 abstützt. In der Bodenplatte 2 sind verteilt mehrere Montagelöcher 29a, 1 9b und 29c angeordnet, mit deren Hilfe die Bodenplatte 2 und damit der gesamte Linearantrieb 1 00 am Einsatzort ortsfest fixiert werden können. Weiterhin ist in der Bodenplatte 2 eine kreisförmige Vertiefung 24 ausgebildet, die ein Zahnrad 4 für den Antrieb einer Zahnstange 3 aufnimmt. Die Zahnstange 3 ist in einer in der Bodenplatte 2 ein- gelassene Stangenführung 23 in Stangenlängsrichtung verfahrbar gelagert. Stangenführung 23 und Vertiefung 24 sind so aufeinander abgestimmt, dass das in die Vertiefung 24 eingesetzte Zahnrad 4 mit der Zahnung der Zahnstange 3 in Eingriff kommt ( Fig. 2 ) und gleichzeitig verhindert, dass die zuvor in die Stangenführung 23 eingeschobene Zahnstange 3 wieder aus der Bodenplatte 2 herausgezogen werden oder versehentlich herausfallen kann. Die Stabilität der Bodenplatte 2 kann durch angeformte Rippen erhöht werden. Vergleichbare Rippen können auch bei der Zahnstange 3 vorgesehen werden. Von der Bodenplatte 2 vertikal nach oben abstehend sind im Ausführungsbeispiel insgesamt sechs für das Aufschnappen der Antriebseinheit 1 zuständige Elemente 2 1 a-d und 22a, b an der Bodenplatte 2 angeformt, die sich paarweise an den Längskanten der Bodenplatte 2 gegenüberstehen. Die ein Paar bildenden Elemente 22a und 22b sind die bereits erwähnten Führungselemente, die - wie in Fig. 4 zu sehen ist - führend in die Einkerbungen 1 4a und 1 4b am Gehäuse der Antriebseinheit 1 einfahren, wenn diese gemäss Fig. 1 auf die Bodenplatte 2 zum Aufschnappen aufgesetzt wird. Die Elemente 2 1 a und 2 1 c sind Rastarme, die ebenfalls ein Paar bilden und die Antriebseinheit 1 in der Mitte des Getriebeteils 1 1 mit an den freien Enden angeformten Rastnasen einrastend halten und fixieren (siehe Fig. 4). Ein weiteres Paar wird durch den Rastarm 2 1 b und den schräg gegenüberliegenden Anschlag 2 1 d gebildet, der ein Ausweichen der Antriebseinheit 1 aus dem Rastarm 2 1 b verhindert.
Eine besondere Einrichtung ist die an der Bodenplatte 2 zwischen dem Führungs- element 22b und dem Anschlag 2 1 d angeordnete Verfahrbereichseinstellung 25. Grundsätzlich kann sich die in der Bodenplatte 2 verschiebbar gelagerte Zahnstange 3 zwischen zwei Extrempositionen bewegen, nämlich einer ersten Position, in der sie - wie in Fig. 4(c) gezeigt - bis auf ihren verbreiterten Kopf 33 vollständig in der Bodenplatte 2 aufgenommen ist, und in einer zweiten Position, in der sie - wie in Fig . 4(b) gezeigt - so weit als möglich aus der Bodenplatte 2 herausragt ( Hub S). In der ersten Position stossen der an der Bodenplatte 2 ausgebildete Anschlag 28 und der an der Zahnstange 3 hinter dem Kopf 33 angeformte Gegenanschlag 32 aneinander. Die zweite Extremposition wird durch zwei Anschläge bestimmt, die in Fig. 3 deutlich zu erkennen sind, nämlich den an der Bodenplatte 2 ausgebildeten Anschlag 27 und den am hinteren Ende der Zahnstange 3 angeformten Gegenanschlag 3 1 .
