WO2016079021A1 - Möbelsystem mit linearaktuator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a furniture system with a
- Linear actuator for adjusting a component of a piece of furniture, for example for height adjustment of a table or for height or position adjustment of a component of a reclining furniture or a chair.
- Linear actuators usually serve to adjust two relatively movable parts.
- linear actuators are used in height-adjustable tables to raise or lower a table top on a frame of a table.
- the linear actuators usually include an electric motor, a transmission and a
- the noise behavior of the linear actuator can be an essential quality criterion.
- a major source of noise may be the transmission.
- Noises in gears, for example gear drives can be caused, for example, by production-related inaccuracies, which can lead to disturbances of the tooth engagement, which in turn can excite vibrations.
- This problem can be reduced to some extent by very precisely manufactured gear components, which, however, can greatly increase the manufacturing costs of the linear actuator.
- Linear actuators are offered, for example, in two versions.
- the motor is arranged perpendicular to the spindle system.
- gears with you used intersecting axes For example, worm or helical gear can be used.
- the motor and spindle may be coaxially arranged.
- the transmission axes are then also coaxial.
- An object to be solved is therefore to provide an improved concept for a furniture system with a linear actuator for adjusting components of furniture, which allows low noise and high flexibility in an application of the linear actuator.
- the improved concept is based on the idea, in one
- Linear actuator with a motor, an adjusting member and a Transmission to use a friction gear or a transmission with a friction wheel for transmitting a rotational movement of the motor on the Versteilglied. Since at the
- a linear actuator for adjusting a component of a piece of furniture is specified.
- Linear actuator comprises a gear, which comprises a hollow element and designed as a friction wheel stage first stage.
- the linear actuator further comprises a drive side arranged motor and a driven side arranged
- the linear actuator in particular the motor, the gearbox and the adjusting member, are adapted to provide a length of the motor by means of the motor and the gearbox
- the hollow element may for example be designed as a ring gear and is implemented in various embodiments in a housing of the transmission or is formed by the housing or a part of the housing.
- a rotational movement of an element of the engine for example, a shaft connected to the transmission, by means of the transmission to a rotational movement of an element of the
- the transmission is designed as a coaxial transmission.
- the transmission has, for example, a fixed transmission ratio.
- the first stage of the transmission is designed as a planetary stage.
- the first stage comprises at least one central element and at least two planetary elements.
- the central element is the drive side, for example via the shaft, connected to the motor. A rotational movement of the central element is transmitted to the planetary elements, which are coupled on the output side.
- the planetary elements in the first stage between an inner surface of the hollow member and an outer surface of the
- the planetary elements are:
- the planetary elements are cylindrical or based on a
- cylindrical basic shape In particular, such forms are based on a cylindrical basic shape, in which the cylindrical basic shape is supplemented by recesses or additionally attached elements.
- cylindrical basic shape is also a hollow cylinder. The hollow element and the
- Central element are also cylindrical or based on a cylindrical basic shape.
- the planetary elements are for example barrel-shaped or conical.
- the hollow element and / or the central element also on conically shaped elements.
- Embodiments with conical planetary elements for example, due to a wedge effect, a biasing force between the planetary elements on the one hand and the
- a barrel-shaped design of the planetary elements can also be a certain biasing force by a
- the biasing force may be formed by the above-described normal forces.
- the linear actuator comprises a support element arranged on the output side, on which the planetary elements are fastened.
- the output side coupling of the planetary elements is realized via the carrier element. Therefore, a rotational movement of the central element is therefore first transmitted to the planetary elements and thereby to the carrier element.
- the carrier element is coupled directly or indirectly, for example via a second stage of the transmission or via the second stage and further stages of the transmission, with the adjusting member.
- the output side is the output side
- each of the planetary elements comprises one each
- cylindrical sleeve which is rotatably mounted on the carrier element, for example on the
- the Carrier element is pushed.
- the planetary elements also include one connected to the surface of the sleeve
- Friction lining The friction lining can be elastic, for example
- the friction lining comprises a plastic, an elastomeric Plastic, an elastomeric polyurethane and / or a
- Plastic composite material for example a
- the plastic composite material may comprise multiple layers of a linen or cotton fabric bonded together.
- the bond can be made, for example, by means of a resin, for example a
- Phenolic resin done.
- Other plastics of the friction lining may include, for example, rubber materials, silicones,
- Polyethylene and / or polytetrafluoroethylene include.
- the hollow element comprises a plastic, a plastic
- thermoplastic and / or a polyoxymethylene.
- Planetary elements the friction lining, the sleeves, the hollow element and / or the central element of a plastic, a steel, a hardened steel, a cast iron, a gray cast iron, aluminum, brass and / or a metal-polymer material.
- the transmission comprises a second stage, which is referred to as
- Reibradcut or as a conventional stage, in particular as a gear stage is executed.
- the second stage is embodied in various embodiments as a planetary stage.
- the second stage is disposed in the transmission between the first stage and the adjustment member.
- the second stage is connected to the first stage.
- the first and second stages are adapted to provide rotational movement of the first stage, for example the planetary elements and / or the planetary element
- Carrier element in a rotational movement of the second stage, the Example of other planetary elements or another support element of the second stage to transmit.
- the adjusting member comprises a telescopic spindle, a
- the first stage of the transmission has a first speed ratio, for example a fixed first speed ratio, based on a speed of the motor.
- the first speed ratio corresponds to a ratio of one speed
- the central element for example, the central element to a speed
- the support element for example, the support element.
- the second stage of the transmission has a second speed ratio, for example, a fixed second speed ratio, based on a speed of the engine.
- the second corresponds to this
- the first and / or the second speed ratio are greater than one. That is, the rotational speed of the motor is greater than, for example, the rotational speed of the carrier element and of the further carrier element.
- the second is
- the rotational speed of the carrier element is greater than the rotational speed of the further carrier element.
- the rotational speed of the carrier element is therefore a two-stage reduction.
- Various embodiments of the linear actuator include a position sensor, for example designed as a Hall sensor.
- the position sensor is set to a
- Position of the transmission in particular to determine a position of a component of the transmission.
- Position sensor configured to generate a position signal for determining a position of the linear actuator and / or the Versteilglieds.
- the position of the adjustment member relates in particular to the length of
- the position signal may include, for example, information about a rotational position and / or a number of revolutions of the component of the transmission.
- the position sensor is configured to generate the position signal based on the determined position of the transmission.
- the furniture comprises for controlling the linear actuator, for example, a control unit.
- Control unit coupled and set up to send the position signal to the control unit.
- the control unit can then determine the position of the adjustment member in dependence on
- Position signal for example, depending on a
- the position sensor is in various embodiments in or on the transmission, preferably on the output side,
- the position sensor is mounted on or in a stage of the transmission that is connected to the
- Adjuster member adjacent.
- Position sensor preferably mounted on the output side at the second stage. In embodiments in which the position sensor
- the position sensor determines the position of the transmission, for example by means of determining a rotational position of the other
- Synchronization of multiple linear actuators, in particular linear actuators according to the improved concept can be achieved. Furthermore, by the output side arrangement of the position sensor, for example, an influence of slip in the transmission on the determination of the position of the
- a linear actuator according to the improved concept may be implemented in a furniture system.
- Furniture system includes a piece of furniture, for example a table, a bed, a chair, an armchair or other sitting or lying furniture.
- the furniture comprises a component which is electrically adjustable.
- the component may, for example, a height-adjustable table top of a table or a adjustable backrest or seat of a chair or a chair.
