CN106122407B - 螺纹传动组件和具有螺纹传动组件的座位组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺纹传动组件(10)，其包括：用于将转矩导入螺纹传动组件中的驱动单元(16)；由驱动单元绕着螺纹传动组件的主轴线(A)转动地驱动的驱动元件(24)，该驱动元件具有外螺纹(30)；以及具有内螺纹(32)的从动元件(12)，该从动元件与驱动元件(24)处于螺纹嵌接。此外，本发明涉及一种座位组件。

Description

螺纹传动组件和具有螺纹传动组件的座位组件

技术领域

本发明涉及一种螺纹传动组件，其包括：用于将转矩导入螺纹传动组件中的驱动单元；由驱动单元绕着螺纹传动组件的主轴线转动地驱动的驱动元件，该驱动元件具有外螺纹；以及具有内螺纹的从动元件，该从动元件与驱动元件处于螺纹嵌接。此外，本发明涉及一种座位组件，该座位组件具有这种类型的螺纹传动组件。

背景技术

一种已知的螺纹传动组件包括电动马达作为驱动单元和由电动马达转动地驱动的螺杆作为驱动元件。在螺杆上拧接有螺母，该螺母是从动元件的一部分。如果螺杆通过电动马达处于旋转，则从动元件在轴向方向上相对于驱动单元运动，从而实现长度可调节的执行机构。

这种类型的螺纹传动组件的缺点是，在螺杆的轴向方向上的相对大的结构长度，因为在该轴向方向上不仅螺杆而且驱动单元相继设置。螺杆的长度必须由结构决定地至少相应于期望的行程的长度。但对于该长度仍加入了驱动单元的轴向长度。驱动单元大多包括电动马达、传动装置、马达控制器并且必要时也包括可充电的或不可充电的电池，并且因此必然要求在轴向方向上有一定的结构空间。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于，提供一种螺纹传动组件，该螺纹传动组件具有小的轴向结构长度并且同时具有足够的或者增大的最大行程。

根据本发明的第一方面，为了解决上述任务提供了一种开头所述类型的螺纹传动组件，其中，从动元件的内螺纹的轴向延伸长度大于驱动元件的外螺纹的轴向延伸长度。通过该方式实现如下效果，即螺纹传动组件的行程不再由驱动元件的轴向长度决定而是由从动元件的内螺纹的轴向延伸长度决定。与之相应地，可以缩短驱动元件的轴向长度，并且包括驱动单元和驱动元件的结构单元可以在轴向方向被缩短，而对此螺纹传动组件的行程不会减小。

在这点上应注意的是，术语“螺纹”在本公开中理解为适用于将驱动元件的转动运动强制转化为从动元件的轴向运动或者说转化为从动元件的包括至少一个轴向运动分量的运动的任何控制凸轮机构。“螺纹”在该公开的意义内因而也应理解为螺旋形路径，该螺旋形路径不具有围绕主轴线的完整回转。例如，螺纹尤其是也能以唯一一个突起嵌接到唯一一个螺旋形延伸的槽中实现。此外，螺纹在本发明的意义内可具有在轴向方向上变化的螺距，使得在第一运动部段中相比在第二运动部段中每驱动元件转动角度发生更大的轴向位移。通过该方式，轴向缩短的速度或螺纹传动组件的变长的速度与驱动元件相对于从动元件的轴向位置相关地变化。

优选地，在螺纹传动组件的收缩状态中，驱动单元至少部分地被容纳在从动元件的内部并且由从动元件的内螺纹包围。有利地，驱动单元甚至可以完全被容纳在从动元件的内部并且由从动元件的内螺纹包围。通过该方式可能的是，从动元件和驱动单元在轴向方向上重叠，使得在收缩状态中螺纹传动组件的轴向长度减小。