Die Verfahrbereichseinstellung 25 ermöglicht es, neben dem maximalen Verfahr- bereich zwischen der ersten und zweiten Position einen reduzierten Verfahrbereich ( Hub < S) einzustellen, der durch die erste Position und eine einstellbare Zwischenposition bestimmt wird. Hierzu wird - wie in Fig. 2 und 3 erkennbar ist - in der Verfahrbereichseinstellung 25 ein an der Bodenplatte 2 in Längsrichtung der Zahnstange 3 verstellbar angeordnetes Anschlagselement 253 vorgesehen, an wel- ehern ein Anschlag 25 1 ausgebildet ist (Fig. 2, Fig. 3 ) .
Das Anschlagselement 253 ist vorzugsweise als Nutenstein ausgebildet, welcher in einem sich parallel zu der Stangenführung 23 der Zahnstange 3 in der Bodenplatte 2 erstreckenden Lineal-artigen Einstellabschnitt 252 durch Aufstecken in der Längsrichtung fixierbar ist. Zur Fixierung des Nutensteins 253 in der Längsrichtung weist der Einstellabschnitt 252 in der Längsrichtung eine seitliche Zahnung, welche mit einer (nicht gezeigten) Zahnung in der Nut des Nutensteins 253 beim Aufstecken in Eingriff kommt. Da die Zahnung am Einstellabschnitt 252 sehr fein ausgeführt werden kann, sind Einstellschritte und damit Änderungen des Verfahrbe- reichs bzw. Hubs von weniger als 1 mm, z.B. 0, 5mm, möglich. Wird der Nutenstein 253 entfernt, steht wieder der volle Hub S zur Verfügung. Dies alles ist möglich ohne eine Antriebsbewegung durch die Antriebseinheit 1 . Wie aus den Figuren zu entnehmen ist, verschwindet die Zahnstange 3 in der ersten, eingefahrenen Position bis auf den Kopf 33 fast vollständig in der Bodenplatte 2 und ist so gegen Beschädigungen geschützt. Im Kopf 33 der Zahnstange 3 sind nebeneinander zwei Verbindungslöcher 33 1 und 332 vorgesehen, mittels derer die Zahnstange 3 mit der zu betätigenden Vorrichtung verbunden werden kann.
Beim Aufschnappen der Antriebseinheit 1 auf die Bodenplatte 2 wird automatisch mit einer Koppelvorrichtung 41 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnrad im Getriebeteil 1 1 der Antriebseinheit 1 und dem in der Bodenplatte 2 gelagerten Zahnrad 4 hergestellt. Dabei fluchten die Drehachse 1 2 und die Drehachse des Zahnrades 4. Zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Getriebeteil 1 1 und dem Zahnrad 4 ist als Koppelvorrichtung 41 vorzugsweise eine Kerbverzahnung vorgesehen. Insbesondere wirkt diese Kerbverzahnung in axialer Richtung und ist mit Vorteil als selbstzentrierende Hirthverzahnung ausgebildet, wie dies aus der eingangs genannten WO 201 6096275 A1 bekannt ist. Insgesamt können die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 -4 wie folgt charakterisiert werden:
• Gegenstand der Ausführungsbeispiele ist die Konstruktion einer Boden- bzw.
Anschlussplatte für einen Antrieb mit Linearbewegung, die flächig ausgeführt ist, mit wenig Aufwand montiert werden kann und deren Endan- schläge ohne Antriebsbewegung einstellbar sind. • Vorgesehen ist eine flächige Kunststoffplatte mit Anschraube- und Lagermöglichkeiten mit einer integrierten Einstellmöglichkeit für den Verfahrbe- reich.
• Eine Zahnstange mit Anschlagenden kann durch einen Freiraum in eine Stan- genführung eingeführt werden. Nach Einlegen des zugehörigen Zahnrades ist der Freiraum belegt und die Zahnstange ist in der Führung verfahrbar bis an die Anschläge und kann nicht mehr herausgezogen werden. Dies kann insbesondere werksseitig geschehen. Auf dem flächigen Teil der Bodenplatte wird der Antrieb auf- und eingeschnappt. Vorzugsweise besitzt der Antrieb eine Hirthverzahnung, die sich selbstzentrierend einkuppelt.
