DE60204918T2

DE60204918T2 - Linearantrieb

Info

Publication number: DE60204918T2
Application number: DE60204918T
Authority: DE
Inventors: Henry Hansen
Original assignee: Linak AS
Current assignee: Linak AS
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: DE60204918D1; EP1231412A2; EP1231412A3; EP1231412B1; ES2242838T3; ATE299251T1; DK1231412T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb wie im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben.
Antriebe dieser Art sind z.B. aus EP 531 247 A1 , EP 586 326 A1 , EP 647 799 und EP 662 573 A1 wie auch aus WO 98/30816 bekannt, die alle Linak A/S gehören. Schließlich sollte EP 577 541 B1 der Linak A/S erwähnt werden, die einen Antrieb mit einer Notfallfunktion (Schnelllösung) betrifft, wobei die Spindel von einem Antriebsmotor gelöst werden kann, z.B. um den Kopfabschnitt eines Krankenhausbettes in einer kritischen Situation absenken zu können.
Diese Antriebe werden unter anderem zum Einbau in einstellbare Möbelartikel verwendet, z.B. Betten und Stühle sowie Krankenhaus- und Pflegeausrüstung. Beispielhaft kann EP 488 552 A1 der Huntleigh Technology plc erwähnt werden, die ein Krankenhausbett betrifft.
Die Erfindung betrifft jedoch das Problem, dass ein Gegenstand zwischen dem einstellbaren Element der Anordnung und dem stationären Teil eingeklemmt wird, wie z.B. zwischen einem anhebbaren Kopf- oder Fußabschnitt und dem Rahmen eines Bettes.
Es sind verschiedene Lösungen vorgesehen worden, um Schaden an der Anordnung und dem eingeklemmten Gegenstand zu vermeiden, und diese können im wesentlichen in elektrische und mechanische Lösungen eingeteilt werden, wobei die Erfindung zur letzteren Kategorie gehört. Mechanische Lösungen können auf Überlastungskupplungen verschiedener Arten basieren, die in der Kraftübertragungseinrichtung angeordnet sind. Dokument EP 0 146 914 A2 wird als nächstliegender Stand der Technik angesehen. Es zeigt eine Reibungskupplung zwischen einer axialen Verlängerung der Spindel und der Abtriebswelle der Kraftübertragungseinrichtung. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Reibungskupplung in die Spindelmutter selbst eingebaut, vgl. US 4 846 011 . Im Bereich von Möbeln und Krankenhaus- und Pflegeausrüstung besteht eine Anforderung darin, dass die Lösung einfach und über eine lange Zeitdauer verlässlich wie auch billig ist. Eine Lösung, die diese Anforderungen erfüllt, basiert auf der Feststellung, dass die einstellbaren Elemente typischerweise druckbelastet sind. Die Lösung ist, dass die Antriebsstange und die Mutter mit einer Keilverbindung verbunden werden und dass das Ende der Antriebsstange lose gegen eine Brust auf der Mutter ruht. Wenn ein Gegenstand in der Anordnung eingeklemmt wird, steht die Antriebsstange still, während die Mutter ihre axiale Bewegung fortsetzt, bis sie aus dem Eingriff mit der Antriebsstange gezogen worden ist. Um den eingeklemmten Gegenstand zu entfernen, wird die Anordnung typischerweise angehoben, mit dem Ergebnis, dass die Antriebsstange deutlich über die Mutter gezogen wird. Wenn der Gegenstand aus der Anordnung befreit worden ist, wird die Anordnung gelöst, was dazu führt, dass das Element und dadurch die Antriebsstange mit größerer oder kleinerer Kraft auf die Mutter fallen. Zunächst ist dies für den Benutzer unpraktisch, und zweitens beschädigt es die Mutter. Ein weiterer Nachteil der Ausführungsform ist, dass sie eine relativ lange Montagelänge erfordert.
Es ist das Ziel der Erfindung, einen Einklemmschutz bereitzustellen, der einfach und verlässlich sowie billig ist, wie oben erwähnt, aber nicht durch die beschriebenen Nachteile beeinträchtigt wird.
Dies wird gemäß der Erfindung durch eine solche Konstruktion des Antriebs erreicht, dass die Spindel axial darin beweglich ist, so dass das Getrieberad an ihrem Ende infolge einer Bewegung in einer Richtung von der Kraftübertragungseinrichtung gelöst wird. Zweckmäßig ist das Getrieberad zum Eingriff mit der Kraftübertragungseinrichtung federbelastet. Wenn ein Gegenstand in der Anordnung eingeklemmt wird, wird das Getrieberad aus dem Eingriff mit der Kraftübertragungseinrichtung herausgezogen, und dadurch steht die Antriebsstange still. Dies erfordert nur eine relativ kleine Bewegung, und darüber hinaus kann eine Sperre eingeführt werden, so dass die Antriebsstange nicht weiter nach oben bewegt werden kann. Die Montagelänge kann kurz gehalten werden, und gleichzeitig kann die durch den Wiedereingriff verursachte schwere mechanische Last vermieden werden.
Weitere Merkmale der Erfindung werden in Verbindung mit der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung dargestellt, in der
1 einen Längsschnitt durch einen Antrieb zeigt und
