DE20009814U1

DE20009814U1 - Electromotive adjustment drive

Info

Publication number: DE20009814U1
Application number: DE20009814U
Authority: DE
Original assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2010-06-01

Description

Elektromotorischer VerstellantriebElectromotoric adjustment drive

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Verstellantrieb mit einem, ausschließlich linear bewegbaren Element, und/oder ggf. Linear beweglichen Antriebsteilen. Das linear bewegbare Element, kann beispielsweise ein Schieber sein, der auf eine rotierend antreibbare Spindel verdrehsicher aufgesetzt ist.The invention relates to an electromotive adjustment drive with an exclusively linearly movable element and/or possibly linearly movable drive parts. The linearly movable element can, for example, be a slider that is mounted on a rotating spindle in a rotationally driven manner.

Der in Frage kommende elektromotorische Verstellantrieb wird bevorzugt verwendet, um beweglich gelagerte Teile eines Möbels, beispielsweise eines Lattenrostes zu verstellen. Bei derartigen Antrieben wird die Abtriebsdrehzahl des Antriebsmotors durch ein zwischen dem Antriebsmotor und der Spindel angeordenetes Untersetzungsgetriebe deutlich herabgesetzt. Demzufolge ist auch die lineare Geschwindigkeit des Schiebers entsprechend gering.The electromotive adjustment drive in question is preferably used to adjust movable parts of a piece of furniture, such as a slatted frame. In such drives, the output speed of the drive motor is significantly reduced by a reduction gear arranged between the drive motor and the spindle. As a result, the linear speed of the slider is also correspondingly low.

Bei derartigen Antrieben ist es aus mehreren Gründen erforderlich, die Position des Schiebers zu erfassen. Die dafür geeigneten Systeme werden als Wegmeßsysteme bezeichnet. Die bekannten Systeme dieser Art arbeiten nach einem Impulszählverfahren, d.h. durch zum Beispiel ein rotierendes Antriebselement werden Impulse er-For several reasons, it is necessary to measure the position of the slide in such drives. The systems suitable for this are called position measuring systems. The known systems of this type work according to a pulse counting method, i.e. pulses are generated by a rotating drive element, for example.

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Anmeldetext vom 29.05.2000 Seite 2Registration text dated 29.05.2000 Page 2

zeugt, die gezählt werden. Üblicherweise wird bei jeder Umdrehung des rotierenden Antriebselementes ein Impuls erzeugt, so dass man aus der Anzahl der Impulse die vom Schieber zurückgelegte Wegstrecke ableiten kann.which are counted. Usually, a pulse is generated with each revolution of the rotating drive element, so that the distance travelled by the slide can be derived from the number of pulses.

Derartige Systeme sind jedoch für den in Rede stehenden Verstellantrieb aus verschiedenen Gründen nicht geeignet. Zunächst ist, wie bereits gesagt, die Drehzahl der Spindel relativ gering. Außerdem handelt es sich um ein inkrementales Wegmeßsystem, d.h. pro Umdrehung gibt es nur einen oder nur wenige Impulse, die aber einer relativ großen Wegstrecke entsprechen, und daher nur eine geringe Auflösung ergeben. Außerdem ist es notwendig, dass die Summe dieser inkrementalen Zuwächse in einem Speichermedium, beispielsweise in Bestandteile einer Mikroprozessorsteuerung hinterlegt werden muß.However, such systems are not suitable for the adjustment drive in question for various reasons. Firstly, as already mentioned, the speed of the spindle is relatively low. In addition, it is an incremental position measuring system, i.e. there is only one or only a few pulses per revolution, which correspond to a relatively large distance and therefore only result in a low resolution. In addition, it is necessary that the sum of these incremental increases must be stored in a storage medium, for example in components of a microprocessor control.