原则上可设想的是，驱动元件直接固定或者设置在驱动单元的驱动轴上，使得驱动元件直接由驱动单元驱动。但为了将轴向冲击力和振动与驱动单元解耦并且避免驱动单元的损坏建议：驱动元件转矩传递地但能轴向移动地与驱动轴耦合，驱动单元在该驱动轴上提供其转矩，并且在驱动元件和驱动轴之间设有至少在轴向方向上减震地和/或弹动地作用的阻尼/减震元件。由此，螺纹传动组件也同时满足一个减震或弹动功能。

在另一种优选的实施方式中，驱动元件可以在轴向方向上支承在支承部段上，其中，所述支承部段关于驱动单元的壳体是轴向固定的或者由驱动单元的壳体构成或者构成在容纳驱动单元的驱动侧管体上。通过这种设计防止，在轴向方向上作用的外力、例如在收缩方向上作用的重力经由驱动元件导入驱动单元中并且因而可能导致驱动单元的损坏。取而代之，这样的力经由支承部段支承在驱动单元的壳体上或者驱动侧管体上。为了也在受载状态中确保驱动元件的自由转动，可以在驱动元件和支承部段之间和/或在支承部段和壳体或者说驱动侧管体之间设置一个止推轴承、例如滑动轴承。

在本发明的另外的一种优选的实施方式中，驱动单元的壳体无相对转动地但能轴向移动地与从动元件耦合。通过该方式，在驱动单元和从动元件之间实现了纯轴向移动，并且防止了由于内螺纹和外螺纹之间的摩擦力引起的从动元件与驱动元件的一同转动。换言之，螺纹传动组件在该实施方式中在运行中是无转矩的。

在驱动单元和从动元件之间的无转矩的耦合可以通过至少一个与驱动单元的壳体或者驱动侧管体无相对转动地连接的突起实现，该突起在从动元件的至少一个轴向槽中引导。这种类型的形锁合的引导部是特别可靠的并且易于制造。尤其是轴向槽可以与从动元件的内螺纹相交，即在从动元件的内圆周上延伸。线性引导部的提高的可靠性由此实现：在驱动元件的内侧上设置多个轴线槽，这些轴向槽以相等角距离彼此隔开地延伸，并且与壳体或者说驱动侧管体无相对转动地设置对应的多个突起，使得在每个轴向槽中分别嵌入一个突起。

如果螺纹传动组件不仅包括上述的支承部段也包括上述的至少一个突起，则可以特别有利地将所述支承部段和突起构成在一个共同的控制体上，该控制体在轴向上设置在驱动单元和驱动元件之间，以便缩减构件并且进一步减小螺纹传动组件的轴向长度。这样的控制体可以尤其是具有一个通孔，驱动轴穿过该通孔，驱动单元在该驱动轴上提供其转矩，使得在驱动轴周围的结构空间可以特别有效地被利用。

在本发明的另一种实施方式中，驱动单元可以包括电动马达。此外，驱动单元优选可以具有传动装置、例如减速器，该传动装置将电动马达的快速旋转转化成驱动元件的较慢的旋转。此外，驱动单元可包括用于提供电能以便驱动电动马达的可再充电的或不可再充电的电池，从而实现螺纹传动组件的特别的灵活性。替代地，可以设有用于外部供电的接头。此外，驱动单元优选包括一个用于电动马达的控制单元。

为了便于操作和装配，驱动单元的所提到的全部元件可彼此连接成一个可统一操作的结构单元、尤其是自承载的结构单元。

驱动单元有利地可以安装在驱动侧管体中，使得该驱动侧管体免受机械影响和环境影响并且不可从外面看到。该管体优选可以防尘地封闭，提高驱动单元的使用寿命。

驱动侧管体可包括能从外部够到的电触点，用于控制驱动单元和/或用于向驱动单元供电。通过该方式，按本发明的螺纹传动组件在更高级别的设备中的安装变得容易。

从动元件也可以具有从动侧管体或者可以由这样的管体构成。驱动侧管体和从动侧管体于是可彼此嵌套，其中，尤其是驱动侧管体被容纳在从动侧管体的内部。优选在螺纹传动组件的完全伸展的状态中也可以仍存在在各管体之间的轴向交叠，由此，一方面确保克服在两个管体之间的倾斜的良好支承并且另一方面可以构成一个基本上完全封闭的管***，使得可运动的部件和尤其是整个驱动单元受保护地被安装在该管***的内部。