2 eine Detailansicht des Endes der Spindel zeigt, die im Gehäuse des Antriebs angebracht ist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, bilden die Hauptkomponenten des Antriebs ein Gehäuse 1, einen reversiblen elektrischen Motor 2, eine Kraftübertragungseinrichtung 3, eine Spindel 4, eine Spindelmutter 5 und eine rohrförmige Antriebsstange 6, die mit ihrem Ende in Schraubverbindung an der Spindelmutter befestigt ist, sowie ein äußeres Rohr 7, das mit seinem Ende in Schraubverbindung im Gehäuse befestigt ist.
Mit Bezug auf 2 sind eine Scheibe 8, ein Lager 9 und ein Getrieberad 10 am Ende der Spindel angebracht. Das Ende der Spindel ist als geschliffener Schaft 4a geformt, an dem die Scheibe angebracht ist und gegen eine Brust 4b an der Spindel ruht. Das Getrieberad 10 ist an einer ebenen Fläche 4c nicht-drehbar mit der Spindel verbunden und ansonsten durch Vernieten eines Kopfes 4d des äußeren Endes des Schafts befestigt. Das Lager 9 ist zwischen dem Getrieberad 10 und der Scheibe 8 befestigt und mit einer Absatzausformung 10a, 8a am Getrieberad bzw. der Scheibe zentriert. Der Sitz 11 für das Lager in dem Gehäuse ist so geformt, dass das Lager eine kleine axiale Bewegung ausführen kann.
Am Ende des äußeren Rohrs 7 ist eine Hülse 12 eingeführt und durch eine äußere Einfassung 12a auf dem Ende des äußeren Rohrs befestigt. Eine Schraubenfeder 13 ist in die Hülse 12 eingeführt und ruht mit einem Ende auf einer inneren Einfassung 12b in der Hülse. Die Feder 13 ist gegen die Seite des Lagers 9 geklemmt. Die Feder 13 und das Lager 9 weisen eine zwischen diese gesetzte Scheibe 14 auf, die mit einem zylindrischen Teil 14a in die Feder eingesetzt ist.
Die Betriebsweise der Anordnung ist allgemein wie folgt:
Da das äußere Rohr 7 im Gehäuse befestigt ist, drückt die Feder 13 durch ihren Druck auf das Lager 9 die gesamte Spindel 4 und dadurch das Getrieberad 10 nach hinten, so dass das Getrieberad mit einem Ausgangsgetrieberad 15 an der Kraftübertragungseinrichtung in Eingriff tritt. Unter normalen Betriebsbedingungen, unter denen ausschließlich Druckkräfte auf die Antriebsstange 6 ausgeübt werden, befindet sich das Getrieberad 10 am Ende der Spindel in Eingriff mit der Kraftübertragungseinrichtung 3.
Wenn ein Gegenstand in der Anordnung eingeklemmt wird, so dass die Antriebsstange 6 in ihrer Rückkehrbewegung (Einwärtsrichtung) blockiert wird, wird in der Spindel 4 ein Zug ausgeübt, weil sie versucht, sich in der stationären Spindelmutter 5 nach vorn zu schrauben.
Der Zug setzt sich auf das Getrieberad 10 am Ende der Spindel 4 fort, das dann über das Lager 9 einen Druck gegen die Feder 13 ausübt und dadurch zum Ende des äußeren Rohrs 7 hin bewegt wird. Hierdurch wird die Verbindung mit der Kraftübertragungseinrichtung 3 unterbrochen, und die Antriebsstange 6 steht still. Wenn der blockierende Gegenstand entfernt wird, drückt die Feder 13 das Getrieberad 10 wieder in Eingriff mit dem Getriebe, und der normale Betriebszustand wird wiederhergestellt.
Ein Hub des Elements in der Anordnung, das der Antrieb bewegen soll, bewirkt, dass der Antrieb einer Zugkraft ausgesetzt wird, und die Verbindung der Spindel mit der Kraftübertragungseinrichtung wird dadurch unterbrochen, wie oben beschrieben. Die Antriebsstange 6 wird jedoch daran gehindert, sich nach oben zu bewegen, da der Eingriff des Lagers 9 mit dem äußeren Rohr 7 einer solchen Bewegung eine Grenze setzt.
Dadurch wird ein einfacher und verlässlich arbeitender Klemmschutz mit einer minimalen Montagelänge bereitgestellt, der sicherstellt, dass die Antriebsstange nicht aus dem Eingriff mit der Spindelmutter 5 gezogen werden kann. Darüber hinaus ist der Klemmschutz billig.
Die vorstehende Beschreibung betrifft eine Ausführungsform, in der die Verbindung zwischen der Kraftübertragungseinrichtung 3 und der Spindel 4 durch zwei identische konische Getrieberäder 10, 15 gebildet wird. Es ist verständlich, dass die Erfindung auch mit einem Schneckenantrieb realisiert werden kann, in dem das Schneckenrad am Ende der Spindel befestigt ist und in dem eine Verlängerung der Motorwelle mit einer Schnecke vorgesehen ist. Die Schnecke stellt dann die Kraftübertragungseinrichtung dar, während das Schneckenrad aus dem Eingriff mit ihr bewegt werden kann.
In der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist das Lager 9 zwischen dem Getrieberad 10 und dem äußeren Rohr 7 angeordnet, aber nichts spricht dagegen, das Lager an der anderen Seite des Getrieberades anzuordnen, so dass die Feder 13 direkt auf das Getrieberad einwirkt, wahlweise über Abstandsscheiben. Die Feder kann natürlich auch an der gegenüberliegenden Seite des Getrieberades angeordnet sein.
Oben ist beschrieben, dass der Antrieb einem Druck ausgesetzt ist, aber die Erfindung kann auch angewandt werden, wenn ein Antrieb für Zuglasten vorgesehen ist.

