CN101061332B - 线性驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种线性驱动器，尤其用于高度可调节的桌子的伸缩腿，包括外型材(18)，安装在外型材上端的轴(7)，连接轴(7)和可逆电机的传动装置(8)，不可转动地布置在轴(7)上的轴螺母(11)，其一端安装在轴螺母(11)上的中间型材(10)，在外型材(18)的下端用于中间型材(10)的导向装置，固定在外型材(18)的下端并通过导向装置与内型材(14)相连的绳状元件(12，20；26)，因此其与中间型材(10)一起通过轴的旋转可伸缩地伸出或缩入外型材(18)。当内型材(14)固定在中间型材(10)上不进行旋转时，轴螺母(11)的不能旋转由外型材(18)中的纵向导向装置实现，然后实现其自身没有旋转的驱动器。

Description

线性驱动器
技术领域
本发明涉及一种线性驱动器。
背景技术
最初，可以看出在床的提升柱和高度可调节的桌子的提升柱之间有差异。床的提升柱比桌的提升柱更坚固，其中因为提升柱用作桌腿，对桌子的外表有不可忽视的影响，因此桌的提升柱的设计是重要参数。为了在设计方面尽可能地自由，希望驱动单元可被直接用于任意的桌腿或仅仅进行无关紧要的改动。这还意味着驱动单元是细长的且总共占据尽可能小的空间，还可以用于具有两个伸缩件(extensiblemembers)的提升柱。
本发明侧重于高度可调节的桌子的提升柱，可采用目前已知的各种线性驱动器。所有这些主要基于轴技术，即，中空轴结合实心轴。这样的例子可以在如Linak A/S的WO 02/39848和KG驱动技术有限公司(Antriebstenchinic GmbH & Co.KG)的Okin Gesellschaft的WO 01/78556中找到。WO 03/003876 A1公开了一种基于由电机通过传动装置驱动的链条的线性驱动器的一个例子。杆被固定于两对链轮之间的链条的每一个槽(runs)，所述杆从驱动器的相应端伸出。虽然该结构表现为可延长杆，全面考虑其仍旧是相当大的。
发明内容
本发明的目的是提供一种线性驱动器的新结构。
按照本发明的新驱动器被构造为具有如下特征，包括：外型材；轴；传动装置，连接所述轴和可逆电机而使轴转动；处于轴上的轴螺母，所述轴螺母被安装成不能转动，使得该轴螺母在电机运行时沿着轴移动；中间型材，其一端安装在轴螺母上；用于中间型材的导向装置，该导向装置在外型材的下端；绳状元件，固定在外型材的下端并通过导向装置与内型材相连以使该内型材与中间型材一起通过所述轴的旋转可伸缩地伸出或缩入外型材；其中，内型材被设置到中间型材上而不旋转，和轴螺母的不可旋转安装由外型材中的纵向导向装置实现，以使轴螺母连同中间型材通过轴的旋转而在轴上运动。
其中，中间型材和内型材的同步伸缩式运动分别由轴和绳状元件引起。绳状元件在这里采用绳子、线材、带子、传动带、链条或类似物。由于内型材通过外型材固定而防止绕中间型材和轴螺母的旋转，元件本身没有旋转。例如对于用于高度可调节的桌子的圆形横截面的桌腿，可相当简便地实现，而且它也不需要考虑桌腿还用作驱动器的旋转保护。这样，可实现桌腿和驱动器之间的完全独立。
绳状元件在这里采用绳子、线材、带子、传动带、链条、类似物或其组合形式。为了延伸内型材，采用导向链长度，利用其刚度，当内型材***时通过线材确保链长度的连续牵引。
为了获得驱动器的扭转稳定性，内型材和中间型材被设置为利用共有装置用来在所述中间型材上引导内型材。这样，内型材在中间型材上被引导因此是扭转稳定的。非常简单，导向装置可以存在于具有U形截面的内型材，其中侧壁夹紧中间型材。可选择地，可采用导向钢片和凹槽，例如T形导向钢片。
对于希望的细长的横截面，这本身在扭转稳定性上受到限制。例如当桌子移动且底座梁(foot beam)碰到门框或另一个固定物体时，腿承受相当大的力矩。为了防止其传递到驱动器，驱动器通过滑动式连接件固定在腿上以使底座可旋转。滑动式连接件如此调整以使没有比允许的运动更大的运动传递给驱动器，而且使底座可以手动地回转。所述连接件可以是基于摩擦盘、弹簧加载球、滚花模式(knurledpattern)或类似的常规滑动式连接件。
