WO2020249617A1 - Linearantrieb mit kupplung - Google Patents

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WO2020249617A1
WO2020249617A1 PCT/EP2020/066093 EP2020066093W WO2020249617A1 WO 2020249617 A1 WO2020249617 A1 WO 2020249617A1 EP 2020066093 W EP2020066093 W EP 2020066093W WO 2020249617 A1 WO2020249617 A1 WO 2020249617A1
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linear drive
clutch
drive according
holder
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PCT/EP2020/066093
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Péter BARTUS
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Dewertokin Gmbh
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    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/209—Arrangements for driving the actuator using worm gears

Definitions

  • the invention relates to a linear drive, in particular for adjusting a piece of furniture, a hospital bed or the like, with an electric motor which, via a gear mechanism, adjusts a lifting tube so that it can be moved relative to a stationary guide tube and thus lengthen and shorten the length of the linear drive, e.g. to adjust the piece of furniture, hospital bed or the like.
  • the invention relates to a linear drive with a gear that can be driven by an electric motor, an electric motor connected to the gear housing and particularly housed in a motor housing, which drives a shaft with a worm or is provided at the end with a worm that in turn meshes with a worm wheel .
  • This worm wheel is rotatably connected via a coupling with a spin delhalter and detachable from this.
  • a spindle is rotatably received in the spindle holder.
  • a spindle nut runs on the spindle, which can be moved longitudinally in a guide tube between a retracted rear end position and an extended front end position and is connected to a lifting tube.
  • this lifting tube is preferably connected to a piece of furniture or another object and can thus be adjusted by adjusting or longitudinally adjusting the movable lifting tube in relation to the stationary guide tube. in order to pivot two components against each other.
  • a linear drive is particularly preferably used for adjusting hospital beds, the linear drive being attached below a frame of a bed or on the frame of a bed, in particular with a claw coupling at the rear end of the gear housing and the lifting tube on a head or foot part is articulated, which are adjustable compared to the stationary frame from a stored position in a crossed position.
  • the clutch In the rest position, the clutch is engaged, so it is held in the engaged position by a spring, in which the clutch connects the worm wheel to the spindle holder and thus transmits the torque from the worm wheel to the spindle holder and thus to the spindle.
  • the connection is made via pairs of complementary profiles on the worm wheel and the spindle holder, in particular in the form of spline structures with a complementary profile structure on the inside of the coupling, which thus connects the worm wheel and the spindle holder to one another in a rotationally fixed manner.
  • the coupling according to the invention is used, which in this respect can also be referred to as an emergency coupling.
  • actuating a clutch actuator which disengages the clutch against the spring force, the non-rotatable connection between spindle nut and spindle holder is interrupted, so that a freewheel is realized and the bed or the swiveled foot or head part instantly can be lowered.
  • the worm wheel comprises molded-on claws to form a molded part and has a smooth surface.
  • the worm wheel has a spline shaft integrally formed thereon and a flange with a correspondingly designed wedge structure is formed on the spindle holder.
  • the clutch is spring-loaded and, in the rest position, is pressed by the splined shaft on the worm wheel onto the correspondingly designed wedge structure on the spindle holder, so that they are connected in a rotationally fixed manner.
  • the clutch is actuated via a rotary knob located on the gearbox housing, which adjusts a driver via an eccentric.
  • This driver engages in a circumferential groove on the outside of the coupling by means of a pin.
  • the clutch is transferred from the engaged rest position to the disengaged free-running position by means of the eccentric.
  • the coupling connects the worm wheel with the spindle holder in a rotationally fixed manner, ie it is coupled.
  • the disadvantage of this embodiment is the complex actuation via a rotary mechanism or a rotary knob with an eccentric. This means that you have to reach near the gear housing with this rotary knob in order to realize the emergency release of the clutch in an emergency. This can sometimes be problematic because of the access, especially in urgent situations, i.e. in an emergency.
  • the actuating mechanism is arranged essentially laterally next to the transmission housing, which makes the structure and assembly relatively complex.
  • the invention is therefore based on the object of at least partially avoiding these disadvantages and in particular to provide a linear drive that enables a particularly simple and fast operation of the coupling development, including different ones Areas of the bed.
  • the coupling element has two clamping elements which can be rotated against each other about a common axis of rotation, between which a coarse thread or run-up bevel is formed and that a traction means is provided, with which the clamping elements are rotatable in relation to one another about the common axis of rotation.
  • the axis of rotation extends in the direction of the longitudinal direction of the coupling, which is usually arranged coaxially to the longitudinal axis of the spindle and thus the entire linear drive.
  • a lateral attack on the coupling is no longer necessary and is instead carried out axially along the longitudinal axis the clutch arranged clutch actuation comprising the two mutually rotatable clamping elements replaced with between these trained and mutually abutting run-up bevels.
  • This clutch actuation thus comprises the two tensioning elements that can be rotated relative to one another, a first being arranged on the inside in the installed position and resting on the clutch or actuating it directly.
  • This first clamping element is axially displaceable and non-rotatably arranged and is therefore referred to as a sliding element.
  • the second tensioning element is arranged on the outside of the sliding element, so spaced apart from the coupling via the sliding element and is rotatable about the axis of rotation, but axially fixed, which is why this is referred to as a rotating element.
  • abutting run-on slopes are formed, which preferably have complementary slopes of about 45 degrees and the axial offset during rotation can be determined as desired by the slope angle.
  • the rotation of the rotary element therefore causes an axial displacement of the sliding element through the opposing run-up of the run-up slopes of the two clamping elements against each other.
  • the sliding element is axially offset along the longitudinal axis of the coupling, presses on the inside of the coupling and thus disconnects it from the coupling for freewheeling or emergency adjustment, which is pretensioned by a spring in the rest position, in which the coupling releases the spindle holder for emergency operation.
  • This configuration has decisive advantages. On the one hand, it is very compact because it can be easily integrated into the end of the housing with a linear alignment and no radially engaging levers, slides or other mechanisms have to be provided which laterally increase the installation space of the housing or the linear drive.
  • the coupling is particularly preferably arranged in the rear end of the linear drive.
  • the clutch and the clutch actuation that is to say the two tensioning elements running against one another, preferably have a corresponding or similar external geometry or are geometrically adapted to one another.
  • This outer diameter is preferably geometrically adapted to the inner diameter of a fork head.
  • the sliding element and the rotary element of the clutch actuation are hollow-cylindrical or ring-shaped, so that they can be placed on or on the clutch, in particular encompassing or encompassing the outside from behind.
  • the sliding element is designed as a hollow cylindrical sliding ring and the Drehele element as a hollow cylindrical rotating ring.
  • the rotary element preferably comprises at least traction means holder for inserting or fastening a traction means, particularly preferably a Bowden cable, in which thimbles of traction ropes can be used.
  • the outer rotating ring comprises two such pulling means holders diametrically opposite on the outside.
  • these holders are rotatably articulated on the outer circumferential surface of the second clamping ring and are preferably designed as rotatably articulated cable receivers.
  • the rotating ring can have recesses, the size of which is at least adapted to the fastening section of the traction device holder is.
  • a particularly compact embodiment of the invention made it possible for the first time to arrange the clutch and clutch actuation, at least partially received in a fork head.
  • the fork head preferably has a socket-like, hollow cylindrical receiving stub, which extends from the front end of the fork head with the forks away and is designed to accommodate the clutch actuation and possibly also at least parts of the clutch.
  • this fork head of a preferred embodiment can also be partially accommodated in the transmission housing or built into it.
  • the receiving stub of the fork head comprises at least one feed opening for feeding in a cable or Bowden cable.
  • this feed opening is formed at the end of a tangentially laterally from the outer jacket surface of the fork head outgoing A port, which is thus transverse to
  • Longitudinal axis of the fork head extends tangentially on the outer cylindrical lateral surface of the hollow cylindrical receiving socket for receiving the clutch actuation and in which a Bowden cable holder or a fastening for the Bowden cable is received on the rotating ring.
  • the Bowden cable holder has receptacles protruding from the inlet connection, into which a cable thimble at the end of a Bowden cable can be inserted.
  • the fork head has two diametrically opposed input connectors for receiving Bowden cable holders, which are diametrically opposed tangentially to the side of the lateral surface of the preferably protrude cylindrical fork head.
  • the emergency release of the coupling can thus be actuated from both sides of a hospital bed by means of a separate traction device.
  • the proposed linear drive is preferably used as a monan drive, particularly preferably for adjusting a pivotable head or foot part of a hospital bed.
  • a person skilled in the art can understand that this can generally be used for adjusting mechanical devices of all kinds, in particular for adjusting a movable component in relation to a stationary component.
  • a particularly compact mounting of the spindle holder in a small space can be realized in that the spindle holder has a bearing seat on which an inner ring of a bearing sits, and an outer ring of this bearing is arranged in a bearing seat of a bearing holder that holds the bearing in the fork head or in the gear housing la Gert.