在原则上，根据本发明的螺纹传动组件可以广泛地应用为用于各种起重设备或者执行设备的长度可变的执行机构。在一种特别优选的应用中，按本发明的螺纹传动组件应用于座位组件的座位高度调节。为此，螺纹传动组件可以在驱动侧部段上和/或在从动侧部段上具有固定器件，该固定器件允许相应的部段与座位或座位组件的支脚固定。尤其是在此设想：构成从动元件的从动侧管体和/或在其中安装有驱动单元的驱动侧管体可具有圆锥形渐收部。由此实现这样的技术效果：螺纹传动组件设置用于插接到在座位组件的座位或支脚中的对应凹口中，其中，所述凹口的内部尺寸大于圆锥形渐收部的最小直径，但小于圆锥形渐收部的最大直径。螺纹传动组件于是可以插接在座位组件的凹口中的夹紧座位中，其中，稳定的连接尤其是在竖直设置的螺纹传动组件的情况下仅通过所涉及的元件的重力得到保持。

从该思想出发，要求独立保护一种座位组件，其包括：用于座位高度调节的装置，该装置具有上述发明的螺纹传动组件。通过操纵驱动单元可以使螺纹传动组件收缩或伸展并且实现座位高度调节。

尤其是设想具有单个的竖直中央立柱的类型的座位组件。该类型尤其是由高度可调的转椅或者办公椅已知。在该类型的座位组件中基本上由中央立柱承担经由座位组件的座位导入的全部重力。根据本发明的一种优选的实施方式，该中央立柱可以通过上述类型的螺纹传动组件构成。

除了用作用于座位组件的座位高度调节的设备之外，根据本发明的螺纹传动组件可以作为执行机构应用在多种其它的设备和***中并且并且一般性地承担用于定位任意元件的线性马达的功能。

附图说明

下面参照附图根据一种优选的实施例将详细阐述本发明。在附图中：

图1a是根据本发明的一种实施例的螺纹传动组件的包含螺纹传动组件的主轴线的剖视图；

图1b是对应于图1a中的局部、但用于另一个按本发明的变型方案的视图。

图1c是根据本发明的另一种变型方案的螺纹传动组件的包含主轴线的剖视图；

图2a是本发明的实施例的螺纹传动组件的内套筒的透视图；

图2b是在图2a中所示的内套筒的包含主轴线的剖视图；

图2c是在图2a中所示的内套筒的轴向视图；

图3a是根据本实施例的螺纹传动组件的控制体的透视图；

图3b是在图3a中所示的控制体的轴向视图；

图4是本实施例的螺纹传动组件的外套筒的包含主轴线的剖视图；

图5是根据本发明的一种实施例的高度可调的座椅的侧视图。

具体实施方式

在图1a中，螺纹传动组件整体用10标记并且包括从动侧管体12和***从动侧管体12中且在一个端部上从该从动侧管体伸出的驱动侧管体14。在驱动侧管体14中安装有驱动单元16，该驱动单元可以具有马达18并且必要时可以具有传动装置20和/或电池21，并且该驱动单元在驱动轴22上将转矩输入到螺纹传动组件中。驱动元件24转矩传递地与驱动轴22耦合。在根据图1a的一种变型方案中，驱动元件24固定在驱动轴22上，使得不仅转矩而且轴向力直接在驱动轴22和驱动元件24之间传递。

驱动元件24具有外螺纹30，该外螺纹与从动侧管体12的内螺纹32处于螺纹嵌接。在轴向方向上、即在螺纹传动组件的主轴线A的方向上，驱动元件24的外螺纹30的延伸长度a小于从动侧管体12的内螺纹32的轴向延伸长度b。尤其是在该实施例中可见的是，从动侧管体12以其内螺纹32在轴向方向上优选不仅在驱动元件24的整个长度上延伸而且也覆盖驱动单元16，即在图1a所示的收缩状态中，驱动单元16也基本上完全***从动侧管体12中。