附图说明
接下来将参考附图对按照本发明的线性驱动器进行全面的描述，其中：
图1显示了带有透明桌面的座式/立式桌子，
图2显示了按照本发明的驱动器的一个实施例的分解图，
图3显示了图2所示驱动器处于组装状态的透视图，
图4显示了图2和图3所示的驱动器有细微改变结构的透视图，但是未示出电机机架，
图5显示了通过桌子的伸缩腿的纵切面并显示了按照本发明的驱动器的第二实施例，
图6显示了伸缩腿的横截面，
图7显示了图5所示的驱动器，未示出外型材和电机机架，
图8显示了图7所示的驱动器，部分显示为分解图，和
图9显示了在驱动器下端具有滑动式连接件的安装支柱的分解图。
具体实施方式
图1显示了在其每一端具有伸缩腿或提升柱的座式/立式桌子。可以看出桌面是透明的。提升柱由具有三个构件的导向装置组成，即在彼此内部可伸缩地设置的最外侧部分1，中间部分2和最内侧部分3，在每个部分之间的间隙处设有滑道。最外侧部分1的下端固定在底座4上，而最内侧部分3的上端固定在桌面5的下侧。按照本发明的驱动装置设置在提升柱的内部用来引起伸缩运动。
如从图2看来，驱动装置由线性驱动器组成，包括容纳可逆电机和传动装置的电机机架6。轴7由支柱8固定在电机机架下端的凹槽中。为了连接传动装置，轴的末端设有半个爪形联轴节9。轴的轴螺母11设置在中间型材的顶端，这里的中间型材为挤压成形的铝管10。当轴由电机驱动旋转时，根据电机的旋转方向中间型材10将沿轴移出或移入，所述中间型材没有旋转。
链条12沿着中间型材10的一侧环绕型材的一端并从其另一侧向上延伸。为了引导链条，具有半圆形导向片13的支柱固定到中间型材上。轨道形式的内型材14固定在链条的另一端。出于这种目的，链条设有通过螺纹固定内型材的支柱15。内型材通过与中间型材10上的凹槽匹配的侧边16引导。外型材18通过支柱17固定到链条的另一端，所述外型材的上端固定在电机机架6上。
当由于轴从中间型材中移出而将电机机架6提升时，外型材18将带动链条，由此在中间型材10相对侧的内型材14将从中间型材的一端延伸。这形成在驱动器每一端的行程长度，也就是说总共是双行程长度。
为了使链条在向内方向上保持拉紧，线材(图中未示出)通过支柱19固定在内型材14的上端，所述线材在位于轴的一侧的轴螺母11的槽中延伸并通过支柱17固定于链条的一端。在向内方向上，外型材18通过与轴7的紧连接经由机架6对线材施加拉力，因此拉动链条的一端15。
图3显示了处于组装状态的驱动器的视图，但是未示出传动装置和电机。线材20和支柱19可在图中模糊地看到。
安装支柱21通过两个螺钉固定到内型材14的下端，所述安装支柱是独特的，因为其包括位于固定到内型材的元件和用来固定到提升柱的元件之间的滑动式连接件。在本例中，滑动式连接件被构造为在支柱的两个相对面上的滚花模式。
图4显示了驱动器的更为简单的结构，其中中间型材10仅仅是四边钢管，内型材14和外型材18是U形轨道，其通过朝着管的侧面被引导。这里所示的驱动器没有电机机架。
图5-9显示了按照本发明的驱动器的第二实施例，其中相同的附图标记用来表示在前述内容中使用的同一个元件。这里的中间型材10和外型材18是具有圆形截面的管，在外型材18中内部设有纵向肋35，所述肋为了防止轴螺母11旋转被设置在轴螺母11的槽22中。在外型材18的下端具有端插头23，该端插头23具有用于中间型材10的贯通导向孔，还设有用于内型材14的通孔。内型材14在其上包括纵向T形导向销44的中间型材10的一侧被引导，该导向销44为内型材14的相应槽24所容纳，且同时防止内型材旋转。中间型材10的下端上固定有圆柱形插头25，其包括具有大体为四边形横截面的内型材14的贯通导向孔。