  • the bearing holder thus has a bearing seat on a front side facing the bearing for the framing reception of the outer ring of the bearing and, at a rear end facing away from the bearing, has a connection area for fastening with the receiving joint partner, preferably the inside of a fork head, this connection Area can have reduced dimensions compared to the bearing seat in order to be able to assemble it easily.
  • pins and ribs are formed between the joining partner and the bearing holder, which in the installed position engage in one another in such a way that the exact rotational angle alignment of the bearing holder along the longitudinal axis of the coupling arrangement is irrelevant, i.e. it can be easily installed in any directional position.
  • This bearing seat of the bearing holder preferably comprises an axial stop acting axially on the bearing in order to be able to function as a fixed bearing.
  • the bearing seat of the bearing holder preferably has a bearing shoulder which is designed to receive or support the outer ring of the bearing both on the outside and on the front side.
  • the bearing seat of the bearing holder can be a circumferentially closed structure, e.g. be designed as a cup-shaped structure which has the La gerabsatz for receiving the outer ring of the bearing at a front end in the installed position.
  • the bearing seat is not designed as a circumferentially closed structure, but rather has bearing fingers that are spaced apart from one another in the circumferential direction and that form spaces between them. These bearing fingers can engage or sit in complementary bearing finger recesses on the rear end of the sliding element of the clutch actuation.
  • the bearing holder thus comprises a bearing seat for the outer ring of the bearing, which preferably includes the shoulder that surrounds the outer ring in installation area both on the outside and on the front side for realizing a fixed / loose bearing.
  • This bearing seat of the bearing holder is preferably adjoined by a connection area with which the bearing holder is connected to the receiving joining partner, e.g. Clevis.
  • the bearing holder can be used particularly easily in almost any rotation angle orientation in a receiving socket of the fork head if the connecting area of the bearing holder is several transversely to the longitudinal axis of the bearing.
  • Gerhalter includes extending cross struts with intermediate spaces formed between these, in which pins engage on the inside of the front end of the fork head.
  • the bearing seat can be designed as a circumferentially closed ring with an outer shoulder formed on the end face for forming the axial stop.
  • a particularly compact integration of the bearing holder into the clutch actuation can be achieved in that the bearing holder is not designed as a circumferentially closed structure, but rather the ring of the bearing seat with the outer paragraph is circumferentially interrupted several times to form several circumferentially spaced apart bearing fingers together form the bearing seat for receiving the outer ring of the bearing, in particular the ball bearing.
  • bearing fingers can now engage in corresponding bearing fin recesses on the outer side of the sliding element facing the rotary element, so that the sliding element of the clutch actuation can be moved around these bearing fingers.
  • the bearing holder comprises six circumferentially spaced apart bearing fingers which engage in complementary slot-like bearing finger recesses formed on the outside of the sliding element. Accordingly, the proposed bearing holder is enclosed in the installed position by the clutch actuation or summarized by this.
  • Preferred embodiments include the design of the coupling as a coupling sleeve, i.e. as a round or hohlzy-cylindrical component with an inner profile structure that is adapted to a complementary profile structure of the worm wheel and the spindle holder in order to connect them to one another in a rotationally fixed manner in the coupled position establish a positive connection.
  • a coupling sleeve i.e. as a round or hohlzy-cylindrical component with an inner profile structure that is adapted to a complementary profile structure of the worm wheel and the spindle holder in order to connect them to one another in a rotationally fixed manner in the coupled position establish a positive connection.
  • this profile structure is designed as a spline structure on the inside of the coupling, which is complementary to a spline shaft formed on the worm wheel and a spline shaft formed on a spindle holder, i.e. interacts coupled with these and transmits the torque from the worm wheel to the spindle holder .
  • the spindle holder preferably has a splined shaft flange protruding radially at the end over a central, hollow cylindrical receiving section extending along the longitudinal axis for the rotationally fixed receiving of the spindle.
  • this spline shaft flange On an inside facing the worm wheel, this spline shaft flange has a spline shaft structure which is complementary to the coupling and which in this respect also corresponds to the spline shaft structure of the worm wheel.
  • the non-rotatable connection between the spindle holder and the spindle is made either via a press fit or via an dowel pins hammered into the notches on the face of the spindle between the spindle and the spindle holder.
  • the transmission housing is divided or made separable.
  • This preferably comprises a first housing part, in particular designed to accommodate the electric motor, and a second housing part which can be releasably connected to this first housing part.
  • the housing parts preferably rest against one another at a separation plane.
  • a circumferential joining flange with a sealing element formed thereon is provided at the joining or separation plane, which preferably comprises a sealing groove and a sealing lip or a sealing projection formed to complement it, which engage in one another in the installed position in a sealing manner and thus the joint frame seals between the housing parts.
  • the indefinite article and the definite article refer not only to a single component but are to be understood as “at least one”.
  • the terminology includes the aforementioned words, variations thereof, and similar meanings.
  • the terms "about”, “substantially” and similar terms in connection with the dimensions and a property of a component of the invention do not describe the dimension and property described as a strict limit or parameter and do not exclude minor modifications thereof are functionally similar.
  • At least parts of the description with numerical parameters also include modifications of these parameters in accordance with the mathematical and manufacturing principles in the prior art, e.g. Roundings, deviations and other systematic errors, manufacturing tolerances, etc.
  • Figure 1 is an isometric front view of a linear drive according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged isometric front view of the rear end of the linear drive with the housing cover and fork head removed;
  • FIG. 3 is an isometric exploded view of the arrangement comprising worm wheel, coupling and spindle holder;
  • FIG. 4 is an enlarged perspective top view of FIG.
  • FIG. 5 the top view of the arrangement according to FIG. 4 coupled
  • FIG. 6 an isometric, enlarged view of the clutch actuation according to the invention with the fork head removed;
  • Figure 7 is an enlarged isometric plan view of the arrangement comprising worm wheel, clutch, spindle holder and the clutch actuation in the engaged position;
  • FIG. 8 shows an enlarged isometric view of the arrangement according to FIG. 7 from behind in the uncoupled position;
  • FIG. 9 shows an enlarged longitudinal section of the arrangement comprising worm wheel, coupling, spindle holder, bearing, bearing holder and clutch actuation comprising sliding sleeve and rotating sleeve;
  • FIG. 10 shows a longitudinal section of the linear drive according to FIG. 10 through the center of the guide tube.
  • the linear drive consists essentially of a two-part gear housing 2, a motor housing 4 accommodated in the sem with an electric motor arranged therein and a guide tube 6 extending in the longitudinal direction of the linear drive, in which a lifting tube 8 is accommodated in a longitudinally displaceable manner and is adjustable between a retracted end position shown in FIG. 1 and a fully extended end position.
  • the linear drive can be fastened between two components which can be adjusted relative to one another, e.g. for adjusting the pivotable head and foot end of a bed in relation to a stationary frame.
  • Vorzugwei se the rear fork head 10 is connected to a cross strut on the frame of the bed and the front fork head 12 with a cross strut pivotably hinged to the frame foot or head part.
  • the lifting tube 8 By retracting and extending the lifting tube 8 relative to the stationary guide tube 6, the foot or head part is pivoted in relation to the stationary frame, which forms a frame plane, that is, lifted out of the frame plane.
  • the transmission housing 2 is divided or separable and comprises a rear housing part 2a and a housing cover 2b connected to this at a joining flange, a sealing groove being formed on the joining flange.
  • the rear housing part 2a has a cylindrical Aufnah mestutzen for receiving the motor housing 4, which is thus transverse to the longitudinal direction of the linear drive extends.
  • the motor housing 4 thus extends in the present case transversely to the longitudinal axis of the linear drive.
  • the fork head 10 has a receptacle 10b formed from an end wall of the fork head 10 in the opposite direction to the fork head, from which tangential to the outer one face and transversely to the longitudinal axis of this receptacle 10b, input port lOd, lOe for receiving the Bowdenzughal ter 26, 28 extend, or from which the Bowdenzughalter 26, 28 protrude, namely one Bowdenzughalter 26 upwards and the other Bowdenzughalter 28 in the opposite direction to the first down.
  • Figure 2 shows an enlarged perspective front view of the arranged in the transmission housing 2 transmission with ent removed housing cover 2b and fork head 10. The of the
  • Electric motor-driven shaft with the spindle 14 formed thereon protrudes transversely into the gear housing and meshes with a worm wheel 16, which has a spline connector 16a formed in one piece with the tooth flanks on the side next to the actual worm wheel.
  • a compression spring 18 is arranged on this spline shaft connector 16a, which acts on a coupling sleeve 20, which sits in a rotationally fixed and longitudinally displaceable manner on the spline shaft connector 16a and has a complementary spline structure formed on the inside of the spline structure of the spline connector 16a.