- the furniture system further comprises a control unit and at least one drive with a linear actuator according to the improved concept, adapted to adjust the component of the furniture.
- the control unit is with the
- Linear actuator coupled and set up the
- Linear actuator according to the improved concept coupled with the control unit.
- the control unit is adapted to the linear actuator and the other
- Linear actuators each comprise a position sensor as described above.
- the control unit is with the
- Position sensors coupled and adapted to determine positions of the Verstellellglieder the linear actuator and the other linear actuator in response to the position signals.
- the control unit is also adapted to the positions of the Verstellellglieder by driving the linear actuator and the other linear actuator to
- the drive and / or the further drive comprises the control unit.
- Figure 1 shows an embodiment of a
- Figure 2 is a part of another embodiment of a linear actuator according to the improved concept;
- Figure 3A shows a cross section through a first stage of a
- 3B shows a cross section through a second stage
- Figure 4A is a detail view of a transmission in a
- FIG. 4B shows a further detailed view of a transmission in an exemplary embodiment of FIG.
- FIG. 1 shows an example of an embodiment of a
- the linear actuator comprises a transmission G, a
- the linear actuator comprises a motor mounted to the first fastening element Bl and a second attached to the adjustment member V second
- the adjusting member V comprises in the present
- Embodiment a telescopic spindle. exemplary
- the transmission G comprises a hollow element H, which is formed by a housing of the transmission G.
- the transmission G is as
- Coaxial gearbox and includes a first stage Gl (not shown in Figure 1, see Figures 3A, 4A and 4B), which is designed as a friction wheel.
- a first stage Gl (not shown in Figure 1, see Figures 3A, 4A and 4B), which is designed as a friction wheel.
- the linear actuator for adjusting a component of a piece of furniture, for example a table, on the furniture and / or the
- the motor M In operation, the motor M generates a rotational movement, which is transmitted via the gear G to the adjusting member V and is converted by the adjusting member before V in a linear movement, in particular in a change in length of the adjusting member V.
- the motor M is for example as an electric motor, preferably as a DC motor, for example as a brushless
- An operating point of the motor M may, for example, a drive-side speed in the
- Magnitude of several thousand revolutions per minute for example, about 5000 min -1 , and a drive side
- Torque in the range of a few tenths of Nm, for example, about 0.1 Nm - 0.2 Nm include. Depending on the application, however, other operating points are of course possible.
- a driven-side speed of the transmission G can for
- a corresponding output-side torque can, for example, in the
- Figure 2 shows a part of another embodiment of a linear actuator according to the improved concept.
- the linear actuator corresponds, for example, to the linear actuator shown in FIG.
- the linear actuator corresponds, for example, to the linear actuator shown in FIG.
- the transmission G comprises the hollow element H, which is formed by the housing of the transmission G.
- the hollow element H is in the embodiment shown, for example
- Plastic for example made of polyoxymethylene.
- the gear G is the drive side with a shaft W
- the shaft W is connected to the motor M. Furthermore, part of the
- FIG. 3A shows a cross section through a first stage G 1 of a transmission G of a linear actuator according to FIG.
- the linear actuator corresponds to
- the first stage G1 is called the coaxial friction wheel stage and
- the first stage Gl comprises a cylindrical central element Z, which is connected to the shaft W.
- the first stage also includes a
- cylindrical first planetary element PI cylindrical first planetary element PI, a
- Planetary elements PI, P2, P3 are rotationally symmetric arranged around the central element Z and non-positively connected to an inner surface of the hollow member H and an outer surface of the central element Z.
- Planetary elements PI, P2, P3 can also be arranged asymmetrically.
- the central element Z is shown in FIG.
- Embodiment made of steel for example.
- the planetary elements PI, P2, P3 of the first stage Gl are designed as Reibplaneten.
- the planetary elements PI, P2, P3 comprise a first friction lining Rl, a second friction lining R2 or a third friction lining R3, as well as a first sleeve HLS1, a second sleeve HLS2 and a third sleeve HLS3.
- the sleeves HLS1, HLS2, HLS3 each comprise an outer sleeve HAI, HA2, HA3 and an inner sleeve HI1, HI2, HI3.
- the inner sleeves HI1, HI2, HI3 comprise four rolls WZ in the illustrated embodiment.
- the sleeves are HLS2, HLS2, HLS3
- the rotational mobility is characterized by a
- the sleeves do not include rollers WZ.
- Embodiments are the sleeves HLS1, HLS2, HLS3
- the inner sleeves HI1, HI2, HI3, the outer sleeves HAI, HA2, HA3 and the rollers WZ are in the embodiment shown, for example, made of a metal, for example made of brass, or of a plastic.
- the friction linings Rl, R2, R3 are made in the embodiment shown, for example, of an elastomeric plastic.
- the first friction lining Rl is glued or potted with the first sleeve HLS1, the second friction lining R2 with the second sleeve HLS2 and the third friction lining R3 with the third sleeve HLS3.
- a cyanoacrylate adhesive can be used for bonding.
- the first stage Gl is connected to the motor M via the shaft W.
- Outer surface of the central element Z come preferably by oversize of the planetary elements PI, P2, P3, in particular by radial oversizes relative to a distance between the
- the normal forces per planetary element may be on the order of tens of Nm, for example about 60-70 Nm.
- the first stage G1 can only be two Planetary elements or even four, five or more
- Figure 3B shows a cross section through a second stage G2 of a transmission G of a linear actuator according to the
- gear G and the linear actuator correspond to those shown in Figure 3A.
- the second stage G2 is called coaxial gear stage and
- the second stage G2 comprises further planetary elements P4, P5, P6, namely a fourth one
- Planetary element P4, a fifth planetary element P5 and a sixth planetary element P6 are designed as gear planetary.
- the hollow element H is likewise equipped correspondingly with internal teeth into which the teeth of the further planetary elements P4, P5, P6
- the other planetary elements P4, P5, P6 are rotatably mounted on a further support member T2.
- the other planetary elements P4, P5, P6 may also be fixedly connected to components of the further support element T2. Then the components are in turn
- the further carrier element T2 is connected, for example via a second shaft with the adjusting member V.
- the further support element T2 can thereby
- a warehouse such as a warehouse
- the support member Tl is provided by the second stage G2 with external teeth, in which engage the teeth of the other planetary elements P4, P5, P6. On the part of the second stage G2 serves the
- Support element Tl thus as another central element for the other planetary elements P4, P5, P6.
- the further planetary elements P4, P5, P6 are arranged here rotationally symmetrical about a center of the first carrier element T1, but may alternatively also be arranged asymmetrically.
- the number of other planetary elements P4, P5, P6 may differ from three.
- the second stage G2 can only be two
- Planetary elements include.
- the second stage G2 may also be used as a friction wheel stage analogous to that shown in FIG. 3A
- the linear actuator comprises a position sensor, for example designed as a Hall sensor.
- the position sensor is configured to determine a position, for example, of the further carrier element T2.
- the position of the further carrier element T2 may be, for example, a rotational position and / or a number of revolutions of the further carrier element T2
- FIGS. 4A and 4B show a perspective detail view of the gear G shown in FIGS. 3A and 3B. A longitudinal section through the gear G is shown in FIG. 4B. The following explanations relate to both FIG. 4A and FIG. 4B.
- the transmission G comprises a first stage G1 and a second stage G2 corresponding to those shown in Figs. 3A and 3B Embodiments.
- the second stage G2 may also be designed as a friction wheel stage analogous to the first stage G1 shown in FIG. 3A.