与前述内容相比，内型材14通过具有两个运行部26a，26b的线材移动，所述两个运行部在中间型材10上相对延伸。在顶端处，线材绕过安装在轴螺母11中的一对偏转轮27运转，在底端处，线材绕着安装在内型材14一端的插头25上另一对偏转轮28运转。另外线材绕固定在内型材14上端的端插头29的上导向面和下导向面29a、29b运转。线材的端部被固定在外型材上的端插头23中，其在这里被设置为线材张紧装置。所述端插头由两个部件23a、23b组成，一个部件23a设有配置有倒钩(barbs)的腿30，另一个部件23b设有用来容纳第一部件23a的腿的狭缝31。这些狭缝的侧壁类似地设有与腿上的倒钩接合的倒钩。另外，狭缝31的侧壁被设置为自由地向上且弹性地彼此相对地突出以便稳固地与部件23a上的腿啮合。将具有腿的部件23a推向部件23b造成线材的张紧。可以看出只提供一根线材，其环状地绕过各个偏转轮和导向面。
轴7的旋转使中间型材10延伸，因为线材绕中间型材的外端的偏转轮28并向上绕过内型材14的上端运转，其同步延伸。在反转运动中，中间型材10被提升，绕内型材14的上端且向上绕过最上端偏转轮27的第二线材运行部沿着向上运动方向拉伸内型材14。
提升柱的三个部分如下被固定到驱动器。最外侧部分1被固定到电机机架，而中间部分2通过两个螺钉被固定到轴螺母11，该螺钉穿透在驱动器的外型材18中径向设置的纵向槽34，螺钉被容纳在螺钉孔32中。最内侧部分3被固定到位于中间型材10一端的插头25上，其通过螺钉孔33中的螺钉实现。
如上所述，桌子的底座通过被设置为滑动式连接件的安装支柱安装在内型材14上。安装支柱包括圆盘形式的第一元件21a，其中侧壁被构造成在侧壁的一部分上设有四个凸台36，向后设置的凹槽37使带有凸台的部分可以弹性地弯曲。该部分21a被容纳在位于安装支柱的第二元件21b一端的圆形穴38中。穴38的侧壁具有波浪形39，其配合支柱的第一元件21a上的凸台36。四个塔状物40设在第一元件21a的下侧以容纳在底座上的孔中。第一元件21a在第二元件中居中布置且具有绕第二元件21上的毂件42的孔41，且通过螺钉保持在所述毂件中，所述毂件具有实现该目的的螺钉孔43。如果桌子底座遇到障碍物，滑动式连接件开始咬合(clicking)以使力矩不会被进一步传递到驱动器的主要部件。随后，底座可以被再次回复位置。当然，如果其被希望给出不正好垂直于桌子的纵向轴的底座一个其他位置，这也可以用来调整底座。
本发明由此提供一种带有双行程长度的驱动器的特别简单细长的结构。当驱动器本身扭转稳定时，该结构可以被直接使用或仅仅以位于电机机架正下方的腿的顶部的适配器的形式使用，以任何横截面的伸缩腿的形式使用，包括圆形横截面。

Claims (22)

1.一种线性驱动器包括
外型材(18)，
轴(7)，
传动装置(8)，连接所述轴(7)和可逆电机而使轴(7)转动，
处于轴(7)上的轴螺母(11)，所述轴螺母(11)被安装成不能转动，使得该轴螺母(11)在电机运行时沿着轴(7)移动，
中间型材(10)，其一端安装在轴螺母(11)上，
用于中间型材(10)的导向装置，该导向装置在外型材(18)的下端，
绳状元件(12，20；26)，固定在外型材(18)的下端并通过导向装置与内型材(14)相连以使该内型材(14)与中间型材(10)一起通过所述轴的旋转可伸缩地伸出或缩入外型材(18)，
其特征在于：
内型材(14)被设置中间型材(10)上而不旋转，和
轴螺母(11)的不可旋转安装由外型材(18)中的纵向导向装置实现，以使轴螺母(11)连同中间型材(14)通过轴(7)的旋转而在轴(7)上运动。
2.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，绳状元件是链条(12)。
3.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，一弯曲形元件(13)被固定在中间型材(10)的下端用作链条的导向装置。
4.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，内型材(14)和中间型材(10)被设置为：具有用于在中间型材(10)上引导内型材(14)的共用装置。
5.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，外型材(18)以非转动的方式被设置在中间型材(10)的一端，且所述外型材(18)在所述中间型材(10)上被纵向引导。