• Die Zahnstange wird angeschlossen an die Applikation, z. B. eine Klappe. Danach zieht man die Klappe in eine Endlage und befestigt die Platte.
• Mittels eines verzahnten Nutensteins kann der Hub begrenzt und eingestellt werden. Die Verzahnung ergibt die Feinheit der Hubeinstellung, z.B. auf 0, 5mm genau. Dann wird nur noch der Antrieb eingeschnappt; es braucht kein weiteres Befestigungsmaterial. Vorteile sind insbesondere:
• Die Platte ist mit integrierten Anschlägen ausgeführt
• Platte mit Zahnstange und Zahnrad bzw. Ritzel, Hub einstellbar ohne Antrieb • Zahnstange mit Anschlägen einteilig, z. B. Kunststoff gespritzt
• Antrieb selbstzentrierend, kein Ausrichten
• Sehr einfache Montage
• Kein Ausrichten des Antriebes auf die Applikation Fig. 5a zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs 1 00' wobei Antriebseinheit 1 ' und Bodenplatte 2' noch getrennt sind, aber durch Aufschnappen miteinander in Richtung des vertikalen Pfeils verbunden werden können. Die Antriebseinheit V ist im Wesentlichen analog den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 -4 ausgebildet. Allerdings weist die An- triebseinheit 1 ' ein Getriebeteil 1 1 ' auf, welcher vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit 1 ' auf die Bodenplatte 2 ' bereits mit dem Zahnrad 4' verbunden ist. Die durch den Getriebeteil 1 1 ' definierte erste Drehachse 1 2' ist schematisch eingezeichnet. Das Zahnrad 4' weist ein säulen- oder pfostenartiges Verbindungselement 42' auf, über welches das Zahnrad 4' mit dem Getriebeteil 1 1 ' verbunden ist. Durch Aufschnappen der Antriebseinheit 1 ' auf die Bodenplatte 2' kann der Getriebeteil 1 1 ' mit der Zahnstange 3 ' mechanisch wirkverbunden werden, indem das Zahnrad 4' mit der Zahnstange 3 ' in Eingriff gebracht wird (siehe auch Fig. 6 ) . Das Zahnrad 4' weist Zähne 43 ' auf, welche ein sich zur Bodenplatte 2' hin verjüngendes Profil aufweisen. Die Bodenplatte 2 ' ist ebenfalls im Wesentlichen ana- log zu den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 -4 ausgebildet, wobei im Un- terschied zu diesen Ausführungsbeispielen vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit auf die Bodenplatte kein Zahnrad in der Bodenplatte eingelegt ist. Die Bo¬ denplatte weist ferner ein Führungselement 22 ' auf, welche in eine Ausnehmung (nicht sichtbar in der Figur) des Zahnrads 4' einführbar ist. Das Verbindungsele- ment 42' weist vier paarweise gegenüberliegend angeordnete Rastarme 42 1 ' auf (siehe auch Fig. 6), mittels welchen das Verbindungselement 42 ' in eine Ausnehmung des Getriebeteils 1 1 ' eingerastet ist. Das Führungselement 22' erstreckt sich von der Bodenplatte 2' in axialer Richtung zur Antriebseinheit 1 ' hin. Die axiale Achse des Führungselements 22' fluchtet mit der zweiten Drehachse 44', um wel- che das Zahnrad 4' im zusammengebauten Zustand des Linearantriebs 1 00' drehbar gelagert wird (siehe Fig. 6 ). Das Führungselement 22' ist einstückig an die Bo¬ denplatte 2' angeformt.