- the first and second stages Gl, G2 are above the
- Central element Z and the planetary elements PI, P2, P3 and between the planetary elements PI, P2, P3 and the hollow element H is the rotational movement of the central element Z in a
- Planet elements P4, P5, P6 transferred to the other central element. This results in a rotational movement of the further carrier element T2, which, for example, via the second shaft to the adjusting member V, in particular to the
- Adjustment V the rotational movement in a linear movement, in particular in a change in length of the adjusting V.
- the gear structure in a linear actuator according to the improved concept can be implemented in one or more stages become.
- the first stage Gl of the transmission G is designed as a friction wheel, while the second stage G2 and / or the other stages can be carried out in a conventional construction, as the dominant
- Noise source for example, first stage Gl with the first speed ratio.
- a transmission G with an improved sound quality for example compared to a helical gear, on.
- versions of the linear actuator with coaxial transmission structure allow a high flexibility in an application of the linear actuator.
- linear actuator may include a low design effort, low maintenance, backlash-free direction reversal and a lower effort for lubrication relationship, a possible omission of lubrication of the transmission G.
- FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a furniture system with linear actuators according to the improved concept.
- the furniture system comprises in the present example a table with a table top TP, a first table leg TB1 and a second table leg TB2. At table legs TB1, TB2 a first drive AI or a second drive A2 are attached.
- the furniture system also includes a
- Control unit STR which is for example attached to the table top TP and connected to the drives AI, A2.
- the first and second drives AI, A2 each comprise a linear actuator according to the improved concept.
- the control unit STR is adapted to control the linear actuators.
- the linear actuators are set up, depending on the control by the control unit STR to adjust a height of the table top TP.
- the linear actuators each comprise a position sensor as described, for example, with reference to FIG. 3A.
- Control unit STR is coupled to the position sensors and arranged to positions the Versteilglieder V of
- control unit STR is also included
- Synchronization of the linear actuators for example, an optimized adjustment of the table top TP can be achieved.
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Abstract
Ein Möbelsystem mit einem Möbel, welches eine elektrisch verstellbare Komponente (TP) umfasst, einer Steuereinheit (STR) und einem Linearaktuator zum Verstellen einer Komponente (TP) des Möbel wird angegeben. Der Linearaktuator umfasst ein Getriebe (G), welches ein Hohlelement (H) und eine als Reibradstufe ausgeführte erste Stufe (G1) umfasst. Der Linearaktuator umfasst weiterhin einen antriebsseitig angeordneten Motor (M) und ein abtriebsseitig angeordnetes Verstellglied (V). Der Linearaktuator, insbesondere der Motor (M), das Getriebe (G) und das Verstellglied (V), sind dazu eingerichtet, mittels des Motors (M) und des Getriebes (G) eine Länge des Verstellglieds (V) zu verändern. Die Steuereinheit (STR) ist mit dem Linearaktuator gekoppelt und dazu eingerichtet, den Linearaktuator zur Verstellung der Komponente (TP) anzusteuern.
Description
Beschreibung
MÖBELSYSTEM MIT LINEARAKTUATOR Die Erfindung betrifft ein Möbelsystem mit einem
Linearaktuator zum Verstellen einer Komponente eines Möbels, beispielsweise zur Höhenverstellung eines Tisches oder zur Höhen- oder Positionsverstellung einer Komponente eines Liegemöbels oder eines Sitzmöbels.
Linearaktuatoren dienen üblicherweise zum Verstellen zweier relativ zueinander beweglicher Teile. Beispielsweise werden Linearaktuatoren bei höhenverstellbaren Tischen eingesetzt, um eine Tischplatte auf einem Gestell eines Tisches anzuheben beziehungsweise abzusenken. Die Linearaktuatoren umfassen üblicherweise einen Elektromotor, ein Getriebe und ein
Verstellglied wie zum Beispiel eine Spindel. Neben
Linearaktuatorleistung, Zuverlässigkeit und benötigtem
Bauraum kann das Geräuschverhalten des Linearaktuators ein wesentliches Qualitätskriterium sein. Eine Hauptquelle für die Geräuschentwicklung kann dabei das Getriebe darstellen.
Geräusche in Getrieben, zum Beispiel in Zahnradgetrieben, können zum Beispiel durch fertigungsbedingte Ungenauigkeiten entstehen, die zu Störungen des Zahneingriffs führen können, welche wiederum Schwingungen anregen können. Dieses Problem kann in einem gewissen Maße durch sehr präzise gefertigte Getriebekomponenten reduziert werden, was allerdings die Herstellungskosten des Linearaktuators stark erhöhen kann.
Linearaktuatoren werden zum Beispiel in zwei Ausführungen angeboten. In einer ersten ist der Motor rechtwinkelig zum Spindelsystem angeordnet. Hier werden Getriebe mit sich
kreuzenden Achsen eingesetzt. Zur Anwendung können beispielsweise Schnecken- oder Schraubradgetriebe kommen. In alternativenBauformen können Motor und Spindel koaxial angeordnet sein. Die Getriebeachsen sind dann ebenfalls koaxial. Beispielsweise können dabei Planetengetriebe
verwendet werden. Aber auch Sonderlösungen sind möglich, zum Beispiel Kombinationen aus Schraubrad- und Planetengetrieben.
Linearaktuatoren der ersten Ausführung können durch die
Gestaltung des Zahneingriffs im verwendeten Schnecken- oder Schraubradgetriebe generell geräuscharm sein, die gewinkelte Anordnung hat aber erhebliche Nachteile unter anderen beim Produktdesign. Bei den Ausführungen mit Planetengetrieben ist die mögliche koaxiale Ausführung hier von Vorteil. Nachteilig ist dabei allerdings die Geräuschentwicklung, die mitunter stark toleranzabhängig sein kann.
Passive Maßnahmen zur Geräuschreduzierung, beispielsweise eine Kapselung des Getriebes, können mit einem hohen
Platzbedarf und thermischen Problemen verbunden sein.
Eine zu lösende Aufgabe besteht daher darin ein verbessertes Konzept für ein Möbelsystem mit einem Linearaktuator zum Verstellen von Komponenten von Möbeln anzugeben, welches eine geringe Geräuschentwicklung und eine hohe Flexibilität in einer Anwendung des Linearaktuators ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Pa¬ tentanspruchs gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das verbesserte Konzept basiert auf der Idee, in einem
Linearaktuator mit einem Motor, einem Versteilglied und einem
Getriebe ein Reibradgetriebe beziehungsweise ein Getriebe mit einer Reibradstufe zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Motor auf das Versteilglied einzusetzen. Da bei der
Reibradstufe keine Zähne im Eingriff sind, kann eine
Hauptursache der Geräuschentwicklung eliminiert werden.
Gleichzeitig ist eine koaxiale Bauform möglich, welche die erwünschte Flexibilität gewährleisten kann.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Linearaktuator zum Verstellen einer Komponente eines Möbel angegeben. Der
Linearaktuator umfasst ein Getriebe, welches ein Hohlelement und eine als Reibradstufe ausgeführte erste Stufe umfasst. Der Linearaktuator umfasst weiterhin einen antriebsseitig angeordneten Motor und ein abtriebsseitig angeordnetes
Verstellglied. Der Linearaktuator, insbesondere der Motor, das Getriebe und das Verstellglied, sind dazu eingerichtet, mittels des Motors und des Getriebes eine Länge des
Verstellglieds zu verändern. Das Hohlelement kann zum beispiel als Hohlrad ausgeführt sein und ist in verschiedenen Ausführungsformen in einem Gehäuse des Getriebes implementiert oder wird durch das Gehäuse oder einen Teil des Gehäuses gebildet. Eine Drehbewegung eines Element des Motors, beispielsweise einer mit dem Getriebe verbundenen Welle, wird mittels des Getriebes auf eine Drehbewegung eines Elements des
Verstellglieds übertragen, worauf hin die Länge des
Verstellglieds verändert wird.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators ist das Getriebe als koaxiales Getriebe ausgeführt. Das Getriebe hat zum Beispiel ein festes Übersetzungsverhältnis.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Stufe des Getriebes als Planetenstufe ausgeführt. Die erste Stufe umfasst dabei wenigstens ein Zentralelement sowie wenigstens zwei Planetenelemente.