  • the actuation of the coupling sleeve 20 for disengaging in an emergency takes place via the clutch actuation according to the invention, in the present case comprising a sliding sleeve 22 which acts on the inside of the coupling sleeve 20 and is axially displaceable but rotatably arranged the rotatable but axially fixed rotating sleeve 24 acts on the outside.
  • this rotary sleeve 24 At the outer end of this rotary sleeve 24 are diametrically ge opposite the two Bowden cable holders 26, 28 hinged tangentially extending to the circumference of the rotary sleeve rotatably.
  • these Bowden cable holders 26, 28 steel cables (not shown) with thimbles at the ends can be inserted or snapped.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the assembly around the worm wheel 16 with the splined shaft connector 16a formed thereon and the compression spring 18 seated on this splined shaft connector 16a having internal spline structure.
  • the end face inserted into the outer, rear end of the spline connector 16a is the hollow-cylindrical Spindelhal ter 30, in which the spindle 32 is received in a rotationally fixed manner.
  • the spindle holder 30 has a wedge shaft flange 30b protruding radially from the hollow cylindrical outer surface of the central spindle socket 30a for the rotationally fixed reception of the spindle 32, on whose inside facing the coupling sleeve 20 also a spline structure is formed from, which is designed complementary to the shaft structure on the spline connector 16a of the worm wheel 16.
  • FIG. 4 shows an enlarged top view of these elements shown in FIG. 3 in the disengaged position, in which the coupling sleeve 20 releases the splined shaft flange 30b of the spindle holder 34 for realizing the desired freewheeling of the spindle 36.
  • Figure 5 shows the coupling sleeve 20, however, in the coupled position, in which this coupling sleeve 20 connects the splined shaft connector 16a of the worm wheel with the spindle holder 34, i.e. is pressed by the compression spring 18 onto the spline shaft flange 30b of the spindle holder 30.
  • the sliding sleeve 22 is non-rotatable, but fastened displaceably in the longitudinal direction of the coupling arrangement and thus acts with the inside end face on the coupling sleeve 20 in order to disengage it.
  • the sliding sleeve 22 has circumferentially equidistantly spaced from one another on the outer end face, which is therefore facing the rotating sleeve 24, several, in the present case six axially protruding run-up bevels 22a.
  • the rotary sleeve 24 has on the inner side facing the sliding sleeve 22 complementary run-on bevels 24a of the rotary sleeve 24 which are designed to be complementary to these run-up bevels 22a of the sliding sleeve, so that the rotary sleeve 24 and the sliding sleeve 22 rest against one another or engage in one another in the installed position so that the end faces of the sliding sleeve 22 and rotating sleeve 24 lie flat against each other in the rest position.
  • a clockwise rotation of the rotary sleeve 24 about the longitudinal axis then causes the complementary run-up bevels 22a, 24a to run against each other and thus cause the axial adjustment of the sliding sleeve 22.
  • the inner end face of the sliding sleeve 22 rests against the end face of the coupling sleeve 20 and is geometrically designed in such a way that it simultaneously protrudes over the splined shaft flange 34b of the spindle sleeve 34 or surrounds it on the inside.
  • the arms 26a, 28a of the Bowden cable holders 26, 28 are rotatably connected to the front end of the rotary sleeve 24 via pins 24c, as can be seen particularly well from the enlarged illustration in FIG.
  • FIG. 7 shows the clutch actuation in the engaged rest position, in which the sliding sleeve 22 rests on the outside of the rotating sleeve 24, the run-on bevel 22a, 24a of the sliding sleeve 22 and the rotating sleeve 24 abutting one another over the entire surface so that the sliding sleeve 22 and the rotating sleeve 24 abut one another at the end without a gap.
  • FIG. 8 shows the arrangement according to FIG. 7 in the uncoupled emergency position after rotating the rotary sleeve 24 counterclockwise by a Bowden cable holder 26, 28, so that the run-up bevels 22a, 24a run up against one another and the sliding sleeve 22 axially inwards against the coupling sleeve 20 was moved.
  • the sliding sleeve 22 engages over the spline shaft flange 30b of the spindle holder 30 on the outside or slides over it.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section of the arrangement comprising the worm wheel, the sliding sleeve 20 arranged on the splined shaft connector 16a of the worm wheel 16, the spindle holder 30 inserted into the rear end of the worm wheel 16, the roller bearing 34 placed on the rear bearing seat 30c of the spindle holder 30, which is enclosed on the outside by the bearing seat of the bearing holder 36.
  • the sliding sleeve 22 comprises at the rear end facing away from the coupling sleeve 20 six bearing finger recesses 22b spaced equi-distantly in the circumferential direction, in which the complementary bearing fingers 36a of the bearing holder engage or sit.
  • the equidistantly spaced apart in the circumferential direction Lagerfin ger 36a form the circumferential bearing seat which defines an axial stop to the rear and a radial stop to the outside.
  • the bearing fingers 36a are flush with the outside of the sliding sleeve 22 or are seated in the complementary bearing finger recesses 22b of the sliding sleeve 22.
  • the bearing seat of the bearing holder 36 formed by the bearing fingers 36a is followed by a connecting section, which has a reduced outer diameter compared to the bearing seat and in the present case has several transverse struts 36a extending transversely to the longitudinal axis of the bearing holder with gaps formed between them, in which are built Engage in the fork head projections on the inner side of the front end of the fork head and thus fix the bearing holder 36.
  • Figure 10 shows an enlarged longitudinal section of the linear drive through the longitudinal axis of the guide tube 6 and the lifting tube 8.
  • the fork head 10 comprises a rear end wall, from which two fastening webs extend outward for receiving a rod or the like .
  • this fork head comprises an integrally formed and hollow cylindrical receiving socket 10b, which is lengthwise adapted to the surrounding accommodation of the clutch actuation and the coupling sleeve 20.
  • this receiving socket 10b has outwardly protruding ribs 10c, which are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the receiving connector 10b and engage in complementary grooves or grooves formed on the inside of the rear end of the gearbox housing 2 for a positive connection or, alternatively, for snap-in connection of the fork head 10 to the lower end of the gearbox housing 2.
  • the transmission thus drives the spindle 14 with a trapezoidal thread, on which a spindle nut 38 runs between the rear retracted position shown in Figure 10 and an extended extended position in which the lifting tube 8 with the front fork head 12 is completely extended out of the guide tube 6 is.
  • inlet connector lOf can be seen particularly well here, the longitudinal axis of which extends transversely to the longitudinal axis of the receiving connector 10b tangentially on its outer surface and in which the Bowden cable holder 26 can be inserted, which is rotatably linked to the rotary ring 24 of the clutch actuation via the arm 26.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einem Getriebegehäuse (2) und einem in diesem aufgenommenen Elektromotor (24), der eine Welle (10) mit einer Schnecke (16) antreibt. Die Welle (10) kämmt ein Schneckenrad (18), das über eine Kupplung (20) drehfest mit einem Spindelhalter (22) verbindbar ist, der mit einer Spindel (14) drehfest verbunden ist. Die Kupplung ist durch eine Feder (18) vorgespannt und mittels einer Kupplungsbetätigung verstellbar. Um eine einfache und schnelle Bedienung der Kupplung zu ermöglichen wird vorgeschlagen, DASS die Kupplungsbetätigung ein an die Kupplung (20) anliegendes Schiebeelement (22) umfasst, das drehfest aber axial verschieblich im Verhältnis zur Kupplung (20) angeordnet ist. Ein axial fixiertes, aber um eine Drehachse drehbares Drehelement (24) greift an einer von der Kupplung (20) abgewandten Außenseite an das Schiebeelement (22) an. Zwischen dem Schiebeelement (22) und dem Drehelement (24) sind komplementär ausgebildete Auflaufschrägen (22a, 24a) vorgesehen. Das Drehelement (24) ist über ein Zugelement betätigbar.

Description

Linearantrieb mit Kupplung
Im Allgemeinen betrifft die Erfindung einen Linearantrieb, insbesondere zum Verstellen eines Möbelstücks, Krankenbetts oder dergleichen, mit einem Elektromotor, welcher über ein Getriebe ein Hubrohr relativbeweglich zu einem stationären Führungsrohr verstellt und somit die Länge des Linearan triebs verlängert und unverkürzt, um z.B. das Möbelstück, Krankenbett oder dergleichen zu verstellen.