Claims

Linearantrieb umfassend ein Gehäuse (1) mit einem reversiblen elektrischen Motor (2), der über eine Kraftübertragungseinrichtung (3) eine Spindel (4) antreibt, wobei am Ende der Spindel ein Getrieberad (10) zum Eingriff mit der Kraftübertragungseinrichtung (3, 15) unter normalen Betriebsbedingungen befestigt ist, ein Lager (9) zum Anbringen des Endes der Spindel (4) in dem Gehäuse (1), und wobei eine Spindelmutter (5) nicht rotierbar an der Spindel (4) befestigt und mit einer Antriebsstange (6) verbunden ist, die sich in einer Führung (7) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (4) axial beweglich angeordnet ist, so dass das Getrieberad (10) am Ende der Spindel infolge Bewegung der Spindel in eine Richtung von der Kraftübertragungseinrichtung (3, 15) gelöst wird.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (10) zum Eingriff mit der Kraftübertragungseinrichtung federbelastet (13) ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung für die Antriebsstange (6) durch ein Rohr (7) gebildet ist, das in dem Gehäuse (1) befestigt ist, und dass eine Hülse (12) an dem Ende des Rohrs befestigt ist, wobei die Hülse eine innere Einfassung (12b) aufweist, gegen die die Feder (13) mit ihrem einen Ende ruht.
Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ende (5a) der Spindelmutter (5) so geformt ist, dass es in dem Ende der Feder (13) aufnehmbar ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (9) an dem Ende der Spindel (4) befestigt ist und dass diese axial beweglich in dem Gehäuse angebracht ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (9) durch Festlegung zwischen dem Getrieberad (10) und einer an der Spindel befestigten Scheibe (8) befestigt ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (10) ein konisches Getrieberad ist und sich dieses in Eingriff mit einem konischen Ausgangsgetrieberad (15) in der Kraftübertragungseinrichtung (3) befindet.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (10) am Ende der Spindel durch ein Schneckenrad gebildet ist und die Ausgangsstufe an der Kraftübertragungseinrichtung (3) eine Schnecke ist.