Das Zentralelement ist antriebsseitig, beispielsweise über die Welle, mit dem Motor verbunden. Eine Drehbewegung des Zentralelements wird auf die Planetenelemente übertragen, welche abtriebsseitig gekoppelt sind.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators sind die Planetenelemente in der ersten Stufe zwischen einer Innenfläche des Hohlelements und einer Außenfläche des
Zentralelements angeordnet. Die Planetenelemente sind
kraftschlüssig mit dem Hohlelement und dem Zentralelement verbunden .
In weiteren Ausführungsformen sind die Planetenelemente zylinderförmig ausgeführt oder basieren auf einer
zylindrischen Grundform. Dabei basieren insbesondere auch solche Formen auf einer zylindrischen Grundform, bei denen die zylindrische Grundform durch Aussparungen oder zusätzlich angebrachte Elemente ergänzt ist. Als zylindrische Grundform gilt auch ein Hohlzylinder. Das Hohlelement sowie das
Zentralelement sind ebenfalls zylinderförmig ausgeführt oder basieren auf einer zylindrischen Grundform.
In verschiedenen Ausführungsformen weisen die
Planetenelemente ein Übermaß bezogen auf einen Abstand zwischen der Innenfläche des Hohlelements und der Außenfläche des Zentralelements auf. Dadurch werden durch Quetschung der Planetenelemente Normalkräfte zwischen der Innenfläche des
Hohlelements und den Planetenelementen sowie zwischen der Außenfläche des Zentralelements und den Planetenelementen erzeugt. Die kraftschlüssigen Verbindungen der
Planetenelemente mit dem Hohlelement und dem Zentralelement resultieren dabei aus diesen Normalkräften.
Die Normalkräfte und die beispielsweise daraus resultierenden kraftschlüssigen Verbindungen ermöglichen eine
Kraftübertragung zwischen dem Zentralelement und den
Planetenelementen, beziehungsweise eine Übertragung der
Drehbewegung des Zentralelements auf die Planetenelemente.
In alternativen Ausführungsformen sind die Planetenelemente beispielsweise tonnenförmig oder konisch ausgebildet. Im Falle einer konischen Ausbildung der Planetenelemente weisen das Hohlelement und/oder das Zentralelement ebenfalls konisch ausgeprägte Elemente auf.
Ausführungsformen mit konischen Planetenelementen können zum Beispiel aufgrund einer Keilwirkung eine Vorspannkraft zwischen den Planetenelementen einerseits und dem
Zentralelement und/oder dem Hohlelement andererseits
bewirken. Eine tonnenförmige Ausführung der Planetenelemente kann ebenfalls eine gewisse Vorspannkraft durch eine
Keilwirkung bewirken. Bei zylinderförmigen Ausführungen der Planetenelemente kann die Vorspannkraft durch die oben beschriebenen Normalkräfte gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Linearaktuator ein abtriebseitig angeordnetes Trägerelement, auf dem die Planetenelemente befestigt sind.
In solchen Ausführungsformen ist die abtriebseitige Kopplung der Planetenelemente über das Trägerelement realisiert. Eine Drehbewegung des Zentralelements wird daher also zunächst auf die Planetenelemente und dadurch auf das Trägerelement übertragen. Das Trägerelement ist direkt oder indirekt, beispielsweise über eine zweite Stufe des Getriebes oder über die zweite Stufe und weitere Stufen des Getriebes, mit dem Verstellglied gekoppelt.
In verschiedenen alternativen Ausführungsformen ist das
Zentralelement nicht antriebsseitig mit dem Motor verbunden. In solchen Ausführungsformen ist beispielsweise das
Hohlelement und/oder das Trägerelement antriebsseitig mit dem Motor verbunden.
In weiteren Ausführungsformen ist die abtriebsseitige
Kopplung der Planetenelemente nicht über das Trägerelement realisiert. In solchen Ausführungsformen ist die
abtriebsseitige Kopplung der Planetenelemente beispielsweise über das Zentralelement und/oder das Hohlelement realisiert.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators umfasst jedes der Planetenelemente jeweils eine
zylinderförmige Hülse, welche rotationsbeweglich auf dem Trägerelement angebracht ist, beispielsweise auf das
Trägerelement aufgeschoben ist. Die Planetenelemente umfassen außerdem einen mit der Oberfläche der Hülse verbundenen
Reibbelag. Der Reibbelag kann zum Beispiel elastisch
verformbar sein, wodurch die Quetschung der Planetenelemente ermöglicht wird.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators umfasst der Reibbelag einen Kunststoff, einen elastomeren
Kunststoff, ein elastomeres Polyurethan und/oder ein
Kunststoff erbundmaterial , zum Beispiel ein
Faserkunststoff erbundmaterial . Das Kunststoff erbundmaterial kann zum Beispiel mehrere miteinander verklebte Lagen eines Leinen- oder Baumwollgewebes umfassen. Die Verklebung kann beispielsweise mittels eines Harzes, zum Beispiel eines
Phenolharzes, erfolgen. Andere Kunststoffe des Reibbelags können zum Beispiel Kautschukmaterialien, Silikone,
Polyethylene und/oder Polytetra-flourethylene umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators umfasst das Hohlelement einen Kunststoff, einen
thermoplastischen Kunststoff und/oder ein Polyoxymethylen .
In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die
Planetenelemente, der Reibbelag, die Hülsen, das Hohlelement und/oder das Zentralelement einen Kunststoff, einen Stahl, einen gehärteten Stahl, ein Gusseisen, ein graues Gusseisen, Aluminium, Messing und/oder einen Metall-Polymer Werkstoff.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators umfasst das Getriebe eine zweite Stufe, welche als
Reibradstufe oder als konventionelle Stufe, insbesondere als Zahnradstufe ausgeführt ist. Die zweite Stufe ist dabei in verschiedenen Ausführungsformen als Planetenstufe ausgeführt.
Die zweite Stufe ist in dem Getriebe zwischen der ersten Stufe und dem Versteilglied angeordnet. Die zweite Stufe ist mit der ersten Stufe verbunden. Die erste und die zweite Stufe sind dazu eingerichtet, eine Drehbewegung der ersten Stufe, zum Beispiel der Planetenelemente und/oder des
Trägerelements, in eine Drehbewegung der zweiten Stufe, zum
Beispiel von weiteren Planetenelementen oder einem weiteren Trägerelement der zweiten Stufe, zu übertragen.
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators umfasst das Versteilglied eine Teleskopspindel, eine
Gewindespindel oder eine sonstige Spindel oder
Spindelanordnung .