Im speziellen betrifft die Erfindung einen Linearantrieb mit einem über einen Elektromotor antreibbares Getriebe, einem mit dem Getriebegehäuse verbundenen und insbesondere in ei nem Motorgehäuse aufgenommenen Elektromotor, der eine Welle mit einer Schnecke antreibt oder am Ende mit einer Schnecke versehen ist, die ihrerseits ein Schneckenrad kämmt. Dieses Schneckenrad ist über eine Kupplung drehfest mit einem Spin delhalter verbindbar und von diesem lösbar. In dem Spindel halter ist eine Spindel drehfest aufgenommen. Auf der Spin del läuft eine Spindelmutter, die in einem Führungsrohr längsverschieblich zwischen einer eingefahrenen hinteren Endlage und einer ausgefahrenen vorderen Endlage verstellbar ist und mit einem Hubrohr verbunden ist. Dieses Hubrohr ist wie auch das Getriebegehäuse vorzugsweise mit einem Möbel oder einem anderen Gegenstand verbunden und kann so durch die Verstellung bzw. Längsverstellung des beweglichen Hub rohrs im Verhältnis zu dem stationären Führungsrohr ver- stellt werden, um zwei Bauteile gegeneinander zu Verschwen- ken. Besonders bevorzugt wird ein solcher Linearantrieb zum Verstellen von Krankenbetten eingesetzt, wobei der Linearan trieb unterhalb eines Rahmens eines Bettes oder an dem Rah men eines Bettes befestigt ist, insbesondere mit einer Klau enkupplung am hinteren Ende des Getriebegehäuses und das Hubrohr an einem Kopf- oder Fußteil angelenkt ist, die ge genüber dem stationären Rahmen aus einer abgelegten Position in eine verschränkte Position verstellbar sind.
In Ruhestellung ist die Kupplung eingekuppelt, wird also von einer Feder in der eingekuppelten Stellung gehalten, in wel cher die Kupplung das Schneckenrad mit dem Spindelhalter verbindet und somit das Drehmoment von dem Schneckenrad auf den Spindelhalter und somit auf die Spindel überträgt. Übli cherweise erfolgt die Verbindung über paarweise komplementär an dem Schneckenrad und dem Spindelhalter ausgebildete Pro filstrukturen, insbesondere in Form von Keilwellenstrukturen mit einer komplementär ausgebildeten Profilstruktur an der Innenseite der Kupplung, welche also das Schneckenrad und den Spindelhalter somit drehfest miteinander verbindet.
Für derartige Linearantriebe ist es mitunter erforderlich, dass diese aus der eingekuppelten Stellung gelöst werden müssen, mitunter auch relativ kurzfristig und schnell, z.B., weil ein Patient rasch in einem Notfall behandelt werden muss und hierzu das Kopf- oder das Fußende des Bettes abge senkt werden muss. Hierfür dient die erfindungsgemäße Kupp lung, die insofern auch als Notkupplung bezeichnet werden kann. Durch Betätigung einer Kupplungsbetätigung, welche die Kupplung gegen die Federkraft auskuppelt, wird die drehfeste Verbindung zwischen Spindelmutter und Spindelhalter unter brochen, so dass ein Freilauf realisiert wird und das Bett bzw. das angeschwenkte Fuß- oder Kopfteil augenblicklich abgesenkt werden kann.
Stand der Technik
Eine derartige Kupplung ist beispielsweise aus der interna tionalen Patentanmeldung WO 2014/005913 der Anmelderin be kannt. Bei dieser Ausgestaltung umfasst das Schneckenrad angespritzte Klauen zur Bildung eines Formteils und ist in nen glattflächig . Das Schneckenrad weist eine seitlich daran angeformte Keilwelle auf und an dem Spindelhalter ist ein Flansch mit einer korrespondierend ausgebildeten Keilstruk tur ausgebildet. Die Kupplung ist federgespannt und wird in der Ruhestellung von der Keilwelle an dem Schneckenrad auf die korrespondierend ausgebildete Keilstruktur an dem Spin delhalter gedrückt, so dass diese drehfest verbunden sind.
Die Kupplung wird betätigt über einen an dem Getriebegehäuse angeordneten Drehknopf, der über einen Exzenter einen Mit nehmer verstellt. Dieser Mitnehmer greift mittels Zapfen in eine außenseitig umlaufende Nut der Kupplung ein. Durch Dre hung des Knopfes wird mittels des Exzenters die Kupplung aus der eingekuppelten Ruhestellung in die ausgekuppelte Frei laufstellung überführt. Im Ruhezustand verbindet die Kupp lung das Schneckenrad mit dem Spindelhalter drehfest, ist also eingekuppelt.
Nachteile am Stand der Technik
Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist die komplexe Betäti gung über einen Drehmechanismus bzw. über einen Drehknopf mit Exzenter. Damit muss in die Nähe des Getriebegehäuses mit diesem Drehknopf gegriffen werden um das Notlösen der Kupplung im Notfall zu realisieren. Dieses kann mitunter wegen des Zugangs problematisch sein, insbesondere in eili gen Situationen, also im Notfall. Ferner ist der Betätigungsmechanismus im Wesentlichen seit lich neben dem Getriebegehäuse angeordnet, was den Aufbau und die Montage relativ komplex gestaltet.
Aufgabe
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik und den damit verbundenen Nachteilen liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere einen Linearantrieb vorzusehen, der eine besonders einfache und schnelle Bedienung der Kupp lung ermöglicht, und zwar auch von verschiedenen Bereichen des Bettes her.
Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bereits durch die Merkma le der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte, aber nicht zwingende Weiterentwicklungen sind in den Unteransprü chen wiedergegeben.
In der einfachsten Ausführungsform wird diese Aufgabe bzw. das technische Problem somit bereits dadurch gelöst, dass auf das Kupplungselement zwei gegeneinander um eine gemein same Drehachse gegeneinander verdrehbare Spannelemente auf weist, zwischen denen ein Steilgewinde bzw. Auflaufschrägen ausgebildet ist und dass ein Zugmittel vorgesehen ist, mit welchem die Spannelemente im Verhältnis zueinander um die gemeinsame Drehachse drehbar sind.
Die Drehachse erstreckt sich dabei in Längserstreckungsrich tung der Kupplung, welche üblicherweise koaxial angeordnet ist zu der Längsachse der Spindel und somit des gesamten Linearantriebs. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist also ein seitlicher Angriff an die Kupplung nicht mehr nötig und wird vielmehr durch eine axial entlang der Längsachse der Kupplung angeordnete Kupplungsbetätigung umfassend die beiden gegeneinander verdrehbaren Spannelememente mit zwi schen diesen ausgebildeten und gegeneinander anliegenden Auflaufschrägen ersetzt. Diese Kupplungsbetätigung umfasst somit die beiden gegeneinander verdrehbaren Spannelemente, wobei ein erstes in Einbaulage innenseitig angeordnet ist und an der Kupplung anliegt bzw. diese direkt betätigt. Die ses erste Spannelement ist axial verschieblich und drehfest angeordnet und wird deshalb als Schiebelement bezeichnet.
Das zweite Spannelement ist außenseitig von dem Schiebele ment angeordnet, also über das Schiebelement von der Kupp lung beabstandet und ist um die Drehachse drehbar, aber axi al fixiert angeordnet, weshalb dieses als Drehelement be zeichnet wird. Zwischen dem Schiebelement und dem Drehele ment sind gegeneinander in Einbaulage anliegende Auflauf schrägen ausgebildet, die vorzugsweise komplementäre Stei gungen von ca. 45 Grad aufweisen und der Axialversatz bei der Rotation sich durch die Steigungswinkel beliebig bestim men lässt. Die Drehung des Drehelements bewirkt deshalb ein axiales Verschieben des Schiebeelements durch das gegensei tige Auflaufen der Auflaufschrägen der beiden Spannelemente gegeneinander. Somit wird das Schiebeelement axial versetzt entlang der Kupplungslängsachse, drückt innenseitig auf die Kupplung und kuppelt diese somit aus der durch eine Feder in Ruhestellung vorgespannte Kupplung für den Freilauf bzw. die Notverstellung aus, in welcher die Kupplung den Spindelhal ter für die Notbetätigung freigibt.
Diese Ausgestaltung hat entscheidende Vorteile. Zum einen ist sie sehr kompakt, weil sie linear ausgerichtet einfach in das Ende des Gehäuses integriert werden kann und keine radial angreifenden Hebel, Schieber oder andere Mechanismen vorgesehen werden müssen, welche den Bauraum des Gehäuses bzw. des Linearantriebes seitlich vergrößern. Besonders bevorzugt ist die Kupplung im hinteren Ende des Linearantriebs angeordnet.
Bevorzugt weisen die Kupplung und die Kupplungsbetätigung, also die beiden gegeneinander auflaufenden Spannelemente eine entsprechende oder ähnliche Außengeometrie auf bzw. sind geometrisch aneinander angepasst.
Besonders bevorzugt ist die Ausbildung als zylindrische, insbesondere hohlzylindrische Bauteile mit zumindest glei chem Außendurchmesser. Vorzugsweise ist dieser Außendurch messer geometrisch angepasst an den Innendurchmesser eines Gabelkopfes .
