线性驱动装置
技术领域
本发明涉及将驱动装置(特别是电动马达)的旋转运动转换成平移运动的线性驱动装置或线性马达。这种线性驱动装置经常用于家具——例如,床(特别是医院病床)、椅子等——的机动调节。优选地,相应的线性驱动装置用于调节医院病床的躺卧表面,并且更具体地,线性驱动装置用于调节以可枢转的方式安装的头部部分,并且进一步优选地,单独受控的线性驱动装置用于调节该躺卧表面的脚部部分或者使该躺卧表面的脚部部分绕相应的枢转轴线向上枢转出躺卧表面。
背景技术
这种线性驱动装置例如通过德国公开说明书DE10 2011 014567 A1可知。在该装置中,主轴接纳装置基本上包括筒形主体,在该筒形主体中,在端部处设置有一侧被整平的***开口,以便进行不可旋转的连接,其中,位于主轴的一侧的对应地被整平的后驱动端部以不可旋转的方式***该***开口中。在该主轴接纳装置处围绕该***区域设置有***筒形部,该***筒形部相对于外筒形主体具有减小的尺寸,该筒形部具有外部小齿轮,该外部小齿轮以形状锁定关系接合到蜗轮的具有互补构型的接纳装置中。以此方式,蜗轮的旋转运动被传递至主轴保持件。
尽管这种线性驱动装置代表了非常紧凑且可靠的传动系,但是这些特定部件的生产仍然是相对复杂且昂贵的,因为具有外部梯形螺纹的主轴必须从一端被铣削、整平以产生接合表面并且随后在两个端部处设置螺栓和螺纹,这涉及多个机械加工工序。具有筒形外本体和接纳小齿轮的主轴接纳装置由金属制成,因而从这方面来说必须通过机械加工来制造,这也是复杂且昂贵的。然而,同时这种线性驱动装置的紧凑结构构型是期望的,因此不能简单地在受限的预定结构空间中使用较大的塑料壳体或包含较强塑料的较大装置。
发明内容
以现有技术为基本出发点,本发明的第一个技术目的在于至少部分地避免这些缺点并开发在本说明书的开头部分中所阐述的类型的线性传动装置,使得至少部分地克服了这些缺点,并且特别是提供了一种紧凑可靠的线性传动装置,另外,该线性传动装置明显较简单,因此制造成本较低。
根据本发明,在本说明书的开头部分中所阐述的类型的线性驱动装置中,基本上已经实现了第一目的,因为:在主轴的驱动端部处设置有至少一个凹口、凹部或类似物,主轴保持件的主轴保持区域具有塑料,并且至少一个夹紧销在主轴保持件与主轴之间***所述至少一个凹口中。在从属的权利要求中记载了有利的改进方案。
根据本发明的线性驱动装置特别适合于传递6000牛顿到8000牛顿的较大载荷或更大载荷,为此,优选地,在主轴螺纹的外周表面处设置有沿纵向方向延伸的两个直径上相反的凹口,优选地,所述凹口的长度为25mm到30mm之间,宽度为约1.5mm到2mm,使得具有适合的销直径的两个销(夹紧套筒或中空夹紧销)可以被***或推入到这些凹口的端部中、主轴保持件的外周表面之间,由此阴螺纹的设置在此处的螺纹部分变形,并且因此,形成外主轴保持件与被接纳的主轴之间的固定的不可松开的连接。因此,根据本发明,主轴保持件不再必须制成为金属部件的形式,而是可以制成为塑料部件的形式、特别是注塑成型件(例如包含聚酰胺或POM或者完全由聚酰胺或POM制成的注塑成型件)的形式。
因此,根据本发明的构型在下述情况下允许特别紧凑的结构:主轴保持件在安装位置设置在蜗轮的中空轴中或者由此至少部分地被接纳在蜗轮的中空轴中。
在优选构型中,主轴保持件包括用于接纳主轴的管状接纳连接部分,该接纳连接部分在安装位置相对于主轴纵向轴线同轴地延伸。该接纳连接部分设置有阴螺纹,该阴螺纹与在主轴上使用的阳螺纹呈互补关系,该阴螺纹优选地为梯形阴螺纹。另外,主轴保持件包括用于力锁定连接至蜗轮的连接部,该连接部特别地呈从接纳连接部分的外周表面周向且径向地突出的凸缘的形式、特别优选地呈一体地形成在接纳连接部分上的连接凸缘的形式。
在针对6000牛顿到8000牛顿的特别大的载荷的特别稳定的构型中,主轴保持件或主轴保持件的塑料可以是纤维增强的、特别是玻璃纤维增强的,例如具有10%至30%的比例的增强填充物。