In verschiedenen Ausführungsformen des Linearaktuators weist die erste Stufe des Getriebes ein erstes Drehzahlverhältnis, zum Beispiel ein festes erstes Drehzahlverhältnis, bezogen auf eine Drehzahl des Motors auf. Dabei entspricht das erste Drehzahlverhältnis einem Verhältnis einer Drehzahl
beispielsweise des Zentralelements zu einer Drehzahl
beispielsweise des Trägerelements.
In verschiedenen Ausführungsformen weist die zweite Stufe des Getriebes ein zweites Drehzahlverhältnis, zum Beispiel ein festes zweites Drehzahlverhältnis, bezogen auf eine Drehzahl des Motors auf. Dabei entspricht das zweite
Drehzahlverhältnis einem Verhältnis beispielsweise der
Drehzahl des Zentralelements zu einer Drehzahl beispielsweise des weiteren Trägerelements. In verschiedenen Ausführungsformen sind das erste und/oder das zweite Drehzahlverhältnis größer als eins. Das heißt, die Drehzahl des Motors ist größer als zum Beispiel die Drehzahl des Trägerelements und des weiteren Trägerelements. In verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite
Drehzahlverhältnis größer als das erste Drehzahlverhältnis.
Das heißt, die Drehzahl des Trägerelements ist größer als die Drehzahl des weiteren Trägerelements. In solchen
Ausführungsformen liegt also eine zweistufige Untersetzung vor .
Verschiedenene Ausführungsformen des Linearaktuators umfassen einen Positionssensor, zum Beispiel ausgeführt als Hall- Sensor. Der Positionssensor ist dazu eingerichtet, eine
Position des Getriebes, insbesondere eine Position einer Komponente des Getriebes, zu bestimmen.
In weiteren Ausführungsformen des Linearaktuators der
Positionssensor dazu eingerichtet, eine Positionssignal zur Bestimmung einer Position des Linearaktuators und/oder des Versteilglieds zu erzeugen. Die Position des Versteilglieds bezieht sich dabei insbesondere auf die Länge des
Versteilglieds beziehungsweise auf einen Grad der Veränderung der Länge des Versteilglieds. Das Positionssignal kann beispielsweise Informationen über eine Drehstellung und/oder eine Anzahl von Umdrehungen der Komponente des Getriebes umfassen .
In verschiedenen Ausführungsformen ist der Positionssensor dazu eingerichtet, das Positionssignal basierend auf der bestimmten Position des Getriebes zu erzeugen. Das Möbel umfasst zur Ansteuerung des Linearaktuators beispielsweise eine Steuereinheit. In verschiedenen
Ausführungsformen ist der Positionssensor mit der
Steuereinheit gekoppelt und eingerichtet das Positionssignal an die Steuereinheit zu senden. Die Steuereinheit kann dann die Position des Versteilglieds in Abhängigkeit des
Positionssignals, zum Beispiel in Abhängigkeit eines
zeitlichen Verlaufs des Positionssignals, zu bestimmen.
Der Positionssensor ist in verschiedenen Ausführungsformen in oder an dem Getriebe, vorzugsweise abtriebsseitig,
angebracht. Beispielsweise ist der Positionssensor an oder in einer Stufe des Getriebes angebracht, die an das
Versteilglied angrenzt. In Ausführungsformen des
Linearaktuators mit genau zwei Getriebestufen ist der
Positionssensor vorzugsweise abtriebsseitig an der zweiten Stufe angebracht. In Ausführungsformen in denen der Positionssensor
abtriebsseitig an der zweiten Stufe angebracht ist, bestimmt der Positionssensor die Position des Getriebes beispielsweise mittels Bestimmung einer Drehstellung des weiteren
Trägerelements und/oder wenigstens eines der weiteren
Planetenelemente.
Durch die Bestimmung der Position des Linearaktuators und/oder des Versteilglieds kann beispielsweise eine
Synchronisation von mehreren Linearaktuatoren, insbesondere Linearaktuatoren gemäß dem verbesserten Konzept, erzielt werden. Des Weiteren kann durch die abtriebsseitige Anordnung des Positionssensor beispielsweise ein Einfluss von Schlupf in dem Getriebe auf die Bestimmung der Position des
Versteilglieds reduziert oder eliminiert werden.
Ein Linearaktuator gemäß dem verbesserten Konzept kann zum Beispiel in einem Möbelsystem implementiert sein. Das
Möbelsystem umfasst ein Möbel, zum Beispiel einen Tisch, ein Bett, einen Stuhl, einen Sessel oder ein sonstiges Sitz- oder Liegemöbel. Das Möbel umfasst eine Komponente die elektrisch verstellbar ist. Die Komponente kann zum Beispiel eine höhenverstellbare Tischplatte eines Tisches oder eine
verstellbare Rückenlehne oder Sitzfläche eines Stuhles oder eines Sessels sein.
Das Möbelsystem umfasst weiterhin eine Steuereinheit und wenigstens einen Antrieb mit einem Linearaktuator nach dem verbesserten Konzept, dazu eingerichtet die Komponente des Möbels zu verstellen. Die Steuereinheit ist mit dem
Linearaktuator gekoppelt und dazu eingerichtet, den
Linearaktuator zur Verstellung der Komponente anzusteuern.
Verschiedene Ausführungsformen des Möbelsystems umfassen wenigstens einen weiteren Antrieb mit einem weiteren
Linearaktuator nach dem verbesserten Konzept der mit der Steuereinheit gekoppelt ist. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet den Linearaktuator und den weiteren
Linearaktuator zur Verstellung der Komponente des Möbels anzusteuern. Der Linearaktuator und der weitere
Linearaktuator umfassen dabei jeweils einen Positionssensor wie oben beschrieben. Die Steuereineit ist mit den
Positionssensoren gekoppelt und dazu eingerichtet Positionen der VerStellglieder des Linearaktuators und des weiteren Linearaktuators in Abhängigkeit der Positionssignale zu bestimmen. Die Steuereinheit ist außerdem dazu eingerichtet die Positionen der VerStellglieder durch die Ansteuerung des Linearaktuators und des weiteren Linearaktuators zu
synchronisieren .
In alternativen Ausführungsformen des Möbelsystems umfasst der Antrieb und/oder der weitere Antrieb die Steuereinheit.
Die Erfindung wird nachfolgend an beispielhaften
Ausführungformen anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen hierbei Elemente oder Bauteile
gleicher Funktion. Soweit sich Elemente oder Bauteile in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht notwendigerweise in den folgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen:
Figur 1 einen Ausführungsbeispiel eines
Linearaktuators gemäß dem verbesserten
Konzept ;
Figur 2 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept ; Figur 3A einen Querschnitt durch eine erste Stufe eines
Getriebes eines Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 3B einen Querschnitt durch eine zweite Stufe
eines Getriebes eines Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 4A eine Detailansicht eines Getriebes in eines
Ausführungsbeispiels eines Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 4B eine weitere Detailansicht eines Getriebes in eines Ausführungsbeispiels eines
Linearaktuators gemäß dem verbesserten
Konzept; und
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel eines Möbelsystems mit
Linearaktuatoren gemäß dem verbesserten
Konzept . Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform eines
Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept. Im oberen Teil der Figur 1 ist eine Seitenansicht des Linearaktuators gezeigt, während im unteren Teil der Figur 1 eine
perspektivische Ansicht desselben Linearaktuators gezeigt ist .