在轴向上在驱动元件24和驱动单元16之间可以设有控制体34。控制体34可以具有中央通孔36，驱动轴22可自由转动地穿过该中央通孔。控制体34可以在第一轴向端部38处支承在驱动单元16上，例如安置在驱动单元16(在所示实施例中是传动装置20)的壳体的边缘上。在与第一轴向端部38轴向相反的第二轴向端部40上，控制体34可以具有支承部段42，以便承担驱动元件24的轴向支承力。在此，为了不太大程度地阻碍驱动元件24相对于控制体34旋转，在支承部段42上可以设置推力轴承、尤其是滑动轴承43或者使用相应的润滑剂。为了确保驱动元件24的对称支承，支承部段42优选同心地环绕主轴线A或者可以绕着主轴线A分布地设置多个支承部段。

控制体34可以具有至少一个径向突起44，该径向突起在径向方向上突出于驱动元件24的外螺纹30的底部并且嵌接到与从动侧管体12的内螺纹32相交的轴向槽46(也参见图2a和2b)中。通过该方式，防止在从动侧管体12和驱动侧管体14之间的相对转动，而允许在这两个部件12和14之间的轴向移动。

为了确保上述的导向部的对称的载荷分布，优选在控制体34上设置多个突起(在该实施例中三个突起44a、44b和44c以120℃的角度彼此错开)并且各突起44a、44b、44c嵌接到对应的轴向槽中(例如在本实施例中三个错开120°的槽46a、46b和46c)。替代地，可以使用两个槽或三个以上的槽和相应数量的突起。

如尤其是在图1a、1b、2a至2c和图4中示出，从动侧管体12可以具有一个外套筒50，其中，从动侧管体12适配地容纳在外套筒50中并且在其内侧上具有内螺纹32。外套筒50可以在其背离驱动侧管体14的轴向端部上具有圆锥形渐收部52、即从具有较大直径d1的部段过渡到具有较小直径d2的部段。这种圆锥形渐收部52提供了外套筒50的一种简单的固定可能性，例如固定在座椅上。

外套筒50、选择性地具有或不具有上述的渐收部52的外套筒可这样以支承部段54支承在从动侧管体12上，使得外套筒50相对于从动侧管体12虽然在轴向方向上不能运动但可绕着主轴线A转动。对此，支承部段54例如可以具有以固定在从动侧管体12的端侧上的罩形式的第一支承元件56和以固定在外套筒50的端侧上的罩形式的第二支承元件58，其中，第一和第二支承元件优选通过一个球轴承或者推力轴承可转动地彼此保持在一起。通过该方式例如可在一个转动座椅中实现与设定的座位高度无关的座椅自由转动。

此外，可期望的是，本发明的螺纹传动组件具有在轴向方向上的弹动或减震功能。为此，在根据图1b的一种变型方案中，驱动轴22和驱动元件24可通过长齿26这样彼此耦合，使得转矩从驱动轴22传递到驱动元件24上，但在驱动元件24和驱动轴22之间的轴向移动是可能。该轴向移动可以通过阻尼元件28、例如螺旋弹簧进行控制，该阻尼元件安装在驱动元件24和驱动轴22之间。

在根据图1c的螺纹传动组件10a的一种替代变型方案中，阻尼元件28a以螺旋弹簧的形式在轴向上设置在从动侧管体12a和外套筒50a之间。在该变型方案中，在外套筒50a和从动侧管体12a之间的支承部段54a这样构造，使得外套筒50a不仅可相对于从动侧管体12a绕着主轴线A转动而且也可以关于从动侧管体12a轴向移动。这例如如此实现：固定在从动侧管体12a上的罩56构成用于阻尼元件28a的第一弹簧止挡，并且用于阻尼元件28a的对置弹簧止挡60a在球轴承或推力轴承62a上可转动地并且在轴向上不可移动地保持在固定到外套筒50a上的第二支承元件58a上。