该构型还在于蜗轮的设计,特别是在下述情况下:蜗轮上设置有从由齿侧部限定的平面侧向突出的附加的联接连接部分,并且在主轴保持件的连接部上或者在主轴保持件的连接凸缘上设置有接合表面,该接合表面在联接接合时可以连接至紧急联接装置或紧急调节装置的联接装置,该联接装置以可纵向移位的方式设置在蜗轮的联接连接部分上。在蜗轮与联接装置之间操作的夹紧元件(优选地呈弹簧形式)将联接装置迫压到接合位置中。该联接装置形成紧急联接装置的组成部分并且允许在断开联接时进行紧急调节,这例如在医院病床的情况下可能是必要的,以便快速降低头端部或脚端部,更具体地,在不致动电动马达的情况下快速降低头端部或脚端部。
优选地,这涉及机械联接装置,该机械联接装置在接合位置是非加载的、即该机械联接装置在非致动状态下将蜗轮与主轴连接在一起,并且该机械联接装置仅在致动紧急联接装置或紧急调节装置时才提供自由轮运动,在自由轮运动中,家具的被致动部件(例如医院病床的头部部分)可以更快速地被降低到水平位置中。
紧急联接装置优选地具有形状锁定构型以便传递较大载荷,但是紧急联接装置也可以具有摩擦锁定构型。
形状锁定的紧急联接装置包括与蜗轮成间接的或直接的但不可旋转的连接关系的第一齿结构。另一齿结构与主轴或主轴保持件成间接的或直接的但不可旋转的连接关系。优选地,用于传递较高扭矩水平的齿结构呈花键轴的形式或者呈具有这种构型的结构的形式。如上所述,齿结构优选地呈一体成形在主轴保持件上的部件的形式,但是齿结构也可以是附加的部件。
此外,紧急联接装置包括滑动元件,该滑动元件能够沿主轴的纵向轴向方向移位,并且在优选实施方式中,该滑动元件呈内部中空的滑动套环或滑动套筒的形式。滑动元件包括接合结构,该接合结构与传动系的接合配对件互补,并且该接合结构在非加载的静止原始位置将蜗轮与主轴保持件连接在一起。对该紧急调节装置的致动通常通过包括紧急牵拉件的牵拉装置传动系来实现,紧急牵拉件侧向设置在床上并且例如包括鲍登线缆,鲍登线缆使联接装置转移出接合位置(其中,联接装置被弹簧施加预应力使得联接装置到达释放位置)并因此允许对主轴或被致动的家具进行所需的紧急调节。
不具有紧急联接装置的那种构型包括下述蜗轮:该蜗轮具有设置在中空轴内的用于以力锁定且不可旋转的方式接纳主轴保持件的至少一个接合表面或楔形花键表面,该主轴保持件具便于***所述至少一个接合表面中的互补构型。
相比之下,具有紧急联接装置的变型在蜗轮上具有联接连接部分,该联接连接部分从齿侧部的平面突出并且可以以不可旋转的方式连接至联接装置的滑动元件,并且为此,该联接连接部分优选地包括外部楔形部分或花键,联接装置以可纵向移位且不可旋转的方式承载在外部楔形部分或花键上。在该实施方式中,主轴保持件的主轴套筒具有从纵向轴线径向突出的联接凸缘,联接凸缘具有在接合位置中与联接装置以不可旋转的方式操作连接的接合表面。
优选地,联接装置呈卡爪(dog)联接装置的形式,并且联接连接部分的接合表面以及主轴保持件上的以互补关系设置的联接凸缘呈对应的花键或楔形部分的形式,联接装置与花键或楔形部分在各种位置以不可旋转的方式进行配合。
联接装置包括滑动元件,滑动元件优选地为滑动套筒、即环形构件,该环形构件围绕联接连接部分以环形构型延伸,并且该环形构件能够在接合位置与释放位置之间移位,使得滑动套筒在接合位置中将作用在联接连接部分上的扭矩传递至主轴保持件的联接凸缘并且在释放位置中不传递扭矩。
联接装置或滑动套筒的释放通过牵拉装置来实现,牵拉装置形成用于对弹簧加载的拉杆进行致动的紧急调节装置,其中,弹簧加载的拉杆克服弹簧的力而将摇臂从弹簧偏置的接合位置牵拉或转移到释放紧急释放位置中。该摇臂特别地呈摇架的形式并且绕枢转轴线枢转,其中,弹簧偏置的拉杆接合摇架的致动端部,并且摇架的相反端部接合联接装置,优选地通过槽-舌式连接的方式接合连接装置。
联接装置的外侧部可以具有例如周缘槽,设置在摇臂两侧处的接合销接合到周缘槽中。
由于角传动部分具有可分开的构型,因此本发明提供了一种模块化***,该***可以通过更换蜗轮和主轴保持件而简单地进行改变。因此,基本上存在两个实施方式,更具体地,一个不具有联接装置的实施方式和一个具有联接装置的实施方式。因为不需要联接装置,所以不具有联接装置的实施方式与具有联接装置的实施方式相比所短了约30mm到50mm。因此,升降管可以向外管中多移动该量。