Bevorzugt sind das Schiebeelement und das Drehelement der Kupplungsbetätigung hohlzylindrisch bzw. ringförmig ausge bildet, so dass diese insbesondere von hinten außenseitig umgreifend bzw. umschließend auf bzw. an die Kupplung aufge setzt werden kann. Bevorzugt ist das Schiebeelement als hohlzylindrischer Schiebering ausgebildet und das Drehele ment als hohlzylindrischer Drehring.
Bevorzugt umfasst das Drehelement mindestens Zugmittelhalter zum Einsetzen bzw. Befestigen eines Zugmittels, besonders bevorzugt eines Bowdenzugs, in welchen Seilkauschen von Zug seilen eingesetzt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der äußere Drehring außenseitig diametral gegenüberliegend zwei solche Zugmittelhalter. Besonders bevorzugt sind diese Halter an der äußeren Mantelfläche des zweiten Spannrings drehbar an gelenkt und bevorzugt ausgebildet als drehbar angelenkte Seilaufnehmer. Für den planen Abschluss des Drehrings mit dem angrenzenden Fügepartner, insbesondere Gabelkopf, kann der Drehring Ausnehmungen aufweisen, deren Größe zumindest an den Befestigungsabschnitt des Zugmittelhalters angepasst ist .
Eine besonders kompakte Ausgestaltung der Erfindung ermög licht es erstmalig die Kupplung und die Kupplungsbetätigung, zumindest teilweise in einem Gabelkopf aufgenommen anzuord nen. Hierzu weist der Gabelkopf vorzugsweise einen stutzen artig, hohlzylindrischen Aufnahmestutzen auf, welcher sich von dem mit dem eigentlichen Stirnende des Gabelkopfs mit den Gabeln weg nach vorne erstreckt und ausgebildet ist zur Aufnahme der Kupplungsbetätigung und evtl, auch zumindest Teile der Kupplung.
Zur Erhöhung der Stabilität kann dieser Gabelkopf einer be vorzugten Aus führungs form auch teilweise in dem Getriebege häuse aufgenommen werden bzw. in diesem verbaut sein.
Bei der bevorzugten Aus führungs form umfasst der Aufnahme stutzen des Gabelkopfes mindestens eine Zuführungsöffnung zum Zuführen eines Seils bzw. Bowdenzugs auf. Bevorzugt ist diese Zuführungsöffnung am Ende eines tangential seitlich von der äußeren Mantelfläche des Gabelkopfes abgehenden Ein gangsstutzens ausgebildet, welcher sich somit quer zur
Längsachse des Gabelkopfs tangential an der äußeren zylind rischen Mantelfläche des hohlzylindrischen Aufnahmestutzens für die Aufnahme der Kupplungsbetätigung erstreckt und in welchen ein Bowdenzughalter bzw. eine Befestigung für den Bowdenzug an dem Drehring aufgenommen ist. Bei der bevorzug ten Aus führungs form weist der Bowdenzughalter aus dem Ein gangsstutzen herausragende Aufnehmer auf, in welche eine Seilkausche am Ende eines Bowdenzugs einsteckbar ist.
Bei der besonders bevorzugten Aus führungs form weist der Ga belkopf zwei diametral gegenüberliegende Eingangsstutzen zur Aufnahme von Bowdenzughaltern auf, welche diametral gegen überliegend tangential seitlich von der Mantelfläche des vorzugsweise zylindrischen Gabelkopfes abstehen. Somit kann die Notlösung der Kupplung z.B. von beiden Seiten eines Krankenbettes mittels eines getrennten Zugmittels betätigt werden .
Der vorgeschlagene Linearantrieb wird bevorzugt als Möbelan trieb eingesetzt, besonders bevorzugt zum Verstellen eines schwenkbaren Kopf- oder Fußteils eines Krankenbettes. Für den Fachmann ist verständlich, dass dieser allgemein zum Verstellen von mechanischen Einrichtungen aller Art einsetz- bar ist, insbesondere zum Verstellen eines beweglichen Bau teils im Verhältnis zu einem stationären Bauteil.
Eine besonders kompakte Lagerung des Spindelhalters auf en gem Bauraum kann dadurch realisiert werden, dass der Spin delhalter einen Lagersitz aufweist, auf dem ein Innenring eines Lagers sitzt, und einen Außenring dieses Lagers in einem Lagersitz eines Lagerhalters angeordnet ist, der das Lager in dem Gabelkopf oder auch in dem Getriebegehäuse la gert .
Der Lagerhalter weist also an einer dem Lager zugewandten Vorderseite einen Lagersitz zur einfassenden Aufnahme des Außenrings des Lagers auf und weist an einem von dem Lager abgewandten hinteren Ende einen Verbindungsbereich zur Be festigung mit dem aufnehmenden Fügepartner auf, bevorzugt die Innenseite eines Gabelkopfes, wobei dieser Verbindungs bereich gegenüber dem Lagersitz reduzierte Abmessungen auf weisen kann, um diesen einfach montieren zu können. Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform sind zwischen dem Fü gepartner und dem Lagerhalter Stifte und Rippen ausgebildet, die in Einbaulage so ineinander eingreifen, dass die genaue Drehwinkelausrichtung des Lagerhalters entlang der Längsach se der Kupplungsanordnung irrelevant ist, also in jeder Aus richtungsposition einfach montiert werden kann. Vorzugsweise umfasst dieser Lagersitz des Lagerhalters einen axial auf das Lager wirkenden Axialanschlag, um somit als Festlager fungieren zu können.
Bevorzugt weist der Lagersitz des Lagerhalters einen Lager absatz auf, der ausgebildet ist, den Außenring des Lagers sowohl außenseitig als auch stirnseitig aufzunehmen bzw. abzustützen .
Der Lagersitz des Lagerhalters kann als umfänglich geschlos senes Gebilde, z.B. als topfförmiges Gebilde ausgebildet sein, welches an einem in Einbaulage vorderen Ende den La gerabsatz zur Aufnahme des Außenrings des Lagers aufweist.
Zur Bauraumoptimierung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Lagersitz nicht als umfänglich geschlossenes Gebil de ausgebildet ist, sondern vielmehr in Umfangsrichtung von einander beabstandete Lagerfinger aufweist, welche zwischen sich Zwischenräume ausbilden. Diese Lagerfinger können in komplementär ausgebildete Lagerfingerausnehmungen an dem hinteren Ende des Schiebelements der Kupplungsbetätigung eingreifen bzw. in diesen sitzen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Lagerhalter damit einen Lagersitz für den Außenring des Lagers, der vor zugsweise den Absatz umfasst, der den Außenring in Einbaula ge sowohl außenseitig also auch stirnseitig einfasst zur Realisierung einer Fest-/Loslagerung . An diesen Lagersitz des Lagerhalters schließt sich bevorzugt ein Verbindungsbe reich an, mit welchem der Lagerhalter mit dem aufnehmenden Fügepartner verbunden ist, z.B. Gabelkopf.
Der Lagerhalter kann besonders einfach in nahezu jeder be liebigen Drehwinkelausrichtung in einem Aufnahmestutzen des Gabelkopfs eingesetzt werden, wenn der Verbindungsbereich des Lagerhalters mehrere sich quer zur Längsachse des La- gerhalters erstreckende Querstreben mit zwischen diesen aus gebildete Zwischenräume umfasst, in welche Stifte an der Innenseite des Stirnendes des Gabelkopfes eingreifen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lagerhalters ist es somit möglich, dass der Lagerhalter den Bereich hin ter dem Ende des Spindelhalters und der hinteren Wand des Gabelkopfes überbrückt und den Lagerhalter an der hinteren Wand bzw. Rückwand des Gabelkopfes fixiert bzw. in diesem gelagert ist.
Der Lagersitz kann als umfänglich geschlossener Ring mit einem an der Stirnseite ausgebildeten Außenabsatz zur Bil dung des Axialanschlags ausgebildet sein.
Eine besonders kompakte Integration des Lagerhalters in die Kupplungsbetätigung ist dadurch realisierbar, dass der La gerhalter nicht als umfänglich geschlossenes Gebilde ausge staltet ist, sondern der Ring des Lagersitzes mit dem Außen absatz umfänglich mehrfach unterbrochen ist zur Bildung meh reren umfänglich voneinander beabstandeter Lagerfinger, wel che zusammen den Lagersitz zur Aufnahme des Außenrings des Lagers, insbesondere des Kugellagers bilden.
Diese Lagerfinger können nun in korrespondierende Lagerfin gerausnehmungen an der einer dem Drehelement zugewandten Außenseite des Schiebelements eingreifen, so dass das Schie beelement der Kupplungsbetätigung also um diese Lagerfinger herum verschoben werden kann.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Lagerhalter sechs umfänglich beabstandete Lagerfinger, welche in komple mentär an der Außenseite des Schiebelements ausgebildete, schlitzartige Lagerfingerausnehmungen eingreifen. Demnach ist der vorgeschlagene Lagerhalter in Einbaulage von der Kupplungsbetätigung umschlossen bzw. von dieser einge fasst.