Fig. 5b zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs 1 00" wobei Antriebseinheit 1 " und Bodenplatte 2" noch ge- trennt sind, aber durch Aufschnappen miteinander in Richtung des vertikalen Pfeils verbunden werden können. Wie beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 5a ist das Zahnrad 4" vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit 1 " auf die Bodenplatte 2 " bereits mit dem Getriebeteil 1 1 " verbunden. Das Zahnrad 4" weist ein säulen- oder pfostenartiges Verbindungselement 42" in Form eines Vierkants auf, über welches das Zahnrad 4"in horizontaler Richtung formschlüssig mit dem Getriebeteil 1 1 " verbunden ist. Das Verbindungselement 42" weist ferner einen Rastarm 42 1 " auf, über welchen das Verbindungselement 42" in axialer Richtung in eine Ausnehmung des Getriebeteils 1 1 " eingerastet ist. Durch Aufschnappen der An- triebseinheit 1 " auf die Bodenplatte 2" kann der Getriebeteil 1 1 " mit der Zahnstange 3" mechanisch wirkverbunden werden, indem das Zahnrad 4" mit der Zahnstange 3 " in Eingriff gebracht wird. Die Bodenplatte 2" weist eine kreisförmige Ausnehmung 24" auf, in welche ein Vorsprung eingreifen kann, welcher an einer zur Bodenplatte 2" hin orientierten unteren Seite des Zahnrads 4" angeordnet ist ( nicht sichtbar in Fig. 5b, siehe Fig. 7 ) . Die Zähne 43 " in Fig. 5b weisen kein sich verjüngendes Profil auf. Dem Fachmann ist aber klar, dass auch die Zähne 43 " mit einem sich verjüngenden Profil wie beim in Fig. 5a gezeigten Ausführungsbeispiel ausgestattet werden können. Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung des Linearantriebs 1 00' aus Fig. 5a, wobei die Antriebseinheit 1 ' und die Bodenplatte 2' durch Aufschnappen miteinander verbunden worden sind. Die durch den Getriebeteil 1 1 ' definierte erste Drehachse 1 2' und die zweite Drehachse 44', um welche das Zahnrad 4' drehbar gelagert ist, fluchten miteinander und sind schematisch in der Figur eingezeichnet. Das Verbin- dungselement 42' ist über die Rastarme 42 1 ' in die Ausnehmung 1 1 1 ' des Getriebeteils 1 1 ' eingerastet. Das Führungselement 22' ist in der Ausnehmung 422' des Zahnrads 4' aufgenommen und bildet eine Lagerung für das Zahnrad 4' aus. Über den Eingriff des Zahnrads 4' mit der Zahnstange 3 ' wird der Getriebeteil 1 1 ' mit der Zahnstange 3 ' wirkverbunden . Die Zähne 43 ' des Zahnrads 4' weisen, wie oben bereits beschrieben, ein sich zur Bodenplatte 2 ' hin verjüngendes Profil auf, um das Eingreifen des Zahnrads 4' und der Zahnstange 3 ' beim Aufschnappen der Antriebseinheit 1 ' und der Bodenplatte 2' zu erleichtern. Alternativ oder in Ergänzung können die Zähne 34' der Zahnstange 3 ' ein sich von der Bodenplatte weg verjüngendes Profil aufweisen. Die Zahnstange 3 ' ist mit einem Spiel in der Bodenplatte 2' gelagert, so dass die Zahnstange 3' beim Aufschnappen der Antriebseinheit 1 ' auf die Bodenplatte 2' über einen Bereich der Ausdehnung eines Zahns 43' des Zahnrads 4' oder eines Zahns 34' der Zahnstange 3 ' verschoben werden kann, um das Eingreifen des Zahnrads 4' mit der Zahnstange 3 ' zu unterstützen.
Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung des Linearantriebs 1 00" aus Fig. 5b, wobei An¬ triebseinheit 1 " und Bodenplatte 2" durch Aufschnappen miteinander verbunden worden sind. Das Zahnrad 4" ist über das Verbindungselement 42" in Form eines Vierkants horizontal formschlüssig mit dem Getriebeteil 1 1 " verbunden. Hierfür ist das Verbindungselement 42" in eine entsprechende Ausnehmung 1 1 1 " des Ge¬ triebeteils 1 1 " aufgenommen. In axialer Richtung ist das Verbindungselement 42" über den Rastarm 42 1 " in die Ausnehmung 1 1 1 " des Getriebeteils 1 1 " eingerastet. Das Zahnrad 4" weist ferner einen Vorsprung 45 " mit einem kreisförmigen Profil auf, welcher in eine kreisförmige Ausnehmung 24" der Bodenplatte 2" eingreift. Die Ausnehmung kann alternativ auch als Vertiefung ausgebildet sein, sofern sie geeignet ist, den Vorsprung 45 " aufzunehmen . Die axiale Achse der kreisförmigen Ausnehmung 24" fluchtet mit der zweiten Drehachse des Zahnrads 4", so dass die Ausnehmung 24" eine Lagerung für das Zahnrad 4" ausbildet, in welcher das Zahnrad 4" drehbar ist. Über den Eingriff des Zahnrads 4" mit der Zahnstange 3 " ist der Getriebeteil 1 1 " mit der Zahnstange 3 " mechanisch wirk¬ verbunden.
Insgesamt können die Ausführungsbeispiele der Figuren 5a-7 wie folgt charakteri siert werden: • Gegenstand der Ausführungsbeispiele ist die Konstruktion einer Boden- bzw.
Anschlussplatte für einen Antrieb mit Linearbewegung, die flächig ausgeführt ist, mit wenig Aufwand montiert werden kann und deren Endanschläge ohne Antriebsbewegung einstellbar sind.
• Vorgesehen ist eine flächige Kunststoffplatte mit Anschraube- und Lagermöglichkeiten mit einer integrierten Einstellmöglichkeit für den Verfahrbe- reich.
• Eine Zahnstange mit Anschlagenden kann durch einen Freiraum in eine Stangenführung eingeführt werden. Nach Einführen ist die Zahnstange in der Führung verfahrbar bis an die Anschläge. Dies kann insbesondere werksseitig geschehen. Auf dem flächigen Teil der Bodenplatte wird der Antrieb mit dem Zahnrad auf- und eingeschnappt.
• Die Zahnstange wird angeschlossen an die Applikation, z.B. eine Klappe. Danach zieht man die Klappe in eine Endlage und befestigt die Platte.
• Mittels eines verzahnten Nutensteins kann der Hub begrenzt und eingestellt werden. Die Verzahnung ergibt die Feinheit der Hubeinstellung, z.B. auf 0, 5mm genau. Dann wird nur noch der Antrieb mit dem Zahnrad eingeschnappt; es braucht kein weiteres Befestigungsmaterial.
Die Vorteile sind insbesondere: Die Platte ist mit integrierten Anschlägen ausgeführt. Bei der Platte mit der Zahnstange ist der Hub einstellbar ohne Antrieb. Das Verbinden des Zahnrads mit dem Getriebeteil kann werkseitig geschehen, so dass die Antriebseinheit mit montiertem Zahnrad geliefert werden kann. Die Zahnstange ist mit Anschlägen einteilig, z. B. Kunststoff gespritzt, ausgebildet. Der Antrieb ist selbstzentrierend, d.h. es wird kein Ausrichten nötig. Die Montage wird vereinfacht und es ist kein aufwändiges Ausrichten des Antriebes auf die Applika- tion nötig.