在优选构型中,线性传动装置具有卷绕弹簧制动器。卷绕弹簧制动器需要销或轴颈,卷绕弹簧的圈可以安装在该销或轴颈上。为此,将制动销或轴颈直接设置在蜗轮上是一种选择,更具体地,优选地在具有联接装置的实施方式中,制动销或轴颈与从蜗轮侧向突出的联接连接部分成相反关系。该制动轴颈还可以具有润滑剂凹穴或凹部。在安装位置中,卷绕弹簧的圈绕该制动轴颈延伸,其中,弹簧的圈的内径略小于制动轴颈的外径,以实现所需的制动效果。卷绕弹簧制动器确保了线性传动装置的自锁功能,即使电动马达未被通电。
替代性制动结构以摩擦方式操作性地连接至马达轴,其中,摩擦表面在弹性应力作用下恒定地作用在马达轴上并产生恒定的制动力矩。该制动力矩与由缠绕弹簧产生的制动力矩相比非常小,但是该制动力矩将传动系的机械内部摩擦提高了实现自锁所需的量。在一实施方式中,配装在马达轴上的制动元件设置有自由轮,使得在第一旋转方向上制动元件与马达轴一起旋转,并且在与第一旋转方向成相反关系的第二旋转方向上制动元被自由轮以不可旋转的方式保持并对马达轴产生制动力矩。
因此,根据本发明,线性传动装置的基本组成部件可以包括塑料件、特别是呈注塑成型件形式的塑料件。在这方面,有利的是,这些部件的壁厚是尽可能均匀的,使得在冷却过程中不会出现裂缝、收缩孔或其他应力,也就是说不会发生热变形,热变形在厚壁工件的情况下尤其成问题。为此,当处理较厚工件、即壁厚为3mm起的固体材料制成的工件时,出于该原因设置腔、开口、凹部或类似物。
本发明的另一方面涉及用于进行线性传动装置中使用的紧急释放联接装置的紧急调节的紧急联接装置(即用于牵拉装置的连接装置)的构型,该另一方面应当与线性驱动装置分开看待并且从这方面来说也当然要求保护该另一方面。
如上所述,例如在下述情况下需要紧急调节:在例如发生紧急情形的情况下,医院病床必须从头部部分和/或脚部部分成角度的位置快速移动到水平延伸的原始位置中。
为此,通过现有技术已知的用于医院病床的线性传动装置包括紧急联接装置或紧急调节装置,该紧急联接装置或紧急调节装置优选地包括位于床的两侧处的紧急手柄,通过紧急手柄可以进行这种紧急调节以便将线性传动装置从联接接合位置转变至自由轮位置,由此成角度的床可以被快速地移动成水平的、即在没有电动马达和传动系的阻碍情况下快速地移动成水平的。
现有技术中的那些紧急牵拉件还包括鲍登线缆,鲍登线缆通过变向滚子被导引,然后通过相对于主轴大致同轴设置的鲍登线缆保持件进行作用、特别地借助于设置在在相应的鲍登线缆的端部处的线缆套管进行作用,线缆套管以形状锁定关系***鲍登线缆保持件中的对应的接纳开口。现有装置的缺点在于,在致动时非致动侧变得松弛并且因此经常脱离或者可能从用于紧急牵拉件的保持件脱离。这在紧急情形中进行操作或快速移动的情况下可能是不利的,在这种情况下,垂下的紧急牵拉件会被钩住。
以现有技术作为基本出发点,本发明还涉及下述其他技术目的:至少部分地避免通过现有技术已知的缺点,以及提供用于紧急调节的紧急联接装置,该紧急联接装置非常显著地防止了未被致动的紧急牵拉件的不期望的松弛。
在本说明书的开头部分中所阐述的类型的用于紧急调节的紧急联接装置的情况下,已经实现的是,鲍登线缆保持件以可旋转的方式连接至拉杆的第一端部,拉杆的第二端部接合紧急联接装置。该可旋转结构具有特别的优点,因为鲍登线缆保持件因此用作中间联接器,该中间联接器针对在床的一侧对紧急牵拉件的牵拉对另一非致动侧进行补偿,使得非致动侧仍保持收紧,或者在任何情况下仅略微松弛(最多松弛10%)或者完全不松弛,而在任何情况下紧急牵拉件都不会从保持件脱离。
优选地,在拉杆与鲍登线缆保持件之间设置有销,该销将这两个部件以可旋转的方式连接在一起。特别优选地,拉杆具有相对于拉杆的纵向轴线横向延伸的销,并且鲍登线缆保持件以可旋转的方式承载或卡扣在该销上。
因此,在安装位置,鲍登线缆保持件相对于拉杆的纵向轴线横向地延伸成类似T形,更具体地,鲍登线缆保持件优选地在拉杆的端部(该端部在安装位置中为前端部)处相对于拉杆的纵向轴线横向地延伸成如T形,其中,鲍登线缆保持件与拉杆之间的枢转轴线或旋转轴线优选地位于鲍登线缆保持件的中央处,使得鲍登线缆固定在该中央枢转点或旋转点的侧向。
因此,鲍登线缆保持件具有下述构型:在原始位置中,鲍登线缆保持件的后侧部(即面向拉杆的侧部)抵靠紧急联接装置的接触表面。
为了实现协调的运动、即平滑运动,可以在这些接触表面与鲍登线缆保持件之间设置滚动或滑动表面,滚动或滑动表面优选地呈半圆形突出部的形式。