Bevorzugte Ausführungsformen umfassen die Ausbildung der Kupplung als Kupplungshülse, also als rundes bzw. hohlzy lindrisches Bauteil mit einer inneren Profilstruktur, die angepasst ist an eine komplementäre Profilstruktur des Schneckenrads und des Spindelhalters, um diese in der einge kuppelten Stellung drehfest miteinander zu verbinden, also eine formschlüssige Verbindung herzustellen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist an der Innenseite der Kupplung diese Profilstruktur als Keilwellenstruktur ausgebildet, die komplementär zu einer an dem Schneckenrad ausgebildeten Keilwelle und einer an einem dem Spindelhalter ausgebildeten Keilwelle ist, also eingekuppelt mit diesen zusammenwirkt und das Drehmoment von dem Schneckenrad auf den Spindelhalter überträgt. Bevorzugt weist der Spindelhal ter einen über einen mittigen, sich entlang der Längsachse erstreckenden hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt zur dreh festen Aufnahme der Spindel radial endseitig abragenden Keilwellenflansch auf. Dieser Keilwellenflansch weist an einer dem Schneckenrad zugewandten Innenseite eine zur der Kupplung komplementäre Keilwellenstruktur auf, die insofern auch der Keilwellenstruktur des Schneckenrads entspricht.
Aus Kostengründen bestehen die wesentlichen Teile des Line arantriebs aus Kunststoff, insbesondere die Gehäuseteile, aber auch die meisten Getriebeteile. Lediglich die Spindel und die Schnecke bestehen aus Gründen der Festigkeit aus Stahl .
Die drehfeste Verbindung zwischen dem Spindelhalter und der Spindel erfolgt entweder über einen Presssitz oder über an der Stirnseite zwischen Spindel und Spindelhalter in stirn seitige Kerben der Spindel eingeschlagene Spannstifte.
Bevorzugt ist das Getriebegehäuse geteilt bzw. trennbar aus gebildet. Vorzugsweise umfasst dieses ein erstes Gehäuse teil, insbesondere ausgebildet zur Aufnahme des Elektromo tors, sowie ein mit diesem ersten Gehäuseteil lösbar ver bindbares zweites Gehäuseteil. Bevorzugt liegen die Gehäuse teile an einer Trennungsebene gegeneinander an. Bei einer spritzwassergeschützten Ausführungsform ist an der Füge- bzw. Trennungsebene ein umlaufender Fügeflansch mit einem daran ausgebildeten Dichtelement vorgesehen, welches vor zugsweise eine Dichtnut und einer komplementär dazu ausge bildeten Dichtlippe bzw. einem Dichtvorsprung umfasst, die in Einbaulage dichtend ineinander eingreifen und so die Fü gestelle zwischen den Gehäuseteilen abdichtet.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen.
In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. in Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Fi gur (en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschrän kenden Sinne aufzufassen. Im Rahmen dieser Beschreibung wer den die Begriffe „verbunden", „angeschlossen" sowie „inte- griert" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indi rekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten In tegration. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit die ses zweckmäßig ist. Die Darstellungen in den Figuren sind im Wesentlichen maßstäblich.
Zur Veranschaulichung von Details können jedoch bestimmte Bereiche für den Fachmann erkennbar übertrieben groß darge stellt sein. Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthalten nicht jedes bei der prakti schen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail.
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich der unbestimmte Artikel und der bestimmte Artikel nicht nur auf ein einzel nes Bauteil, sondern sind zu verstehen als „mindestens eins". Die Terminologie umfasst die zuvor genannten Worte, Abwandlungen davon sowie ähnliche Bedeutungen. Ferner sollte verstanden werden, dass die Begriffe „etwa", „im Wesentli chen, und ähnliche Begriffe in Verbindung mit den Dimensio nen und einer Eigenschaft einer Komponente der Erfindung die beschriebene Dimension und Eigenschaft nicht als strikte Grenze oder Parameter beschreiben und geringfügige Abwand lungen davon nicht ausschließen, welche funktional ähnlich sind. Zumindest umfassen Beschreibungsteile mit numerischen Parametern auch Abwandlungen dieser Parameter gemäß den ma thematischen und fertigungstechnischen Prinzipien im Stand der Technik, z.B. Rundungen, Abweichungen und andere syste matische Fehler, Fertigungstoleranzen etc.
Schließlich sind bei mehreren gleichen Bauteilen bzw. Ele menten aus Gründen der Übersichtlichkeit nur jeweils eins mit einem Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 eine isometrische Frontansicht eines erfindungsge mäßen Linearantriebs;
Figur 2 eine vergrößerte isometrische Frontansicht des hinteren Endes des Linearantriebs bei abgenommener Gehäuseabdeckung und entferntem Gabelkopf;
Figur 3 eine isometrische Explosionsdarstellung der Anord nung umfassend Schneckenrad, Kupplung und Spindel halter; Figur 4 eine vergrößerte perspektivische Draufsicht der
Anordnung gemäß Figur 3 in ausgekuppelter Stellung (ausgekuppelt) ;
Figur 5: die Draufsicht der Anordnung gemäß Figur 4 einge kuppelt; Figur 6: eine isometrische, vergrößerte Ansicht der erfin dungsgemäßen Kupplungsbetätigung bei entferntem Gabelköpf;
Figur 7 eine vergrößerte isometrische Draufsicht der An ordnung umfassend Schneckenrad, Kupplung, Spindel halter sowie die Kupplungsbetätigung in eingekup pelter Stellung;
Figur 8 eine vergrößerte isometrische Ansicht der Anord nung gemäß Figur 7 von hinten in ausgekuppelter Stellung; Figur 9 einen vergrößerten Längsschnitt der Anordnung um fassend Schneckenrad, Kupplung, Spindelhalter, La ger, Lagerhalter und Kupplungsbetätigung umfassend Schiebehülse und Drehhülse; Figur 10 einen Längsschnitt des Linearantriebs gemäß Figur 10 durch die Mitte des Führungsrohrs.
Gemäß Figur 1 besteht der Linearantrieb somit im Wesentli chen aus einem zweiteiligen Getriebegehäuse 2, einem in die sem aufgenommenen Motorgehäuse 4 mit einem darin angeordne ten Elektromotor sowie einem in Längsrichtung des Linearan triebs erstreckenden Führungsrohr 6, in dem längsverschieb lich ein Hubrohr 8 aufgenommen ist und zwischen einer in der Figur 1 dargestellten eingefahrenen Endposition und einer vollständig ausgefahrenen Endposition verstellbar ist.
Am vorderen Ende des Hubrohrs sowie am hinteren Ende des Gehäuses sind jeweils Gabelköpfe 10, 12 befestigt. Mit die sen Gabelköpfen 10, 12 kann der Linearantrieb zwischen zwei relativ zueinander verstellbaren Bauteilen befestigt werden, z.B. zum Verstellen des verschwenkbaren Kopf- und Fußendes eines Bettes gegenüber einem stationären Rahmen. Vorzugswei se wird dabei der hintere Gabelkopf 10 mit einer Querstrebe am Rahmen des Bettes verbunden und der vordere Gabelkopf 12 mit einer Querstrebe schwenkbar an dem Rahmen angelenkten Fuß- oder Kopfteil. Durch Ein- und Ausfahren des Hubrohrs 8 im Verhältnis zu dem stationären Führungsrohr 6 wird somit das Fuß- oder Kopfteil im Verhältnis zu dem stationären Rah men, der eine Rahmenebene bildet, verschwenkt, also aus der Rahmenebene angehoben.
Das Getriebegehäuse 2 ist geteilt bzw. trennbar und umfasst ein hinteres Gehäuseteil 2a sowie einen mit diesem an einem Fügeflansch verbundenen Gehäusedeckel 2b, wobei an dem Füge flansch eine Dichtungsnut ausgebildet ist.
Das hintere Gehäuseteil 2a weist einen zylindrischen Aufnah mestutzen zur Aufnahme des Motorgehäuses 4 auf, welches sich also quer zur Längserstreckungsrichtung des Linearantriebs erstreckt .