Der Linearaktuator umfasst ein Getriebe G, einen
antriebsseitig mit dem Getriebe G verbundenen Motor M sowie ein abtriebsseitig mit dem Getriebe G verbundenes
Versteilglied V. Außerdem umfasst der Linearaktuator ein an dem Motor angebrachtes erstes Befestigungselement Bl sowie ein an dem Versteilglied V angebrachtes zweites
Befestigungselement B2. Das Versteilglied V umfasst in der vorliegenden
Ausführungsform eine Teleskopspindel. Beispielhafte
Ausführungsformen des Versteilglieds V sind in den
Druckschriften DE102012102298A1 sowie DE102012013979A1 gezeigt, deren Inhalt hiermit vollständig in die vorliegende Offenbarung einbezogen ist.
In der gezeigten Ausführungsform des Linearaktuators umfasst das Getriebe G ein Hohlelement H, welches durch ein Gehäuse des Getriebes G gebildet wird. Das Getriebe G ist als
koaxiales Getriebe ausgeführt und umfasst eine erste Stufe Gl (in Figur 1 nicht gezeigt, siehe Figuren 3A, 4A und 4B) , welche als Reibradstufe ausgeführt ist.
Mittels der Befestigungselemente Bl, B2 kann der Linearaktuator zur Verstellung einer Komponente eines Möbels, zum Beispiel eines Tisches, an dem Möbel und/oder der
Komponente befestigt werden.
Im Betrieb erzeugt der Motor M eine Drehbewegung, welche über das Getriebe G auf das Versteilglied V übertragen und von dem Versteilglied vor V in eine lineare Bewegung, insbesondere in eine Längenänderung des Versteilglieds V, umgesetzt wird.
Der Motor M ist beispielsweise als Elektromotor, vorzugsweise als Gleichstrommotor, zum Beispiel als bürstenloser
Gleichstrommotor, ausgeführt. Ein Betriebspunkt des Motors M kann zum Beispiel eine antriebsseitige Drehzahl in der
Größenordnung von mehereren Tausend Umdrehungen pro Minute, zum Beispiel circa 5000 min-1, und ein antriebsseitiges
Drehmoment im Bereich von einigen zehntel Nm, zum Beispiel circa 0,1 Nm - 0,2 Nm, umfassen. Je nach Anwendungsfall sind allerdings selbstverständlich andere Betriebspunkte möglich.
Eine abtriebsseitige Drehzahl des Getriebes G kann zum
Beispiel in der Größenordung von einigen hundert bis wenigen tausend Umdrehungen pro Minute liegen, zum Beispiel in einem Bereich von 700 - 1000 min-1. Verglichen mit den oben
genannten Werten für die antriebsseitige Drehzahl entspricht dies einem Übersetzungsverhältnis, beziehungsweise einem Untersetzungsverhältnis, von etwa 5 - 7. Eine entsprechendes abtriebsseitiges Drehmoment kann zum Beispiel in der
Größenordnung von 1 Nm, zum Beispiel 0,7 - 1 Nm, betragen. Auch hier können die Kennwerte je nach Anwendung andere Werte annehmen .
Figur 2 zeigt einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Linearaktuators gemäß dem verbesserten Konzept. Der Linearaktuator entspricht beispielsweise dem in Figur 1 gezeigten Linearaktuator. Zum Zwecke einer besseren
Erkennbarkeit sind Teile des Linearaktuators, inbesondere die Befestigungselemente Bl, B2, Teile des Motors M sowie der Versteilglieds V in Figur 2 nicht gezeigt.
Das Getriebe G umfasst das Hohlelement H, welches durch das Gehäuse des Getriebes G gebildet wird. Das Hohlelement H ist in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise aus
Kunststoff, zum Beispiel aus Polyoxymethylen, gefertigt.
Das Getriebe G ist antriebsseitig mit einer Welle W
verbunden, welche hier nur zum Teil gezeigt ist. In einer
Ausführungsform des Linearaktuators ist die Welle W mit dem Motor M verbunden. Des Weiteren ist ein Teil des
Verstellglieds V, beziehungsweise der Teleskopspindel, gezeigt, die abtriebsseitig mit dem Getriebe G verbunden ist.
Figur 3A zeigt einen Querschnitt durch eine erste Stufe Gl eines Getriebes G eines Linearaktuators gemäß dem
verbesserten Konzept. Der Linearaktuator entspricht zum
Beispiel dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Linearaktuator.
Die erste Stufe Gl ist als koaxiale Reibradstufe und
Planetenstufe ausgeführt. Die erste Stufe Gl umfasst ein zylinderförmiges Zentralelement Z, welches mit der Welle W verbunden ist. Die erste Stufe umfasst weiterhin ein
zylinderförmiges erstes Planetenelement PI, ein
zylinderförmiges zweites Planetenelement P2 sowie ein
zylinderförmiges drittes Planetenelement P3. Die
Planetenelemente PI, P2, P3 sind dabei rotationssymmetrisch
um das Zentralelement Z angeordnet und kraftschlüssig mit einer Innenfläche des Hohlelements H und einer Außenfläche des Zentralelements Z verbunden. Alternativ können die
Planetenelemente PI, P2, P3 auch asymmetrisch angeordnet sein. Das Zentralelement Z ist in der gezeigten
Ausführungsform beispielsweise aus Stahl gefertigt.
Die Planetenelemente PI, P2, P3 der ersten Stufe Gl sind als Reibplaneten ausgeführt. Die Planetenelemente PI, P2, P3 umfassen einen ersten Reibbelag Rl, einen zweiten Reibbelag R2 beziehungsweise einen dritten Reibbelag R3, sowie eine erste Hülse HLS1, eine zweite Hülse HLS2 beziehungsweise eine dritte Hülse HLS3. In der gezeigten Ausführungsform umfassen die Hülsen HLS1, HLS2, HLS3 jeweils eine Außenhülse HAI, HA2, HA3 sowie eine Innenhülse HI1, HI2, HI3. Die Innenhülsen HI1, HI2, HI3 umfassen in der gezeigten Ausführungsform je vier Walzen WZ. Die Hülsen HLS2, HLS2, HLS3 sind
rotationsbeweglich auf einem Trägerelement Tl angebracht. Die Rotationsbeweglichkeit ist dabei durch eine
rotationsbewegliche Anordnung der Walzen WZ in den in den Innenhülsen HI1, HI2, HI3 gegeben.
In alternativen Ausführungsformen umfassen die
Planetenelemente PI, P2, P3 statt der hier gezeigten
zweiteiligen Ausführung der Hülsen HLS1, HLS2, HLS3 mit
Äußenhülsen HAI, HA2, HA3 und Innenhülsen HI1, HI2, HI3 einteilige Hülsen. Insbesondere umfassen die Hülsen in solchen Ausführungsformen keine Walzen WZ. In solchen
Ausführungsformen liegen die Hülsen HLS1, HLS2, HLS3
beispielsweise direkt rotationsbeweglich auf dem
Trägerelement Tl auf.
Die Innenhülsen HI1, HI2, HI3, die Außenhülsen HAI, HA2, HA3 und die Walzen WZ sind in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise aus einem Metall, zum Beispiel aus Messing, oder aus einem Kunststoff gefertigt. Die Reibbeläge Rl, R2, R3 sind in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoff gefertigt. Der erste Reibbelag Rl ist mit der ersten Hülse HLS1, der zweite Reibbelag R2 mit der zweiten Hülse HLS2 und der dritte Reibbelag R3 mit der dritten Hülse HLS3 verklebt oder vergossen. Zum Verkleben kann beispielsweise ein Cyanacrylat Klebstoff verwendet werden. Die erste Stufe Gl ist über die Welle W mit dem Motor M verbunden.