在优选的改进方案中,鲍登线缆保持件的后接触表面在中间向后倾斜地延伸、特别地以约45°的角度延伸,以便在一侧致动鲍登线缆保持件时以摇动方式使位于相反侧的非加载鲍登线缆拉紧,以便例如更好地避免非致动的鲍登线缆因其松弛而非预期地跳出。另外,在单侧致动鲍登线缆时,由于后接触表面的倾斜,销的额外移位的量与鲍登线缆保持件的移位相对应。
鲍登线缆保持件可以设置在线性驱动装置的壳体上,或者可以通过单独的固定布置结构固定至线性驱动装置的另一部件或床。特别优选地,鲍登线缆保持件设置在夹子或支架处,该夹子或支架固定至线性驱动装置的固定的外管。
鲍登线缆保持件优选地呈注塑成型件的形式,并且优选地包括中央接纳装置和两个***开口,其中,中央接纳装置适于供连接至拉杆的旋转销可旋转地***,所述两个***开口与中央区域在侧向上等距地间隔开,以便接纳鲍登线缆的端部或设置在鲍登线缆的端部处的线缆套管。
另外,除了线性驱动装置和紧急调节装置(即,分别根据本发明的这些方面而分别要求保护的线性驱动装置和紧急调节装置)之外,本发明还涉及一种用于介质密封地密封线性驱动装置的伸缩管的端罩。
线性驱动装置的伸缩管包括外管,外管适于接纳相对于外管能够纵向移位的升降管。另外,外管包括后驱动端部,主轴延伸穿过后驱动端部,主轴由电动马达驱动并且在主轴上承载有主轴螺母,主轴螺母能够借助于主轴的旋转而纵向移位,并且主轴螺母接合升降管。最后,伸缩管具有前端部或端面,内管于该前端部或端面从外管伸出。端罩封闭该端面或前端部以至少防止介质在前端部处进入,为此,端罩包括具有至少一个密封唇缘的密封件。
因此,为了密封能够以此方式相对于彼此移动的部件,现有技术、例如DE 10 2008028 335 B3公开了:使用两个端罩,这两个端罩可以配装到管上,这些管中的一个管设置在另一管内,并且这两个端罩之间设置有毡环或O形环。然而,在密封元件发生损坏之前,这些毡环或O形环仅最多可以压缩它们的径向范围的5%到10%。然而,现有的生产公差并不总是足够的,或者需要高成本的质量控制,或者还会导致明显缺陷和泄漏。
因此,以现有技术为基本出发点,本发明还具有下述第三技术目的:至少部分地避免这些缺点并开发在本说明书的开头部分中所阐述的类型的端罩,使得至少部分地克服这些缺点,并且特别地提供了下述端罩:该端罩允许可靠密封,即使在接合部件(外管、升降管和端罩)——特别是涉及特别地在如前文中所描述的线性驱动装置中使用的固定的外管和以可移位的方式容置在外管中的升降管——之间有相对较大公差的情况下亦会如此。
根据本发明,该目的通过上述类型的端罩来实现,其中,密封唇缘还包括弹簧。在涉及端罩的从属权利要求中记载了有利的改进。
如此设置的“弹簧密封件”是高度灵活且可靠的并且可以以特别简单方式接受较大的制造公差、例如0.5mm到1mm的制造公差。因此,该解决方案在有缺陷的安装方面高度灵活并且因此易于配装。更具体地,弹簧总是以最佳方式使密封唇缘在升降管的外周表面上在外侧沿周向收紧。因此,密封唇缘始终以密封关系紧密地配合至升降管的外周表面。按照本发明的方式,通过将密封件的良好灵活性与密封唇缘和配装在密封唇缘的区域中的弹簧相结合,这提供了增大的密封唇缘对升降管的接触压力,同时在其他方面,密封件自身仍是适合且灵活的。另外,密封件的材料可以具有良好的相对于升降管的摩擦配对件滑动的滑动特性。
可结合到密封唇缘中的弹簧以特别简单的方式补偿所有出现的公差,特别是升降管的公差。
特别优选地,弹簧密封件的弹簧呈卷簧的形式,该卷簧在升降管的整个外周上环绕用于升降管的密封件,因此,卷簧的尺寸与升降管的尺寸相匹配。因此,除了密封件的固有弹性之外,卷簧还提供弹簧力,该弹簧力额外地沿外周施加压力。
也可以使用另外的夹紧橡胶构件作为弹簧,来代替卷簧。
因此,所提出的弹簧偏置的密封件提供了符合IP67W的所谓的“洗车适用性”,也就是说,提供了与强喷射水有关的、高温下的和使用化学品时的密封完整性。
弹簧密封件优选地适合于端罩的几何形状。优选地,弹簧密封件包括密封板,密封板在端部处覆盖外管并且限定主密封平面,并且密封板在中央处抱持用于围封地抵靠升降管的弹簧加载的密封唇缘,并且密封板的外周表面包括用于抱持地抵靠外管的外边缘。特别优选地,弹簧加载的密封唇缘从主密封平面向前延伸,并且该外边缘从该平面向后延伸。