Das Motorgehäuse 4 erstreckt sich somit vorliegend quer zur Längsachse des Linearantriebs.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, weist der Gabelkopf 10 einen sich von einer Stirnwand des Gabelkopfs 10 in entge gengesetzter Richtung zu dem Gabelkopf ausgebildeten Aufnah mestutzen 10b auf, von dem sich tangential zur äußeren Man telfläche und quer zur Längsachse dieses Aufnahmestutzens 10b, Eingangsstutzen lOd, lOe zur Aufnahme der Bowdenzughal ter 26, 28 erstrecken, bzw. aus welchen die Bowdenzughalter 26, 28 herausragen, und zwar je ein Bowdenzughalter 26 nach oben und der andere Bowdenzughalter 28 in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten nach unten.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Frontansicht des in dem Getriebegehäuse 2 angeordneten Getriebes bei ent ferntem Gehäusedeckel 2b und Gabelkopf 10. Die von dem
Elektromotor angetriebene Welle mit der darauf ausgebildeten Spindel 14, ragt quer in das Getriebegehäuse hinein und kämmt ein Schneckenrad 16, welches eine seitlich neben dem eigentlichen Schneckenrad mit den Zahnflanken einstückig angeformten Keilwellenstutzen 16a aufweist. Auf diesem Keil wellenstutzen 16a ist eine Druckfeder 18 angeordnet, welche auf eine Kupplungshülse 20 wirkt, die drehfest und längsver schieblich auf dem Keilwellenstutzen 16a sitzt und innensei tig eine zu der Keilwellenstruktur des Keilwellenstutzens 16a ausgebildete, komplementäre Keilwellenstruktur aufweist.
Die Betätigung der Kupplungshülse 20 zum Auskuppeln im Not fall, also für die Notlösung, erfolgt über die erfindungsge mäße Kupplungsbetätigung, vorliegend umfassend eine innen seitig auf die Kupplungshülse 20 wirkende und axial ver schiebbar, aber drehfest angeordnete Schiebehülse 22, auf die außenseitig die drehbare, aber axial fixierte Drehhülse 24 wirkt.
Am äußeren Stirnende dieser Drehhülse 24 sind diametral ge genüberliegend die beiden Bowdenzughalter 26, 28 tangential erstreckend zum Umfang der Drehhülse drehbar angelenkt. In diese Bowdenzughalter 26, 28 können nicht dargestellte Stahlseile mit endseitigen Seilkauschen eingesetzt bzw. ein geschnappt werden.
Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der Baugruppe um fassend das Schneckenrad 16 mit dem daran angeformten Keil wellenstutzen 16a und der auf diesem Keilwellenstutzen 16a sitzenden Druckfeder 18. Auf dem Keilwellenstutzen 16a ist ferner die Kupplungshülse 20 aufgeschoben, die eine an die Keilwellenstruktur des Keilwellenstutzens 16a komplementär ausgebildete innere Keilwellenstruktur aufweist.
Stirnseitig eingesteckt in das äußere, hintere Ende des Keilwellenstutzens 16a ist der hohlzylindrische Spindelhal ter 30, in dem drehfest die Spindel 32 aufgenommen ist. Am hinteren, also von der Kupplungshülse 20 abgewandten Ende weist der Spindelhalter 30 einen radial von der hohlzylind rischen Mantelfläche des zentralen Spindelstutzens 30a zur drehfesten Aufnahme der Spindel 32 nach außen ragenden Keil wellenflansch 30b auf, an dessen zur Kupplungshülse 20 ge richteten Innenseite ebenfalls eine Keilwellenstruktur aus gebildet ist, die komplementär zur Wellenstruktur an dem Keilwellenstutzen 16a des Schneckenrads 16 gestaltet ist.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte Draufsicht dieser in Figur 3 dargestellten Elemente in der ausgekuppelten Stellung, in welcher also die Kupplungshülse 20 den Keilwellenflansch 30b des Spindelhalters 34 freigibt zur Realisierung des ge wünschten Freilaufs der Spindel 36. Figur 5 zeigt die Kupplungshülse 20 hingegen in der einge kuppelten Stellung, in welcher also diese Kupplungshülse 20 den Keilwellenstutzen 16a des Schneckenrads drehtest mit dem Spindelhalter 34 verbindet, also von der Druckfeder 18 auf den Keilwellenflansch 30b des Spindelhalters 30 gedrückt wird .
Die Schiebehülse 22 ist drehtest, aber in Längsrichtung der Kupplungsanordnung verschiebbar befestigt und wirkt mit der innenseitigen Stirnfläche somit auf die Kupplungshülse 20, um diese auszukuppeln. Die Schiebehülse 22 weist umfänglich äquidistant zueinander beabstandet an der äußeren Stirnflä che, welche also der Drehhülse 24 zugewandt ist, mehrere, vorliegend sechs axial abstehende Auflaufschrägen 22a auf. Die Drehhülse 24 weist an der der Schiebehülse 22 zugewand ten Innenseite komplementär zu diesen Auflaufschrägen 22a der Schiebehülse ausgebildete, komplementäre Auflaufschrägen 24a der Drehhülse 24 auf, so dass die Drehhülse 24 und die Schiebehülse 22 in Einbaulage aneinander anliegend bzw. in einander eingreifen, so dass die Stirnflächen von Schiebe hülse 22 und Drehhülse 24 in Ruhestellung plan aneinander anliegen. Eine Drehung der Drehhülse 24 um die Längsachse im Uhrzeigersinn bewirkt sodann, dass die komplementär ausge bildeten Auflaufschrägen 22a, 24a gegeneinander auflaufen und somit die Axialverstellung der Schiebehülse 22 bewirken. Die Schiebehülse 22 liegt mit ihrer inneren Stirnfläche an der Stirnfläche der Kupplungshülse 20 an und ist geometrisch so ausgebildet, dass diese gleichzeitig den Keilwellen flansch 34b der Spindelhülse 34 überragt bzw. diesen innen seitig einfasst.
Gemäß Figur 6 weist die Drehhülse 24 an der hinteren, äuße ren Stirnfläche diametral gegenüberliegend zwei Ausnehmungen 24b auf, in welche die flachen Arme 26a, 28a der Bowdenzug- halter 26, 28 so einsetzbar sind, dass die außenseitige Flä che dieser Arme mit der äußeren Stirnfläche der Drehhülse 24 abschließen und die Drehhülse 24 somit plan mit der Stirn fläche des Gabelkopfes 10 abschließt, an dem außenseitig die Gabeln angeordnet sind. Die Arme 26a, 28a der Bowdenzughal ter 26, 28 sind über Stifte 24c drehbar mit dem Stirnende der Drehhülse 24 verbunden, wie dieses besonders gut aus der vergrößerten Darstellung in Figur 6 ersichtlich ist.
Die Figur 7 zeigt die Kupplungsbetätigung in der eingekup pelten Ruhestellung, in welcher die Schiebehülse 22 außen seitig an der Drehhülse 24 anliegt, wobei die Auflaufschräge 22a, 24a der Schiebehülse 22 und der Drehhülse 24 vollflä chig so aneinander anliegen, so dass die Schiebehülse 22 und die Drehhülse 24 stirnseitig ohne Abstand aneinander anlie gen .
Figur 8 zeigt die Anordnung gemäß Figur 7 hingegen in der ausgekuppelten Notstellung nach Drehung der Drehhülse 24 entgegen des Uhrzeigersinns durch einen Bowdenzughalter 26, 28, so dass die Auflaufschrägen 22a, 24a aneinander aufge laufen sind und die Schiebehülse 22 axial nach innen an die Kupplungshülse 20 verschoben wurde.
Dabei übergreift die Schiebehülse 22 den Keilwellenflansch 30b des Spindelhalters 30 außenseitig bzw. schiebt sich über diesen drüber.
Figur 9 zeigt einen Längsschnitt der Anordnung umfassend das Schneckenrad, die auf dem Keilwellenstutzen 16a des Schne ckenrads 16 angeordnete Schiebehülse 20, den in das hintere Ende des Schneckenrads 16 eingesetzten Spindelhalter 30, den auf dem hinteren Lagersitz 30c des Spindelhalters 30 aufge setzten Rollenlager 34, welches außenseitig eingefasst ist durch den Lagersitz des Lagerhalter 36. Die Schiebehülse 22 umfasst am hinteren, von der Kupplungs hülse 20 abgewandten Ende sechs in Umfangsrichtung äqui distant voneinander beabstandete Lagerfingerausnehmungen 22b, in welchen die komplementär ausgebildeten Lagerfinger 36a des Lagerhalters eingreifen bzw. sitzen. Die äquidistant in umfänglicher Richtung voneinander beabstandeten Lagerfin ger 36a bilden den umfänglichen Lagersitz, der einen Axial anschlag nach hinten und einen Radialanschlag nach außen definiert. In Einbaulage schließen die Lagerfinger 36a mit der Außenseite der Schiebehülse 22 ab bzw. sitzen in den komplementären Lagerfingerausnehmungen 22b der Schiebehülse 22.
Nach hinten schließt sich an den durch die Lagerfinger 36a gebildeten Lagersitz des Lagerhalters 36 ein Verbindungsab schnitt an, der gegenüber dem Lagersitz einen verkleinerten Außendurchmesser aufweist und vorliegend mehrere sich quer zur Längsachse des Lagerhalters erstreckende Querstreben 36a mit zwischen diesen ausgebildeten Zwischenräumen aufweist, in welche eingebaut in den Gabelkopf Vorsprünge an der In nenseite des Stirnendes des Gabelkopfes eingreifen und den Lagerhalter 36 somit fixieren.