Die kraftschlüssigen Verbindungen der Planetenelemente PI, P2, P3 mit der Innenfläche des Hohlelements H und der
Außenfläche des Zentralelements Z kommen vorzugsweise durch Übermaße der Planetenelemente PI, P2, P3, insbesondere durch radiale Übermaße bezogen auf einen Abstand zwischen der
Innenfläche des Hohlelements und der Außenfläche des
Zentralelements, zustande. Dadurch enstehen durch Quetschung der Planetenelemente PI, P2, P3, insbesondere der Reibbeläge Rl, R2, R3, Normalkräfte zwischen der Innenfläche des
Hohlelements und dem Planetenelementen sowie zwischen der Außenfläche des Zentralelements und den Planetenelementen und somit die kraftschlüssigen Verbindungen. Die Normalkräfte können pro Planetenelement zum Beispiel in der Größenordnung von mehreren zehn Nm, zum Beispiel bei circa 60 - 70 Nm, liegen . In alternativen Ausführungsformen des Linearaktuators kann die Anzahl der Planetenelemente PI, P2, P3 von drei
abweichen. Insbesondere kann die erste Stufe Gl nur zwei
Planetenelemente oder auch vier, fünf oder mehr
Planetenelemente umfassen.
Figur 3B zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Stufe G2 eines Getriebes G eines Linearaktuators gemäß dem
verbesserten Konzept. Das Getriebe G beziehungsweise der Linearaktuator entsprechen dabei den in Figur 3A gezeigten.
Die zweite Stufe G2 ist als koaxiale Zahnradstufe und
Planetenstufe ausgeführt. Die zweite Stufe G2 umfasst weitere Planetenelemente P4, P5, P6, nämlich ein viertes
Planetenelement P4, ein fünftes Planetenelement P5 sowie ein sechstes Planetenelement P6. Die weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 sind als Zahnradplaneten ausgeführt. Im Bereich der zweiten Stufe G2 ist das Hohlelement H entsprechend ebenfalls mit innenliegenden Zähnen ausgestattet, in welche die Zähne der weiteren Planetenelemente P4, P5, P6
eingreifen . Die weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 sind auf einem weiteren Trägerelement T2 rotationsbeweglich befestigt.
Alternativ können die weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 auch fest mit Komponenten des weiteren Trägerelements T2 verbunden sein. Dann sind die Komponenten ihrerseits
rotationsbeweglich gelagert. Das weitere Trägerelement T2 ist beispielsweise über eine zweite Welle mit dem Verstellglied V verbunden. Das weitere Trägerelement T2 kann dabei
beispielsweise auf einem Lager, beispielsweise einem
Wälzlager, gelagert sein. Das Trägerelement Tl ist seitens der zweiten Stufe G2 mit außenliegenden Zähnen ausgestattet, in welches die Zähne der weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 eingreifen. Seitens der zweiten Stufe G2 dient das
Trägerelement Tl somit als weiteres Zentralelement für die
weiteren Planetenelemente P4, P5, P6. Die weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 sind hier rotationssymmetrisch um einen Mittelpunkt des ersten Trägerelements Tl angeordnet, können alternativ aber auch asymmetrisch angeordnet sein.
In alternativen Ausführungsformen des kann die Anzahl der weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 von drei abweichen.
Insbesondere kann die zweite Stufe G2 nur zwei
Planetenelemente oder auch vier, fünf oder mehr
Planetenelemente umfassen.
In alternativen Ausführungsformen kann die zweite Stufe G2 ebenfalls als Reibradstufe analog zu der in Figur 3A
gezeigten ersten Stufe Gl ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Linearaktuator einen Positionssensor, zum Beispiel ausgeführt als Hall- Sensor. In Ausführungen basierend auf der in den Figuren 3A und 3B gezeigten, ist der Postionssensor dazu eingerichtet, eine Position beispielsweise des weiteren Trägerelements T2 zu bestimmen. Die Position des weiteren Trägerelements T2 kann dabei zum Beispiel einer Drehstellung und/oder einer Anzahl von Umdrehungen des weiteren Trägerelements T2
umfassen .
Figuren 4A und 4B zeigen eine perspektivische Detailansicht des in den Figuren 3A und 3B gezeigten Getriebes G. Dabei wird in Figur 4B ein Längsschnitt durch das Getriebe G gezeigt. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich sowohl auf Figur 4A als auch auf Figur 4B.
Das Getriebe G umfasst eine erste Stufe Gl und eine zweite Stufe G2 entsprechend den in Figuren 3A und 3B gezeigten
Ausführungsformen. In alternativen Ausführungsformen kann die zweite Stufe G2 ebenfalls als Reibradstufe analog zu der in Figur 3A gezeigten ersten Stufe Gl ausgeführt sein. Die erste und die zweite Stufe Gl, G2 sind über das
Trägerelement Tl miteinander verbunden. Über den Motor M wird eine Drehbewegung der Welle W erzeugt. Diese Drehbewegung wird in eine Drehbewegung des Zentralelements Z überführt. Durch die kraftschlüssigen Verbindungen zwischen dem
Zentralelement Z und den Planetenelementen PI, P2, P3 sowie zwischen den Planetenelementen PI, P2, P3 und dem Hohlelement H wird die Drehbewegung des Zentralelements Z in eine
Drehbewegung der Planetenelemente PI, P2, P3 um sich selbst sowie in eine Drehbewegung der Planetenelemente PI, P2, P3 um das Zentralelement Z überführt. Dadurch ist ebenfalls eine Drehbewegung des Trägerelements Tl bedingt.
Durch das Eingreifen der Zähne der weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 in die seitens der zweiten Stufe G2 außenliegenden Zähne des Trägerelements Tl und die innen liegenden Zähne des Hohlelements H wird die Drehbewegung des Trägerelements Tl in eine Drehbewegung der weiteren Planetenelemente P4, P5, P6 um sich selbst sowie in eine Drehbewegung der weiter
Planetenelemente P4, P5, P6 um das weitere Zentralelement überführt. Dies resultiert in einer Drehbewegung des weiteren Trägerelements T2, welche beispielsweise über die zweite Welle auf das Verstellglied V, insbesondere auf die
Teleskopspindel, übertragen wird. Schließlich setzt das
Verstellglied V die Drehbewegung in eine lineare Bewegung um, insbesondere in eine Längenveränderung des Verstellglieds V.
Die Getriebestruktur bei einem Linearaktuator gemäß dem verbesserten Konzept kann ein- oder mehrstufig ausgeführt
werden. Bei einem mehrstufigen Getriebe G ist die erste Stufe Gl des Getriebes G als Reibradstufe ausgeführt, während die zweite Stufe G2 und/oder die weiteren Stufen in herkömmlicher Bauweise ausgeführt sein können, da die dominierende
Geräuschquelle zum Beispiel erste Stufe Gl mit dem ersten Drehzahlverhältnis ist.
Verschiedene Ausführungsformen des Linearaktuators
entsprechend dem verbesserten Konzept weisen ein Getriebe G mit einer verbesserten Geräuschqualität, zum Beispiel im Vergleich zu einem Schraubradgetriebe, auf. Des Weiteren ermöglichen Ausführungen des Linearaktuators mit koaxialier Getriebe-Struktur eine hohe Flexibilität bei einer Anwendung des Linearaktuators.
Weitere Vorteile des Linearaktuators nach dem verbesserten Konzept können einen geringen Konstruktionsaufwand, einen geringen Wartungsaufwand, eine spielfreie Richtungsumkehr und einen geringeren Aufwand zur Schmierung beziehungsweisen einen möglichen Verzicht auf Schmierung des Getriebes G umfassen .