6.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，中间型材(10)和外型材(18)是具有圆形横截面的管。
7.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，在外型材(18)中向内设有纵向肋(35)，所述肋被固定在轴螺母(11)的槽(22)中以防止轴螺母(11)旋转。
8.如权利要求1或7所述的线性驱动器，其特征在于，在外型材(18)的下端有端插头(23)，该端插头(23)具有用于中间型材(10)的贯通导向孔，还设有用于内型材(14)的通孔。
9.如权利要求1或7所述的线性驱动器，其特征在于，内型材(14)在中间型材(10)的一侧被引导，所述一侧上包括纵向T形导向销(44)，该导向销为内型材(14)的相应槽(24)所容纳，且同时防止内型材进行旋转。
10.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，圆柱形插头(25)被固定在中间型材(10)的下端，所述圆柱形插头包括贯通导向孔，该贯通导向孔用于具有大体为四边形横截面的内型材(14)。
11.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，内型材(14)通过包括两个运动部(26a，26b)的线材移动，所述两个运动部在中间型材(10)上相对延伸。
12.如权利要求11所述的线性驱动器，其特征在于，在顶端处，线材绕过安装在轴螺母(11)中的一对偏转轮(27)运转，在底端处，线材绕着安装在内型材(14)一端的插头(25)中的另一对偏转轮(28)运转。
13.如权利要求11或12所述的线性驱动器，其特征在于，线材还绕固定在内型材(14)上端的端插头的上导向面和下导向面(29a，29b)运转。
14.如权利要求1、11或12所述的线性驱动器，其特征在于，外型材(18)上的端插头(23)被设置为线材张紧装置。
15.如权利要求14所述的线性驱动器，其特征在于，所述端插头由两个部件(23a，23b)组成，其中一个部件(23a)设有配置有倒钩的腿(30)，另一个部件(23b)设有用来容纳第一部件(23a)的腿的狭缝(31)，且这些狭缝(31)的侧壁类似地设有用来与腿(30)上的倒钩配合的倒钩。
16.如权利要求15所述的线性驱动器，其特征在于，狭缝(31)的侧壁被设置为自由地向上且弹性地彼此相对地突出以便与部件(23a)上的腿稳固啮合。
17.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，伸缩腿中的最外侧部分(1)被固定到电机机架，而中间部分(2)通过螺钉被固定到轴螺母(11)，该螺钉穿过在外型材(18)中径向设置的纵向槽(34)，而最内侧部分(3)被固定到位于中间型材(10)一端的插头(25)上。
18.如权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，用来固定伸缩腿的支柱(21)固定于内型材(14)的自由端，且一滑动式连接件与位于支柱(21)固定到内型材(14)上的部分和支柱(21)固定到伸缩腿底座(4)上的部分(1-3)之间的支柱相结合。
19.如权利要求18所述的线性驱动器，其特征在于，所述滑动式连接件包括分别设置为具有凸台和波浪形壁的第一元件(21a)和第二元件(21b)，所述凸台与所述波浪形壁相配合并能够相互弹性弯曲。
20.如权利要求19所述的线性驱动器，其特征在于，所述第一元件是圆盘，其中凸台(36)设置在外侧，该部件(21a)被容纳在位于第二元件(21a)一端的圆形穴(38)中，其中，在圆形穴(38)的侧壁设有波浪形。
21.如权利要求20所述的线性驱动器，其特征在于，凸台(36)设在圆盘的弹性部分上。
22.如权利要求21所述的线性驱动器，其特征在于，第一元件(21a)在第二元件中居中布置，且具有围绕第二元件(21b)中的毂件(42)的孔(41)。
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