端罩优选地适于在安装位置以接合的方式接纳弹簧密封件,这优选地通过设置可以配装到伸缩管的端部上的附接盖来实现。在优选实施方式中,这例如通过下述附接盖来实现:该附接盖除了覆盖区域之外还具有用于弹簧密封件的接纳空间,其中,覆盖区域在端部处提供对外管的大范围覆盖。该接纳空间(其优选地从端罩的主密封平面向前突出)也可以形成第二升降管导引部。
通过在外管的内侧设置由端罩围成的第一升降管导引部可以实现对升降管的特别好的导引和对公差的良好补偿,其中,端罩可以在外部安装到伸缩管上。
在特别优选的实施方式中,端罩包括:附接盖,该附接盖沿封闭平面延伸并且在安装位置相对于伸缩管的纵向轴线横向设置;外周边缘,该外周边缘设置在封闭盖的外侧并且从封闭平面向后横向地延伸以便从外部围封外管;用于弹簧密封件的接纳空间,该接纳空间设置在封闭平面的前方;以及第二升降管导引部,第二升降管导引部设置在接纳空间的前边缘处。呈附接盖形式的端罩优选地呈注塑成型件的形式。
下文中的详细描述参考形成本发明的说明书的一部分的附图,并且在附图中示出了用于说明的具体实施方式,通过这些具体实施方式可以实现本发明。在这方面,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“向前”、“向后”等方向术语相对于所描述的附图的取向来使用。由于实施方式的部件可以以许多不同的取向来定位,因而方向术语用于说明目的而不是限制性的。将理解的是,在不脱离本发明的保护范围的情况下,可以使用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑修改。以下详细描述不应被限制性地解释。
在本说明书的上下文中,术语“连接”、“接合”以及“结合”用于描述直接和间接连接、直接或间接接合以及直接或间接结合。在附图中,相同或相似的部件在适当的范围内由相同的附图标记表示。
附图说明
参考线是将附图标记连接至所讨论的部件的线。相比之下,不接触任何部件的箭头涉及该箭头所指向的整个单元。此外,附图不一定按比例。为了说明细节,某些区域可能以较大的比例示出。另外,附图可以显著简化,并且可以未包含可能在实际结构中找到的每个细节。术语“上”和“下”与附图中的显示方式有关。另外,为了更清楚,当存在多个对应部件时,仅一个相应部件由附图标记指示出。在附图中:
图1示出了根据不具有联接装置的第一实施方式的马达单元的立体端视图,该马达单元包括电动马达,电动马达带有固定至电动马达的传动角部分(transmission angleportion)和容置在传动角部分中的蜗轮;
图2示出了图1的马达单元的等距前视图;
图3示出了根据不具有联接装置的第一实施方式的主轴保持件的等距视图;
图4示出了不具有联接装置的实施方式的线性驱动装置的壳体的传动端部的放大纵向截面;
图5示出了根据本发明的主轴的等距视图,其中,主轴在传动端部处具有两个直径上相反的凹口;
图6示出了穿过根据第一实施方式的线性驱动装置的纵向截面,其中升降管部分伸出;
图7示出了穿过伸缩管的外管的纵向截面,其中未示出升降管;
图8示出了根据具有联接装置的第二实施方式的马达单元的端视图,该马达单元包括电动马达,电动马达带有固定至电动马达的传动角部分和容置在传动角部分中的蜗轮;
图9示出了图8的马达单元的等距侧视图;
图10示出了穿过马达单元的端部纵向截面,其中,联接装置处于非联接释放位置(紧急位置);
图11示出了图10中所示的视图,其中,联接装置处于联接接合位置;
图12示出了用作紧急调节装置的牵拉装置和用于致动处于联接接合位置的联接装置的摇架的等距平面图;
图13示出了在牵拉装置收紧的情况下处于未联接释放位置的紧急调节装置的放大的等距平面图;
图14示出了穿过壳体中的拉杆的弹簧加载结构的放大的等距纵向截面;
图15示出了穿过伸缩管的前端部的放大的等距纵向截面,其中升降管伸出;
图16示出了穿过线性驱动装置的第一实施方式的传动端部的纵向截面,以示出通过省略联接装置而额外实现的升降管的缩回距离;
图17示出了穿过根据本发明的具有端罩的伸缩管的前端部的放大纵向截面;
图18示出了穿过根据本发明的线性驱动装置的纵向截面;以及