Es ist jedoch nicht zu verhindern, dass es zu einem Stromausfall kommt. Dies bedeutet im Normalfall den Verlust der Daten und somit auch der jeweiligen Position. Es sind jedoch Mikroprozessorsteuerungen mit nicht flüchtigen Speichern bekannt, bei denen die Daten auch bei einem Stromausfall erhalten bleiben, jedoch ist dazu ein erhöhter technischer und somit auch preislicher Aufwand verbunden. Da die in Rede stehenden Verstellantriebe in großen Stückzahlen hergestellt und äußerst preiswert angeboten werden müssen, ist dieser Aufwand nicht zu vertreten. Bei vielen Einsatzfällen, beispielsweise bei der Verwendung des Verstellantriebes für ein Möbel besteht die Forderung, dass bei einem Stromausfall eine manuelle Verstellung möglich sein muß. Würde diese Möglichkeit genutzt würde die Verstellung durch ein inkrementales Wegerfassungssystems nicht erfasst, wodurch Positionsfehler als Folge auftreten würden.However, it is unavoidable that a power failure will occur. This normally means that the data and therefore the respective position will be lost. However, microprocessor controls with non-volatile memories are known which retain the data even in the event of a power failure; however, this involves increased technical and therefore costly expenditure. Since the adjustment drives in question have to be manufactured in large quantities and offered at extremely low prices, this expenditure is not justifiable. In many applications, for example when using the adjustment drive for furniture, it must be possible to make manual adjustments in the event of a power failure. If this option were used, the adjustment would not be recorded by an incremental position detection system, which would result in positioning errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein äußerst einfaches und somit kostengünstiges Wegerfassungssystem für einen elektromotorischen Verstellantrieb der eingangs näher beschriebenen Art zu schaffen, welches äußerst kompakt konstruktiv umgesetzt werden kann, bei dem auch bei einem Stromausfall die Daten undThe invention is based on the object of creating an extremely simple and thus cost-effective position detection system for an electromotive adjustment drive of the type described in more detail above, which can be implemented in an extremely compact design, in which the data and

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Anmeldetext vom 29.05.2000 Seite 3Registration text dated 29.05.2000 Page 3

somit die Positionen erhalten bleiben, dass eine hohe Auflösung erreicht wird, und bei dem die Eigenschaften eines Absolutmesswertgebers erzielt werden.Thus, the positions are maintained, a high resolution is achieved, and the properties of an absolute encoder are achieved.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem der Schieber oder ein weiteres linear bewegbares Antriebsteil mit wenigstens einem gegenüber der Drehachse der Spindel geneigten, sich in Bewegungsrichtung des Schiebers erstreckenden Permanentmagneten ausgestattet ist, bei dem zur Positionserfassung des Schiebers oder des weiteren Antriebsteiles ein ortsfester, die Feldstärke des vom Dauermagneten erzeugten Magnetfeldes erkennender Sensor funktionell zugeordnet ist.The stated object is achieved in that the slide or another linearly movable drive part is equipped with at least one permanent magnet which is inclined relative to the axis of rotation of the spindle and extends in the direction of movement of the slide, in which a stationary sensor which detects the field strength of the magnetic field generated by the permanent magnet is functionally assigned to detect the position of the slide or the other drive part.

In bevorzugter Ausführung ist der Permanentmagnet in dem Schieber angeordnet. Dieser Schieber wird bei Mob el antrieb en auch als Spindelmutter bezeichnet. Der Vorteil dieser Kombination aus dem Permanentmagneten und dem Sensor liegt darin, dass eine äußerst einfache konstruktive Umsetzung eines solchen Wegmeßsystemes möglich ist. Daraus ergibt sich ein absolutes Wegmesssystem, bei dem die Zuordnung Weg/Abstand zum Sensor auch bei einem Stromausfall erhalten bleibt. Darüber hinaus bleiben die zur Erfassung des Weges gespeicherten Daten auch bei einem Stromausfall erhalten. Ferner ist besonders vorteilhaft, dass eine robuste störanfällige Einrichtung geschaffen wird, die selbst im Falle einer Verschmutzung noch funktioniert, da der Sensor räumlich getrennt vom Permanentmagneten montiert wird. Bei der Bewegung des Schiebers bzw. des Antriebsteils ändert sich kontinuierlich der Abstand des Permanentmagneten zum Sensor. Da der Sensor so ausgelegt ist, dass er die sich entsprechend ändernde Feldstärke des Magnetfeldes erkennt und auch umsetzen kann, wird eine ausreichend genaue Wegerfassung ermöglicht. In a preferred embodiment, the permanent magnet is arranged in the slide. This slide is also referred to as a spindle nut in furniture drives. The advantage of this combination of the permanent magnet and the sensor is that an extremely simple constructional implementation of such a position measuring system is possible. This results in an absolute position measuring system in which the assignment of position/distance to the sensor is retained even in the event of a power failure. In addition, the data stored for recording the position is retained even in the event of a power failure. Another particularly advantageous feature is that a robust, fault-prone device is created that still functions even if it is dirty, since the sensor is mounted spatially separate from the permanent magnet. When the slide or the drive part moves, the distance between the permanent magnet and the sensor changes continuously. Since the sensor is designed in such a way that it can detect and implement the correspondingly changing field strength of the magnetic field, sufficiently accurate position recording is possible.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sensor eine Hallsonde ist, deren Ausgangsspannung sich entsprechend dem Abstand zum Permanentmagneten einstellt. Mit größer werdendem Abstand zwischen der Hallsonde und dem Permanentmagneten verringert sich die Ausgangsspannung. Aus der Höhe dieser Ausgangsspannung läßt sich die Position des Schiebers ableiten. Eine konstruktiv einfa-In a further embodiment, the sensor is a Hall probe whose output voltage is adjusted according to the distance from the permanent magnet. As the distance between the Hall probe and the permanent magnet increases, the output voltage decreases. The position of the slider can be derived from the level of this output voltage. A structurally simple