由此，在根据图1c中的变型方案中，在其上保持有例如座椅座位的外套筒50a也与螺纹传动组件10a的轴向位置或长度延伸无关地相对于驱动侧管体14可自由转动并且附加地在轴向方向上在阻尼元件28a的作用下可减震地或弹动地运动。

此外，在图1c中示例性示出一个位置探测器64a，该位置探测器可以探测在完全移入状态中(螺纹传动组件10a的长度最小)从动侧管体12a或者外套筒50a的位置。尤其是控制单元可以基于位置传感器64a的探测信号在达到移入状态时切断驱动单元16或者进行驱动单元16的控制的自校准。优选位置探测器64a可以设置在保护管66a中，该保护管同轴地环绕从动侧管体14a并且具有更大的直径，该直径在保护管66a和驱动侧管体14a之间留出环形间隙68a。保护管66a可经由一个保持环70a固定在驱动侧管体14a的背离从动侧管体12a的端部上，该保持环的宽度规定了环形间隙68a的宽度。保持环70a由此可以适配地固定在驱动侧管体14a的外壁上并且同时固定在保护管66a的内壁上。此外，保持环70a可以带有位置探测器64a。

外套筒50a(或者替选地从动侧管体12a)的端侧端部可以进入环形间隙68a中并且在螺纹传动组件10a收缩时接近位置探测器64a。为了也在螺纹传动组件10a的该区域中确保防尘的封装，保护管66a和环形间隙68a在轴向方向上可以具有这样的长度，使得外套筒50a在螺纹传动组件10a的任何伸展状态中始终导入保护管66a中。此外，在外套筒50a的端部(替选地从动侧管体12a的端部)上设有配合环72a，该配合环的尺寸设计成，使得该配合环不仅在驱动侧管体14a的外圆周上而且在保护管66a的内圆周上滑动并且基本上防止灰尘进入环形间隙中。配合环72a的面向位置探测器64a的端侧73a构成用于接触位置探测器64a的限定止挡。

要指出的是，当然也可以以相同或类似的方式将与附图标记64a至73a相关的上述特征连同端部止挡转用到根据图1a和1b的变型方案上或者转用到本发明的其它变型方案上。

图5示出了根据本发明的一种实施例的座位组件74。座位组件74包括座位76、支脚78和根据本发明的螺纹传动组件(例如10或10a)，该螺纹传动组件将座位76和支脚78彼此连接并且作为单个的中央立柱在竖直方向上在座位76和支脚78之间延伸。由此，螺纹传动组件10在竖直方向上基本上将在使用时作用于座位76的全部重力导入到支脚78中。

座位组件74还包括操作元件80，该操作元件可以由用户进行操纵以对座位76进行高度调节。对此，操作元件80以信号传递方式、例如经由控制导线82(也参见图1a)与螺纹传动组件10的驱动单元16连接，以便操纵驱动单元16来使驱动元件24转动并且因而使螺纹传动组件10伸展或者收缩。

螺纹传动组件10的功能、尤其是与座位组件74相关的功能在下面进行说明。

图1a示出了螺纹传动组件10的完全收缩状态，即螺纹传动组件10的总长度最小。如在图1中可见，在此达到的结构长度基本上由驱动单元16的轴向长度确定，而驱动元件24所占据的附加需要的轴向长度减少到最小值。尤其是驱动元件24的轴向长度明显小于可达到的行程或者明显小于从动侧管体12的内螺纹32的轴向长度。

如果驱动单元16从该状态出发***作，例如通过在螺纹传动组件10的伸展的意义中、即在座位76的向上运动的意义中操纵座位组件74的操作元件80，则电动马达18使驱动轴22沿着第一转动方向旋转。驱动轴22的旋转被传递到驱动元件24上。突起44在轴向槽46中的嵌接防止，从动侧管体12由于驱动元件24的旋转而一起转动，从而驱动元件24的外螺纹30在从动侧管体12的内螺纹32中运动，并且从动侧管体12通过该方式强制性地在轴向方向上移动。在驱动元件24沿着第一转动方向转动时，从动侧管体12的轴向移动朝向伸展方向进行，即螺纹传动组件10的总长度变大并且因而实现座位76的向上运动。