BEZUGSZEICHENLISTE
100, 100', 100" Linearantrieb
1, r, 1" Antriebseinheit
11, 11'.11" Getriebeteil (Drehantrieb)
I I I', 111" Ausnehmung
12, 12' Drehachse
13 Antriebsteil
14a,b Einkerbung
15 Gehäuse
2, 2', 2" Bodenplatte
21a-c Rastarm
21d Anschlag
22a, b, 22' Führungselement
23 Stangenführung
24, 24" Vertiefung (kreisförmig)/Ausnehmung (kreisförmig)
25 Verfahrbereichseinstellung
251 Anschlag (variabel)
252 Einstellabschnitt (gezahnt)
253 Nutenstein (gezahnt)
26 Seitenkante
27 innerer Anschlag (ortsfest)
28 äusserer Anschlag (ortsfest)
29a-c Montageloch
3, 3', 3" Zahnstange
31 Gegenanschlag (fussseitig)
32 Gegenanschlag (kopfseitig)
33 Kopf (Zahnstange)
331,332 Verbindungsloch
34' Zahn
4, 4', 4" Zahnrad
41 Koppelvorrichtung (z.B. Hirthverzahnung)
42', 42" Verbindungselement
421', 421" Rastarm 2' Ausnehmung ', 43" Zahn ' Drehachse " Vorsprung
Hub

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Linearantrieb ( 100, 100', 100") für die lineare Betätigung einer klimatechnischen Einheit, umfassend eine separate Antriebseinheit (1, 1', 1") mit einem eine erste Drehachse (12, 12') definierenden Getriebeteil (11, 11', 11") und einer mit Montagelöchern (29a-c) versehenen Bodenplatte (2, 2', 2"), in welcher eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Zahnstange (3, 3', 3") in einer Plattenebene in der Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und in einem zusammengebauten Zustand des Linearantriebs ( 100, 100', 100") mit einem in der Bodenplatte (2, 2', 2") um eine zweite Drehachse (44') drehbar gelagerten Zahnrad (4, 4', 4") in Eingriff steht, wobei die Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") mit der Bodenplatte (2,2', 2") derart verbindbar ist, dass der Getriebeteil (11, 11', 11") bei Aktivierung der Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") das Zahnrad (4, 4', 4") in der Bodenplatte (2, 2', 2") in eine Drehbewegung und damit die Zahnstange (3, 3', 3") in eine lineare Bewegung versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer mechanischen Wirkverbindung zwischen Getriebeteil (11, 11', 11") und Zahnstange (3, 3', 3') die Antriebseinheit ( 1 , 1', 1") einrastend auf die Bodenplatte (2,2', 2") aufschnappbar ist.
Linearantrieb (100', 100") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (4', 4") ein axial aus einer Drehebene des Zahnrads (4', 4") hervorragendes Verbindungselement (42', 42") aufweist, über welches das Zahnrad (4', 4") mit dem Getriebeteil (11', 11") der Antriebseinheit ( 1 ', 1 ") verbunden ist, wobei zur Herstellung des Eingriffs zwischen Zahnrad (4', 4") und Zahnstange (3', 3") die Antriebseinheit ( 1 ', 1 ") einrastend auf die Bodenplatte (2', 2") aufschnappbar ist.
Linearantrieb (100', 100") nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (4', 4") Zähne (43') aufweist, welche ein sich zur Bodenplatte (2', 2") hin verjüngendes Profil aufweisen.
Linearantrieb ( 100', 100") nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeteil ( 11 ', 11") eine Ausnehmung (111', 111") aufweist, in welche das Verbindungselement (42', 42") eingeführt ist.
Linearantrieb (100', 100") nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (42', 42") wenigstens einen sich von der Drehebene des Zahnrads (4', 4") zum Getriebeteil (11', 11 ") erstreckenden Rastarm (421 ',421 ") aufweist, über welchen das Verbindungselement (42', 42") in die Ausnehmung (111', 111") eingerastet ist.
Linearantrieb (100') nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2') ein Führungselement (22') aufweist, welches das Zahnrad (4') relativ zur Bodenplatte (2') führt, wenn die Antriebseinheit (1 ') auf die Bodenplatte (2') aufgeschnappt wird.
Linearantrieb (100') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (22') sich von der Bodenplatte (2') in axialer Richtung zur Antriebseinheit ( 1 ') hin erstreckt, wobei eine axiale Achse des Führungselements (22') mit der zweiten Drehachse (44') fluchtet und das Zahnrad (4') eine Ausnehmung (422') zur Aufnahme des Führungselements (22') aufweist.
8. Linearantrieb (100', 100") nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (42', 42") und der Getriebeteil (11', 11") bezüglich einer horizontalen Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Linearantrieb ( 100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Getriebeteil (11) und Zahnrad (4) einrastend auf die Bodenplatte (2) aufschnappbar ist.
10. Linearantrieb (100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im eingerasteten Zustand der Antriebseinheit (1, 1', 1") die erste (12, 12') und zweite Drehachse (44') miteinander fluchten.