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Anmeldetext vom 29.05.2000 Seite 4Registration text dated 29.05.2000 Page 4

ehe Lösung wird erreicht, wenn der Sensor bzw. die Hallsonde im Gehäuse des Verstellantriebes dem Permanentmagneten gegenüberliegend angeordnet ist. Dem Sensor bzw. der Hallsonde ist eine elektronische Auswerteinheit zugeordnet, um die Feldstärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit des Abstandes und dem Sensor festzustellen. Aus diesem Wert läßt sich dann die Stellung des Schiebers herleiten.The solution is achieved when the sensor or Hall probe is arranged in the housing of the adjustment drive opposite the permanent magnet. An electronic evaluation unit is assigned to the sensor or Hall probe in order to determine the field strength of the magnetic field as a function of the distance and the sensor. The position of the slide can then be derived from this value.

Konstruktiv läßt sich der Permanentmagnet in einfachster Weise festlegen, wenn der Schieber mit einer Aussparung oder einem Schlitz zur Aufnahme des Permanentmagneten versehen ist. Damit sich eine ausreichend große Veränderung des Abstandes zwischen dem Permanentmagneten und dem Sensor beim Verfahren des Schiebers ergibt, ist vorgesehen, dass der von dem Permanentmagneten zur Drehachse der Spindel eingeschlossene Winkel ein spitzer Winkel ist. Um die genaue Position des Schiebers ermitteln zu können, ist vorgesehen, dass die Länge des Permanentmagneten mit dem Verfahrweg des Schiebers übereinstimmt. Die Länge könnte jedoch auch geringer sein, sodass dann beispielsweise nur die Position des Schiebers in jeweils einem Endbereich der Spindel oder im mittleren Bereich ermittelt werden könnte. Als Permanentmagnet kann ein stabförmiger Magnet verwendet werden. Wenn es sich jedoch um kompakte Antriebe handelt, beispielsweise für den Möbelbereich, ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet als homogen magnetisierte, aufklebbare Folie ausgeführt ist. Es entfallen dann zusätzliche mechanische Befestigungselemente. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass diese aufklebbare Folie in Abständen jeweils als Nord- und Südpol magnetisiert ist.The permanent magnet can be structurally fixed in the simplest way if the slider is provided with a recess or a slot to accommodate the permanent magnet. In order to ensure a sufficiently large change in the distance between the permanent magnet and the sensor when the slider is moved, it is intended that the angle enclosed by the permanent magnet to the axis of rotation of the spindle is an acute angle. In order to be able to determine the exact position of the slider, it is intended that the length of the permanent magnet corresponds to the travel path of the slider. However, the length could also be shorter, so that, for example, only the position of the slider in one end area of the spindle or in the middle area could be determined. A rod-shaped magnet can be used as a permanent magnet. However, when it comes to compact drives, for example for the furniture sector, it is intended that the permanent magnet is designed as a homogeneously magnetized, adhesive film. Additional mechanical fastening elements are then omitted. In a further embodiment, it is intended that this adhesive film is magnetized at intervals as a north and south pole.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung noch näher erläutert.
25The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
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Es zeigt:It shows:

Figur 1 die Spindel mit dem aufgesetzten Schieber mit der elektronischen Auswerteinheit.
30Figure 1 the spindle with the attached slide with the electronic evaluation unit.
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Anmeldetext vom 29.05.2000 Seite 5Registration text dated 29.05.2000 Page 5

Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist von der elektromotorischen Verstelleinrichtung nur die rotierend antreibbare Spindel 10, die Führung 11 des nicht dargestellten Gehäuses für einen auf die Spindel 10 aufgesetzten Schieber 12, der Permanentmagnet 13, der Sensor 14 und die elektronische Auswerteinheit 15 dargestellt. Der elektromotorische Verstellantrieb kann ein Einzelantrieb mit nur einer Spindel 10 oder ein Doppelantrieb mit zwei Spindeln 10 sein. Die Gestaltung des gesamten elektromotorischen Verstellantriebes richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schieber 12 mit einer sich annähernd über die gesamte Länge erstreckenden Aussparung 16 oder einem Schlitz ausgestattet, der funktionell dem Sensor 14 zugeordnet ist. In diese Aussparung 16 ist der Permanentmagnet 13, beispielsweise in Form einer magnetisierten Folie festgesetzt. Da der Grund der Aussparung 16 einen spitzen Winkel zur Drehachse der Spindel 10 einschließt, steht der Permanentmagnet 13 entsprechend schräg. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die elektronische Auswerteinheit 15 mit dem Sensor 14 eine Baueinheit. Wie durch den Doppelpfeil angedeutet, ändert sich beim Verfahren des Schiebers 12 der Abstand zwischen dem Sensor 14 und dem Permanentmagneten 13. Durch die nicht näher erläuterte elektronische Auswerteinheit 15 läßt sich aus diesem Abstand die Position des Schiebers 12 herleiten. Wie durch den bogenförmigen Doppelpfeil angedeutet, wird die Spindel 10 von einem drehrichtungsumkehrbaren Antrieb angetrieben. Die Spindel kann eine selbsthemmende oder eine nicht selbsthemmende Spindel sein. Außerdem kommen alle Gewindearten für die Spindel 10 in Betracht.For the sake of simplicity, only the rotating spindle 10, the guide 11 of the housing (not shown) for a slide 12 placed on the spindle 10, the permanent magnet 13, the sensor 14 and the electronic evaluation unit 15 of the electromotive adjustment device are shown. The electromotive adjustment drive can be a single drive with just one spindle 10 or a double drive with two spindles 10. The design of the entire electromotive adjustment drive depends on the respective intended use. In the embodiment shown, the slide 12 is equipped with a recess 16 or a slot that extends almost over its entire length and is functionally assigned to the sensor 14. The permanent magnet 13 is fixed in this recess 16, for example in the form of a magnetized film. Since the base of the recess 16 forms an acute angle to the axis of rotation of the spindle 10, the permanent magnet 13 is correspondingly inclined. In the embodiment shown, the electronic evaluation unit 15 forms a structural unit with the sensor 14. As indicated by the double arrow, the distance between the sensor 14 and the permanent magnet 13 changes when the slide 12 is moved. The electronic evaluation unit 15 (not explained in more detail) can be used to derive the position of the slide 12 from this distance. As indicated by the curved double arrow, the spindle 10 is driven by a drive that can be reversed in the direction of rotation. The spindle can be a self-locking or a non-self-locking spindle. In addition, all types of thread can be considered for the spindle 10.

Claims

1. Electromotive adjustment drive with an exclusively linearly movable element and/or optionally linearly movable drive parts, characterized in that the slide ( 12 ) or a drive part is equipped with at least one permanent magnet ( 13 ) which is inclined with respect to the axis of rotation of the spindle ( 10 ) and extends in the direction of movement of the slide ( 12 ), to which a stationary sensor ( 14 ) which detects the field strength of the magnetic field generated by the permanent magnet ( 13 ) is functionally assigned for detecting the position of the slide ( 12 ) or the further drive part.

2. Electromotive adjustment drive according to claim 1, characterized in that the sensor ( 14 ) is a Hall probe whose output voltage changes according to the distance to the permanent magnet ( 13 ).

3. Electromotive adjustment drive according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 14 ) is arranged in the housing of the adjustment device and opposite the permanent magnet ( 13 ).

4. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 14 ) is assigned an electronic evaluation device ( 15 ) for determining the position of the slide ( 12 ).

5. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the slide ( 12 ) is provided with a recess ( 16 ) or a slot for receiving the permanent magnet ( 13 ).

6. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the angle enclosed by the permanent magnet ( 13 ) to the axis of rotation of the spindle ( 10 ) is an acute angle.

7. Electromotive adjustment drive according to claim 6 , characterized in that the angle is less than 45°.

8. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the length of the permanent magnet ( 13 ) corresponds to the travel path of the slide ( 12 ) or that its length is smaller.

9. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the permanent magnet ( 13 ) is designed as a homogeneously magnetized, adhesive film.

10. Electromotive adjustment drive according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the permanent magnet ( 13 ) is designed as a magnetized, adhesive film which is magnetized at intervals as a north and south pole.