图19示出了根据本发明的紧急调节装置的替代性实施方式的放大平面图,其中未示出牵拉装置。
具体实施方式
在图18中以侧视图示出了根据本发明的所有方面的整个线性驱动装置。
线性驱动装置基本上包括模块化壳体2,模块化壳体2具有驱动端部,该驱动端部具有用于容置带有传动角部分14的电动马达10的加宽结构。在壳体2的传动后端部处设置有后叉头4。在升降管8的远端外端部处以与后叉头4同轴的方式设置有前叉头6,其中升降管8以可移位的方式接纳在外管中。升降管8可以借助于线性驱动装置沿轴向纵向方向从部分容置在壳体2的中央部分中的伸缩管伸出以及缩回到该伸缩管中。因此,后叉头4和前叉头6可以以已知的方式紧固至床或另一家具,以实现例如对床的头端部或脚端部的机动枢转运动的调节。端罩44对伸缩管的外管34与以可移位的方式容置的升降管8之间的前端部进行密封,以防止加压水射流的侵入从而符合IP67W。
图1示出了安装在线性传动装置的传动端部中的马达单元的端视图,马达单元包括电动马达10,从电动马达10的前端部伸出有蜗杆轴12,蜗杆轴12沿着蜗杆纵向轴线延伸并且由电动马达驱动,并且蜗杆轴12延伸到固定至电动马达10的前端部的传动角部分14中,并蜗杆轴12在传动角部分14中与蜗轮16的外齿侧部16.1啮合并因此驱动蜗轮16。
传动角部分14设计成是可分开的并且包括可以通过螺纹连接在一起的两个半壳体部分14.1和14.2。第一下半壳体部分14.1配装在电动马达10的前侧并且容置蜗杆轴12。第一半壳体部分14.1与第二上半壳体部分14.2形成闭合的环形空间,该闭合的环形空间通过两个轴承18、20容置相应的蜗轮16,这两个轴承18、20以可旋转的方式承载在中空轴16.2的轴承座上。
在外周表面处,蜗轮16包括齿侧部16.1和沿纵向方向轴向延伸的连续中空轴16.2,其中,中空轴在齿侧部16.1旁边的两侧处形成轴承18、20的座表面,蜗轮16通过轴承18、20以可旋转的方式容置在传动角部分14中。
蜗轮16朝向线性驱动装置的后端延伸,从而形成具有减小外径的阶梯部,形成为制动连接部分或轴颈16.3,制动连接部分或轴颈16.3一体地成形在蜗轮16上,并且卷绕弹簧制动器22的圈以已知的方式缠绕在制动连接部分或轴颈16.3上。卷绕弹簧制动器22的圈的内径略窄于制动连接部分16.3的外径,使得卷绕弹簧制动器22在安装位置紧密地环绕制动连接部分16.3并且在沿夹紧方向旋转时用作制动器而在沿相反方向旋转时将制动连接部分16.3释放。卷绕弹簧制动器22还包括保持臂(未示出),该保持臂从弹簧圈的外周表面伸出,并且***开口中并固定卷绕弹簧制动器22。卷绕弹簧制动器22使得线性传动装置可以尽可能平稳地运行且同时避免线性驱动装置在电动马达10未通电时发生不期望的返回运动。
参照图2,在如图1至图7中所示的不具有联接装置的线性传动装置的第一实施方式中,中空轴16.2的内周表面具有总共四个凹部16.4,这四个凹部16.4分别以在直径上彼此相对且成对的关系设置并沿径向向外延伸。在安装位置,侧部24.1接合到这些凹部16.4中,侧部24.1从主轴保持件24的中央中空筒形主轴连接部分24.2径向突出,并且侧部24.1具有与蜗轮16的凹部16.4互补的互补构型,并因此提供了蜗轮16与容置在蜗轮16中的主轴保持件24之间的形状锁定和不可旋转连接。
在安装位置,主轴保持件24的主轴连接部分24.2容置主轴26,为此,主轴保持件24的内周表面具有呈与主轴26互补的互补构型的内螺纹。优选地,主轴26具有梯形螺纹。在后端部处,主轴连接部分24.2具有形成在主轴连接部分24.2上的具有减小的外横截面的阶梯部以形成轴承座24.3。轴承座24.3上承载有后轴承28的内圈,后轴承28的外圈承载在后叉头4的衬套14.1中。主轴26的后传动端部具有带阴螺纹的盲孔,该盲孔中旋拧有夹紧螺钉30,夹紧螺钉30按压接触压力盘32使接触压力盘32的阶梯部抵靠后轴承28的内圈,并因此将后轴承28按压成抵靠主轴保持件24的由轴承座24.3形成的后阶梯部。
主轴保持件24与主轴26之间的不可旋转连接通过主轴26在传动后端部处具有直径上相反的凹口26.1、26.2来提供,其中,凹口26.1、26.2沿纵向方向延伸约25mm的长度,并且夹紧销(clamping pin)或开槽弹簧销(未示出)被推入凹口26.1、26.2中,夹紧销或开槽弹簧销在推入时使主轴保持件24的阴螺纹的螺纹线变形,因此实现主轴保持件24与容置在主轴保持件24中的主轴26之间的不可旋转连接。