在操纵驱动单元16以使驱动轴22沿着与第一转动方向相反的第二转动方向转动时，例如通过在座位56的向下调节的意义中操纵座位组件74的操作元件80引起，于是，相反地，在螺纹传动组件10的收缩的意义中、即在螺纹传动组件10的总长度变小的意义中实现从动侧管体12的轴向移动。

Claims (13)

1.座位组件(74)，包括用于座位高度调节的装置和螺纹传动组件(10)，所述螺纹传动组件包括：

用于将转矩导入螺纹传动组件中的驱动单元(16)；

由驱动单元(16)绕着螺纹传动组件的主轴线(A)转动地驱动的驱动元件(24)，该驱动元件具有外螺纹(30)；

具有内螺纹(32)的从动元件(12)，该从动元件与驱动元件(24)处于螺纹嵌接，

其特征在于，所述从动元件(12)的内螺纹(32)的轴向延伸长度(b)大于驱动元件(24)的外螺纹(30)的轴向延伸长度(a)，所述驱动元件(24)沿着轴向方向支承在支承部段(42)上，其中，所述支承部段(42)关于驱动单元(16)的壳体(20)轴向固定或者由驱动单元(16)的壳体(20)构成或者构成在容纳驱动单元(16)的驱动侧管体(14)上，所述驱动单元(16)的壳体(20)无相对转动但能轴向移动地与从动元件(12)耦合，与驱动单元(16)的壳体(20)无相对转动地连接的至少一个突起(44)在从动元件(12)的至少一个轴向槽(46)中引导，所述支承部段(42)和突起(44)构成在一个共同的控制体(34)上，该控制体在轴向上设置在驱动单元(16)和驱动元件(24)之间。

2.根据权利要求1所述的座位组件，其特征在于，在螺纹传动组件的收缩状态中，驱动单元(16)至少部分地被容纳在从动元件(12)的内部并且被从动元件(12)的内螺纹(32)包围。

3.根据权利要求2所述的座位组件，其特征在于，驱动单元(16)完全地被容纳在从动元件(12)的内部并且被从动元件(12)的内螺纹(32)包围。

4.根据权利要求1至3之一所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)在驱动轴(22)上提供其转矩，其中，所述驱动元件(24)转矩传递地但能轴向移动地与驱动轴(22)耦合，并且在驱动元件(24)和驱动轴(22)之间设有沿着轴向方向减震地和/或弹动地作用的阻尼/弹簧元件(28)。

5.根据权利要求1所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)在驱动轴(22)上提供其转矩，该驱动轴穿过控制体(34)的通孔(36)。

6.根据权利要求1至3之一所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)包括电动马达(18)。

7.根据权利要求6所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)包括传动装置和/或用于提供电能以便驱动电动马达的电池和/或用于电动马达的控制单元。

8.根据权利要求7所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)的全部元件彼此连接成一个能一体操作的结构单元。

9.根据权利要求8所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)的全部元件彼此连接成自承载的结构单元。

10.根据权利要求1至3之一所述的座位组件，其特征在于，所述驱动单元(16)安装在驱动侧管体(14)中，该驱动侧管体封闭。

11.根据权利要求10所述的座位组件，其特征在于，该驱动侧管体防尘地封闭。

12.根据权利要求10所述的座位组件，其特征在于，所述驱动侧管体(14)具有能从外部够到的电触点(82)，用于控制驱动单元(16)和/或用于给驱动单元供电。

13.根据权利要求1至3之一所述的座位组件，其特征在于，所述座位组件(74)为具有单个的竖直的中央立柱的类型，使得经由座位组件(74)的座位(76)引入的全部重力由中央立柱承担，并且中央立柱由所述螺纹传动组件(10)构成。

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