11. Linearantrieb (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Getriebeteil (11) und dem Zahnrad (4) eine Kerbverzahnung vorgesehen ist.
12. Linearantrieb (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbverzahnung in axialer Richtung wirkt, insbesondere eine selbstzentrierende Hirthver- zahnung ist.
13. Linearantrieb ( 100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2, 2', 2") wenigstens einen, sich von der Bodenplatte (2, 2', 2") nach oben erstreckenden Rastarm (21a, 21b, 21c) aufweist, welcher die Antriebseinheit ( 1 , Γ, 1 ") einrastend auf der Bodenplatte (2, 2', 2') hält, wenn diese auf die Bodenplatte (2, 2', 2") aufgeschnappt wird.
14. Linearantrieb (100, 100', 100") nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Rastarmen (21a, 21 b, 21c) am Umfang der Bodenplatte (2, 2', 2") randseitig angeordnet sind.
15. Linearantrieb (100, 100', 100") nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastarme (21a, 21b, 21c) an der Bodenplatte (2, 2', 2") angeformt sind.
16. Linearantrieb ( 100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für den Bereich des Getriebeteils (11, 11', 11") der Antriebseinheit (1 , 1 ', 1 ") an der Bodenplatte (2, 2', 2") zwei quer zur Längsrichtung der Zahnstange (3, 3', 3") gegenüberliegende Rastarme (21a, 21c) angeordnet sind.
17. Linearantrieb (100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2, 2', 2") wenigstens ein sich von der Bodenplatte (2, 2', 2") nach oben erstreckendes Führungselement (22a, 22b) aufweist, welches die Antriebseinheit (1, Γ, 1") relativ zur Bodenplatte (2, 2', 2") führt, wenn jene auf die Bodenplatte (2, 2', 2") aufgeschnappt wird.
18. Linearantrieb ( 100, 100', 100") nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungselemente (22a, 22b) vorgesehen sind, welche quer zur Längsrichtung der Zahnstange (3, 3', 3") an gegenüberliegenden Rändern der Bodenplatte (2, 2', 2") angeformt sind und in seitlich an der Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") angeordnete Einkerbungen (14a, 14b) eingreifen.
19. Linearantrieb ( 100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Bodenplatte (2, 2', 2") und Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") in ihrer Grösse und Gestalt so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die aufgeschnappte Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") praktisch in ihrer ganzen Breite und Länge auf der Bodenplatte (2, 2', 2") abstützt.
20. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach einem der Ansprüche 1 bis 1 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange ( 3, 3', 3 ") am einen Ende einen verbreiterten Kopf (33 ) aufweist, mit welchem sie aus der Bodenplatte ( 2, 2', 2" ) herausragt, und dass die Zahnstange (3, 3', 3" ) in der Bodenplatte (2, 2', 2") zwischen einer ersten Position, in welcher sie praktisch nur mit dem Kopf (33) aus der Bodenplatte ( 2, 2', 2") herausragt, und einer zweiten Position, in welcher sie mit einer maximalen Länge aus der Bodenplatte ( 2, 2', 2" ) heraussteht, verfahrbar ist.
21. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Position durch einen Anschlag (31 ) am fussseitigen Ende der Zahnstange (3, 3', 3") und einen inneren Anschlag (27) an der Bodenplatte (2, 2', 2") festgelegt ist.
22. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position durch einen Anschlag (32) am kopfseitigen Ende der Zahnstange (3, 3', 3") und einen äusseren Anschlag (28) an der Bodenplatte ( 2, 2', 2") festgelegt ist.
23. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verfahrbereichseinstellung ( 25) vorgesehen ist, mittels welcher für die Zahnstange (3, 3', 3") wählbare Zwischenpositionen zwischen der ersten und zweiten Position einstellbar sind, in welchen Zwischenpositionen die Zahnstange ( 3 , 3 ', 3 ") beim Ausfahren aus der ersten Position an einem Anschlag ( 251 ) gestoppt wird.
24. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrbereichseinstellung ein an der Bodenplatte (2, 2', 2") in Längsrichtung der Zahnstange (3 , 3', 3") verstellbar angeordnetes Anschlagselement (253 ) aufweist, an welchem der Anschlag ( 251 ) ausgebildet ist.
25. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement als Nutenstein ( 253 ) ausgebildet ist, welcher in einem sich parallel zu einer Stangenführung (23) der Zahnstange (3, 3', 3") in der Bodenplatte (2, 2', 2") erstreckenden Einstellabschnitt (252) durch Aufstecken in der Längsrichtung fixierbar ist.
26. Linearantrieb ( 1 00, 1 00', 1 00") nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellabschnitt (252) zur Fixierung des Nutensteins (253 ) in der Längsrichtung eine Zahnung aufweist, welche mit einer Zahnung in der Nut des Nutensteins ( 253 ) beim Aufstecken in Eingriff kommt.
27. Verfahren zum Montieren des Linearantriebs ( 1 00, 1 00', 1 00") nach einem der Ansprüche 1 bis 26, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen der Bodenplatte ( 2, 2', 2" ) mit der in ihr gelagerten beweglichen Zahnstange (3, 3', 3");
Verbinden der in der Bodenplatte ( 2, 2', 2") gelagerten Zahnstange (3, 3', 3") mit der zu betätigenden klimatechnischen Einheit;
Positionieren und Befestigen der Bodenplatte ( 2, 2', 2") auf einem dafür vorgesehenen ortsfesten Träger; Wirkverbinden der Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") mit der Zahnstange (3, 3', 3"); dadurch gekennzeichnet, dass zum Wirkverbinden der Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 " ) mit der Zahnstange (3, 3', 3") die Antriebseinheit ( 1 , 1 ', 1 ") auf die Bodenplatte (2, 2', 2") einrastend aufgeschnappt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit ( 1 ', 1 ") mit einem Zahnrad (4', 4") bereitgestellt wird, welches über ein axial aus der Drehebene des Zahnrads (4', 4") hervorragendes Verbindungselement (42', 42") mit dem Getriebeteil ( 1 1 ', 1 1 " ) verbunden ist, wobei das Zahnrad (4', 4") durch das Aufschnappen der Antriebseinheit ( 1 ', 1 ") auf die Bodenplatte ( 2', 2" ) mit der Zahnstange (3', 3") in Eingriff gebracht wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (4' ) beim Aufschnappen der Antriebseinheit ( 1 ') auf die Bodenplatte ( 2') über ein Führungselement (22') relativ zur Bodenplatte (2') geführt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement ( 22') in eine Ausnehmung (422') des Zahnrads (4') aufgenommen wird.
31. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte ( 2) mit den in ihr gelagerten beweglichen Elementen Zahnrad (4) und Zahnstange (3 ) bereitgestellt wird; und die Antriebseinheit ( 1 ) mit dem Zahnrad (4) verbunden wird; wobei zum Verbinden der Antriebseinheit ( 1 ) mit dem Zahnrad (4) die Antriebseinheit ( 1 ) auf die Bodenplatte (2) einrastend aufgeschnappt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Bereitstellen der Bodenplatte ( 2) die Zahnstange ( 3 ) in eine in der Bodenplatte (2) vorgesehene Stangenführung ( 23 ) eingeschoben wird, und dass das Zahnrad (4) in eine in der Bodenplatte (2) dafür vorgesehene Vertiefung (24) eingesetzt wird, derart, dass das Zahnrad (4) mit der Zahnstange (3 ) in Eingriff kommt.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodenplatte (2, 2', 2") eine Verfahrbereichseinstellung (25 ) vorgesehen ist, und dass vor dem Aufschnappen der Antriebseinheit ( 1 , Γ, 1 ") der Verfahrbereich für die Zahnstange (3, 3', 3") eingestellt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrbereich mittels eines in der Verfahrbereichseinstellung (25 ) aufsteckbar angeordneten Anschlagselements (253 ) einstellbar ist, und dass der Verfahrbereich durch Aufstecken des Anschlagselements (253 ) in einer ausgewählten Position eingestellt wird.
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