参照图6,伸缩管的传动后端部被围封在壳体2中并由多个保持肋部2.1保持,这些保持肋部2.1成形在壳体2上并且成形在壳体2的内侧。
在外管34中的中央升降管空间36内设置有以纵向可移位的方式布置的主轴螺母38,主轴螺母38具有与主轴26啮合的阴螺纹,从而将由马达和传动单元引起的主轴26的旋转转换成平移运动,以使升降管8相对于外管34移动。设置在外管34的下侧处的两个限位开关40、42以已知的方式限制主轴螺母38在外管34内的最大调节行程。一旦主轴螺母38的位于后端部处的加宽部分接触到限位开关40、42的传感器,电动马达就停止升降管8的运动。
图8至图13示出了具有用于执行紧急调节的联接装置的线性传动装置的第二实施方式。在该构型中,同样容置在传动角部分14的两个半壳体部分14.1、14.2中且由电动马达驱动旋转的蜗轮48还具有联接连接部分48.2,联接连接部分48.2以与制动连接部分或轴颈48.3成相互相反关系的方式从齿侧部的平面径向突出。联接连接部分48.2在联接连接部分48.2的外部设置有多个径向向外突出的花键,这些花键与位于联接装置的滑动套筒50的内侧的具有互补构型的凹部接合,滑动套筒50以可移位的方式设置在联接连接部分48.2上。
在该实施方式中,主轴保持件46同样具有中央延伸的主轴连接部分46.1,主轴连接部分46.1适于将主轴26容置在主轴连接部分46.1中并且还具有联接凸缘46.2,联接凸缘46.2从主轴连接部分46.1的外周表面径向突出,并且联接凸缘46.2在联接凸缘46.2的朝向蜗轮48的联接连接部分48.2的一侧具有用于接合到设置在滑动套筒50内侧的槽中的突出部。
图8示出了处于联接位置的滑动套筒50,在联接位置蜗轮48将扭矩传递至主轴保持件16,主轴26以上述方式(即通过将夹紧销在主轴连接部分46.1与主轴26之间引入到主轴的传动端部处的两个凹口26.1、26.2中)固定在主轴保持件16中。
图9示出了电动马达10、传动角部分14和配装的蜗轮48的侧视立体图,其中,在此可以特别清楚地看到呈花键轴形式的联接连接部分48.2。
图10示出了穿过蜗轮48和主轴保持件46的纵向截面的端视图,其中,主轴保持件46的联接凸缘46.2处于释放位置,也就是说,联接凸缘46.2断开联接以便紧急释放。
相比之下,图11示出了滑动套筒50处于联接位置以便将扭矩从蜗轮48传递至主轴保持件46。
图12示出了根据本发明的处于非加载、即处于联接接合位置的紧急释放联接装置,其中,以可枢转的方式安装在壳体中央的摇架52将可轴向移位的滑动套筒50迫压到主轴保持件46的联接连接部分46.2上并且使滑动套筒50与设置在联接连接部分46.2上的花键齿结构接合。
图13示出了在紧急释放过程中鲍登线缆(Bowden cable)62被致动时的放大的等距平面图。设置在鲍登线缆62的端部处的线缆套管61使鲍登线缆保持件58绕中央固定销旋转并且抵抗壳体中的弹簧56的弹簧应力将拉杆54往回牵拉,使得滑动套筒50从图12中所示的联接接合位置转移到如图13中所示的断开联接的释放或自由轮(freewheel)位置。因此,在滑动套筒50朝向图中的左侧移位、即轴向地移位的位置中,存在自由轮动作,使得医院病床的与主轴螺母连接的部分可以被立即降低。
图7示出了穿过外管34的横截面,外管34容置在壳体2中并且具有从用于形成中央升降管空间36的外周表面向内突出的多个肋部或腿部34.1,升降管8(图7中未示出)在中央升降管空间36中以可移位的方式被导引。另外,在外管34的内侧设置有多个螺纹通道34.2,布置在端部处的盖状端罩44可以固定到螺纹通道34.2以用于封闭外管34或伸缩管。
在图6中可以清楚地看到盖状端罩44固定至外管34的前端部,以使升降管8密封地且可纵向移位地安装在外管34内并且同时使外管34相对于加压喷射水的进入封闭从而符合IP67W。
图16示出了不具有联接装置的根据第一实施方式的线性驱动装置,以示出升降管8的额外的可能的向内移位,这通过下述方式实现:省去联接装置,使得通过不具有联接装置的实施方式,升降管8向外管34中多缩回达35mm成为可能。