Die Figur 10 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt des Line arantriebs durch die Längsachse des Führungsrohrs 6 und des Hubrohrs 8. Deutlich erkennbar ist hier, dass der Gabelkopf 10 eine hintere Stirnwand umfasst, von dem sich nach außen zwei Befestigungsstege zur Aufnahme einer Stange oder der gleichen erstrecken. In entgegengesetzter Richtung umfasst dieser Gabelkopf einen einstückig angeformten und hohlzy lindrischen Aufnahmestutzen 10b, welcher längenmäßig ange passt ist zur umschließenden Aufnahme der Kupplungsbetäti gung und der Kupplungshülse 20. Außenseitig weist dieser Aufnahmestutzen 10b nach außen abstehende Rippen 10c auf, die in Längsrichtung des Aufnahmestutzens 10b voneinander beabstandet sind und in komplementäre ausgebildete Nuten bzw. Rillen an der Innenseite des hinteren Ende des Getrie begehäuses 2 eingreifen zur formschlüssigen Verbindung oder alternativ zum Rastverbinden des Gabelkopfes 10 mit dem hin teren Ende des Getriebegehäuses 2.
Das Getriebe treibt somit die Spindel 14 mit einem Trapezge winde an, auf welcher eine Spindelmutter 38 läuft zwischen der in Figur 10 dargestellten, hinteren Einfahrstellung und einer ausgefahrenen Ausfahrstellung, in welcher das Hubrohr 8 mit dem vorderen Gabelkopf 12 vollständig aus dem Füh rungsrohr 6 ausgefahren ist.
Die Figur 11 zeigt eine isometrische Seitenansicht des Ga belkopfes 10 von hinten, der ausgebildet ist zur Aufnahme der Kupplungsbetätigung. Der Gabelkopf 10 umfasst eine sich quer zur Längsachse des Gabelkopfs 10 erstreckende Stirnwand 10g, von der sich nach hinten zwei Gabeln lOd, lOe erstre cken und von der sich in entgegengesetzter Richtung zu die sen Gabeln lOd, lOe der hohlzylindrische Aufnahmestutzen 10b erstreckt, an dessen äußerer Mantelfläche beabstandet zuei nander mehrere Rippen angeformt sind. Daneben ist hier auch besonders gut der Eingangsstutzen lOf erkennbar, dessen Längsachse sich quer zur Längsachse des Aufnahmestutzens 10b tangential an dessen äußerer Mantelfläche erstreckt und in welchen der Bowdenzughalter 26 einsetzbar ist, der über den Arm 26 drehbar an dem Drehring 24 der Kupplungsbetätigung angelankt ist. Bezugszeichenliste
2 Getriebegehäuse
2a hinteres Getriebegehäuse
2b Gehäusedeckel
4 Motorgehäuse
6 Führungsrohr
8 Hubrohr
10,12 Gabelkopf
10a Vorsprung
10b Aufnahmestutzen
10c Rippen
1 Od, 1 Oe Gabel
lOf Eingangsstutzen
10g Stirnwand
14 Spindel
16 Schneckenrad
16a Keilwellenstutzen
18 Druckfeder
20 Kupplungshülse
22 Schiebehülse
22a Auflaufschräge 22b Lagerfingerausnehmungen
24 Drehhülse
24a Auflaufschräge
24b Ausnehmung
26 Seilhalter
26a Arm
28 Seilhalter
28a Arm
30 Spindelhalter
30a Spindelstutzen
30b Keilwellenflansch
30c Lagersitz
32 Spindel
34 Rollenlager
36 Lagerhalter
36a Lagerfinger
36b Querstrebe
38 Spindelmutter

Claims

Ansprüche
1. Linearantrieb mit einem Getriebegehäuse (2), einem mit dem Getriebegehäuse (2) aufgenommenen Elektromotor (24), der eine Welle (10) mit einer Schnecke (16) an treibt, die ihrerseits ein Schneckenrad (18) kämmt, das über eine Kupplung (20) drehfest mit einem Spindelhal ter (22) verbindbar ist, mit dem eine Spindel (14) drehfest verbunden ist, auf der eine Spindelmutter läuft, die in einem Führungsrohr (6) längsverschieblich zwischen einer eingefahrenen hinteren Endlage und einer ausgefahrenen vorderen Endlage verstellbar ist und mit einem Hubrohr (8) verbunden ist, wobei die Kupplung durch eine Feder (18) vorgespannt ist und wobei die Kupplung mittels einer Kupplungsbetätigung verstellbar ist zwischen einer eingekuppelten Stellung, in welcher diese das Schneckenrad (16) drehfest mit dem Spindel halter (30) verbindet, und einer ausgekuppelten Stel lung, in welcher dieses den Spindelhalter (30) frei gibt, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Kupplungsbetäti gung ein an die Kupplung (20) anliegendes Schiebeele ment (22) umfasst, das drehfest aber axial verschieb lich im Verhältnis zur Kupplung (20) angeordnet ist, und dass ein axial fixiertes, aber um eine Drehachse drehbares Drehelement (24) an einer von der Kupplung (20) abgewandten Außenseite an das Schiebeelement (22) angreift, dass zwischen dem Schiebeelement (22) und dem Drehelement (24) komplementär ausgebildete Auflauf schrägen (22a, 24a) ausgebildet sind, und dass ein Zug mittel vorgesehen ist, mit welchem das Drehelement (24) betätigbar ist.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS die Kupplung als Kupplungshülse (20) ausgebildet ist.
3. Linearantrieb nach Anspruch 2, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das Schiebeelement (22) und das Drehelement (24) ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet sind.
4. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS mindestens ein Bowdenzug halter (26, 38) drehbar an dem Drehelement (24) ange lenkt ist.
5. Linearantrieb nach Anspruch 4, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das Drehelement (24) eine Ausnehmung (24b) für den mindestens einen Bowdenzughalter (26, 28) aufweist.
6. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Kupplungsbetätigung in einem Gabelkopf (10) angeordnet ist.
7. Linearantrieb nach Anspruch 6, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Gabelkopf (10) einen Aufnahmestutzen (10b) aufweist, der sich von einer Stirnwand des Gabelkopfes in entgegengesetzter Richtung zu an dem Gabelkopf aus gebildeten Gabeln erstreckt.
8. Linearantrieb nach Anspruch 6 oder 7, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS der Gabelkopf (10) eine Zufüh rungsöffnung für die Anbindung der Bowdenzughalter (26, 28) aufweist.
9. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Spindelhalter (34) ei nen Lagersitz (30c) aufweist, auf dem ein Innenring ei nes Lagers (34) sitzt, dass ein Außenring des Lagers (34) in einem Lagersitz eines Lagerhalters (36) sitzt, der das Lager (34) in dem Gabelkopf (10) oder dem Ge triebegehäuse (2) lagert, und dass der Lagerhalter (36) innerhalb der Kupplungsbetätigung angeordnet ist.
10. Linearantrieb nach Anspruch 9, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS der Lagersitz (30c) des Lagerhal ters (36) einen axial auf das Lager wirkenden Axialan schlag umfasst.
11. Linearantrieb nach Anspruch 10, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS der Lagersitz (30c) des Lagerhal ters (36) einen Lagerabsatz aufweist, gegen den der Au ßenring des Lagers radial außenseitig und axial stirn seitig anliegt.
12. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 11, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Lagersitz unterbrochen ist zur Bildung von umfänglich getrennt voneinander ausgebildeten Lagerfingern (36a) .
13. Linearantrieb nach Anspruch 12, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS das Schiebeelement (22) an einer dem Drehelement (24) zugewandten Außenseite zur Aufnah me der Lagerfinger (36a) ausgebildete Lagerfingeraus- nehmungen (22b) aufweist, in welche die Lagerfinger (36a) eingreifen.
14. Linearantrieb nach Anspruch 13, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS der Lagerhalter (36) sechs umfäng lich beabstandete Lagerfinger (36a) aufweist, welche in sechs komplementär an der Außenseite des Schiebelements (22) ausgebildete, schlitzartige Lagerfingerausnehmun- gen (22b) eingreifen.
15. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 14, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Lagerhalter (35) einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Gabelkopf (10) oder dem Getriebegehäuse (2) aufweist.
16. Linearantrieb nach Anspruch 15, DADURCH
GEKENNZEICHNET, DASS der Verbindungsbereich des La gerhalters (36) mehrere sich quer zur Längsachse des Lagerhalters erstreckende Querstreben (36b) mit zwi- sehen diesen ausgebildeten Zwischenräumen umfasst, in welche Stifte oder Vorsprünge (10a) an der Innenseite des Stirnendes des Gabelkopfes (10) in Einbaulage ein greifen .
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