图17更详细地示出了根据本发明的端罩44的结构。端罩44包括弹性密封件64,弹性密封件64限定抵靠外管34的端部的主密封平面,并且在外边缘处设置有周缘套环64.1,周缘套环64.1相对于主密封平面横向向后延伸并且具有内密封唇缘和外密封唇缘,内密封唇缘和外密封唇缘在预应力作用下抵靠外管34的外侧和端罩44上的具有互补构型的套环44.2的内侧。另外,密封件64具有密封连接部分64.2,密封连接部分64.2从主密封平面向前突出并且具有内侧密封唇缘,该内侧密封唇缘抵靠升降管8的外侧并且在周向延伸的环形弹簧68的弹簧应力作用下保持在固定预应力状态。
根据本发明,端罩44还呈升降管导引盖的形式,因此为升降管8提供了延长的向外延伸的支撑。升降管8在端部处通过中空筒形衬套66保持在外管34的内侧,其中,衬套66通过前侧抵接凸缘配装到外管34与升降管之间的端部中,并且形成第一升降管导引部。端罩44还包括第二升降管导引部44.1,第二升降管导引部44.1从覆盖外管的主覆盖表面向前突出并且还限定了环形空间,该环形空间容置弹簧密封件的环形弹簧68。因此,在当前情况下,从内部衬套66至外部升降管导引部44.1的接触长度从53mm延长至61mm。
图14示出了穿过线性传动装置的上端部的放大的纵向截面,其中,壳体盖配装就位,并且拉杆54安装在壳体盖中并且拉杆54相对于设置在内侧的保持肋部2.1被弹簧偏置,并且鲍登线缆保持件58通过以可旋转的方式旋拧到拉杆54的端部中的中央枢转销而以可移动的方式安装在拉杆54的后端部处。
电动马达10优选地是通过橡胶安装的,以抵消振动和降低噪音,其中优选地,多个橡胶塞70配装到电动马达10上,抵靠相应的配对部件或接合配对件。
图19示出了可选的紧急调节装置或紧急联接装置的放大平面图,其中,鲍登线缆保持件58以可旋转的方式卡扣配合在位于拉杆54的前端部处的耳轴72上。如在图12至图14中所示的第一实施方式中,鲍登线缆保持件58具有供端部线缆套管60、61***的开口(未示出)。与图12至图14的第一实施方式相比,以与牵拉方向成相反关系设置的后接触表面不是平正的,而是以与拉杆54的中央导引部成约45°角度的方式向后倾斜地伸出。该构型提供:在鲍登线缆保持件58被单侧致动时或者在鲍登线缆保持件58在一侧被致动时,未被致动的鲍登线缆在另一侧被张紧,因此,这防止未被加载的鲍登线缆跳出。
另外,为了提供部件之间的平滑运动,在鲍登线缆保持件58的后侧部与后接触表面之间设置有圆化结构,这些圆化部分优选地呈位于鲍登线缆保持件的后侧部处的半圆形突出部的形式。
最后,在该实施方式中,鲍登线缆保持件58结合到支架或夹子72中,该支架或夹子72被推到线性驱动装置的外管34上。
本发明的主题不仅涉及各个权利要求的主题,而且还涉及各个权利要求彼此的组合。文献(包括摘要)中公开的所有特征和细节、特别是附图中所示的空间构型对于本发明是重要的,因为它们相对于现有技术单独地或组合地是新颖的。
附图标记列表
2 壳体
2.1 保持肋部
4 后叉头
4.1 衬套
6 前叉头
8 升降管
10 电动马达
12 蜗杆轴
14 传动角部分
14.1 第一半壳体部分
14.2 第二半壳体部分
16 蜗轮
16.1 齿侧部
16.2 中空轴
16.3 制动连接部分
16.4 凹部
18、20 轴承
22 卷绕弹簧制动器
24 主轴保持件
24.1 侧部
24.2 主轴连接部分
24.3 轴承座
26 主轴
26.1、26.2 凹口
28 后轴承
30 夹紧螺钉
32 接触压力盘
34 外管
34.1 腿部
34.2 螺纹通道
36 升降管空间
38 主轴螺母
40、42 限位开关
44 端罩
44.1 升降管导引部
44.2 套环
46 主轴保持件
46.1 主轴连接部分
46.2 联接凸缘
48 蜗轮
48.1 齿侧部
48.2 联接连接部分
48.3 制动连接部分
48.4 中空轴
50 滑动套筒
52 摇架
54 拉杆
56 压缩弹簧
58 鲍登线缆保持件
60、61 线缆套管
59、62 鲍登线缆
64 密封件
64.1 套环
64.2 密封连接部分
66 衬套
68 环形弹簧
70 橡胶塞
72 夹子