In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Möbelsystems mit Linearaktuatoren gemäß dem verbesserten Konzept gezeigt.
Das Möbelsystem umfasst im vorliegenden Beispiel einen Tisch mit einer Tischplatte TP, einem ersten Tischbein TB1 und einen zweiten Tischbein TB2. An Tischbeinen TB1, TB2 sind ein erster Antrieb AI beziehungsweise ein zweiter Antrieb A2 angebracht. Das Möbelsystem umfasst außerdem eine
Steuereinheit STR, welche zum Beispiel an der Tischplatte TP angebracht und mit den Antrieben AI, A2 verbunden ist.
Der erste und der zweite Antrieb AI, A2 umfassen jeweils einen Linearaktuator gemäß dem verbesserten Konzept. Die Steuereinheit STR ist dazu eingerichtet, die Linearaktuatoren anzusteuern. Die Linearaktuatoren sind eingerichtet, abhängig von der Ansteuerung durch die Steuereinheit STR eine Höhe der Tischplatte TP zu verstellen.
Die Linearaktuatoren umfassen jeweils einen Positionssensor wie beispielsweise bezüglich Figur 3A beschrieben. Die
Steuereineit STR ist mit den Positionssensoren gekoppelt und dazu eingerichtet Positionen der Versteilglieder V der
Linearaktuatoren in Abhängigkeit der Positionssignale zu bestimmen. Die Steuereinheit STR ist außerdem dazu
eingerichtet, die Linearaktuatoren, insbesondere die
Positionen der Versteilglieder V, durch die Ansteuerung der Linearaktuatoren zu synchronisieren. Durch die
Synchronisation der Linearaktuatoren beispielsweise ein optimiertes Verstellen der Tischplatte TP erzielt werden.
Bezugs zeichenliste
AI, A2 Antriebe
Bl, B2 Befestigungselemente G Getriebe
Gl, G2 Stufen des Getriebes
H Hohlelement
HLS1, HLS2, HLS3 Hülsen
HI1, HI2, HI3 Innenhülsen
HAI, HA2, HA3 Außenhülsen
M Motor
PI, P2, P3, Planetenelemente P4, P5, P6
Rl, R2, R3 Reibbeläge
STR Steuereinheit
Tl, T2 Trägerelemente TB1, TB2 Tischbeine
TP Tischplatte
V Verstellglied
W Welle
WZ Walzen
Z Zentralelement
Claims
Möbelsystem mit einem Möbel, welches eine elektrisch verstellbare Komponente (TP) umfasst, einer
Steuereinheit (STR) und einem Linearaktuator zum
Verstellen einer Komponente (TP) des Möbels, der
Linearaktuator umfassend
ein Getriebe (G) , welches ein Hohlelement (H) und eine als Reibradstufe ausgeführte erste Stufe umfasst;
einen antriebsseitig angeordneten Motor (M) ; und
ein abtriebsseitig angeordnetes Versteilglied (V) ;
wobei der Linearaktuator dazu eingerichtet ist, mittels des Motors (M) und des Getriebes (G) eine Länge des Versteilglieds (V) zu verändern; und
wobei die Steuereinheit (STR) mit dem Linearaktuator gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, den
Linearaktuator zur Verstellung der Komponente (TP) anzusteuern .
Möbelsystem nach Anspruch 1, wobei das Getriebe (G) als koaxiales Getriebe ausgeführt ist.
Möbelsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Stufe als Planetenstufe mit wenigstens wenigstens einem Zentralelement (Z) sowie wenigstens zwei
Planetenelementen (PI, P2, P3) ausgeführt ist.
Möbelsystem nach Anspruch 3, wobei
die Planetenelemente (PI, P2, P3) in der ersten Stufe zwischen einer Innenfläche des Hohlelements (H) und einer Außenfläche des Zentralelements (Z) angeordnet sind; und
die Planetenelemente (PI, P2, P3) kraftschlüssig mit dem Hohlelement (H) und dem Zentralelement (Z) verbunden sind .
Möbelsystem nach Anspruch 4, wobei die Planetenelemente (PI, P2, P3) , das Zentralelement (Z) sowie das
Hohlelement (H) zylinderförmig ausgeführt sind.
Möbelsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Planetenelemente (PI, P2, P3) ein Übermaß aufweisen; durch das Übermaß Normalkräfte zwischen der Innenfläche des Hohlelements (H) und den Planetenelementen (PI, P2, P3) sowie zwischen der Außenfläche des Zentralelements (Z) und den Planetenelementen (PI, P2, P3) erzeugt werden; und
die kraftschlüssigen Verbindungen der Planetenelemente (PI, P2, P3) mit dem Hohlelement (H) und dem
Zentralelement (Z) aus den Normalkräften resultieren.
Möbelsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Linearaktuator außerdem ein abtriebsseitig angeordetes Trägerelement (Tl) umfasst, auf dem die Planetenelemente (PI, P2, P3) befestigt sind.
Möbelsystem nach Anspruch 7, wobei jedes der
Planetenelemente (PI, P2, P3) jeweils eine Hülse (HLS1, HLS2, HLS3) , insbesondere eine zylinderförmige Hülse, welche rotationsbeweglich auf dem Trägerelement (Tl) angebracht ist und einen mit einer Oberfläche der Hülse (HLS1, HLS2, HLS3) verbundenen Reibbelag (Rl, R2, R3) umfasst .
9. Möbelsystem nach Anspruch 8, wobei der Reibbelag (Rl, R2, R3) einen elastomeren Kunststoff, ein elastomeres Polyurethan und/oder ein Kunststoff erbundmaterial umfasst .
10. Möbelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Getriebe (G) eine zweite Stufe umfasst, welche als Zahnradstufe ausgeführt ist. 11. Möbelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Versteilglied (V) eine Teleskopspindel, eine
Gewindespindel oder eine sonstige Spindel umfasst.
12. Möbelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Linearaktuator außerdem einen Positionssensor umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Position des Getriebes (G) zu bestimmen.
13. Möbelsystem nach Anspruch 11, wobei der Positionssensor dazu eingerichtet ist, ein Positionssignal zur
Bestimmung einer Position des Versteilglieds (V) zu erzeugen .
14. Möbelsystem nach Anspruch 13, außerdem umfassend
wenigstens einen weiteren Linearaktuator , dazu
eingerichtet und an dem Möbel angeordnet die Komponente (TP) zu verstellen, wobei
der weitere Linearaktuator ein weiteres Getriebe, ein weiteres Versteilglied und einen weiteren
Positionssensor umfasst;
der weitere Positionssensor dazu eingerichtet ist, eine Position des weiteren Getriebes zu bestimmen und
basierend auf der bestimmten Position des weiteren
Getriebes ein weiteres Positionssignal zur Bestimmung einer Position des weiteren Verstellglieds zu erzeugen; und
die Steuereinheit (STR) dazu eingerichtet ist
den weiteren Linearaktuator zur Verstellung der Komponente des Möbels anzusteuern;
die Positionen des Verstellglieds und des weiteren Verstellglieds in Abhängigkeit des Positionssignals und des weiteren Positionssignals zu bestimmen; und die Positionen des Verstellglieds und des weiteren Verstellglieds durch die Ansteuerung des
Linearaktuators und des weiteren Linearaktuators zu synchronisieren .
Möbelsystem nach Anspruch 14, wobei
der weitere Linearaktuator einen antriebsseitig
angeordneten weiteren Motor umfasst;
das weitere Getriebe ein weiteres Hohlelement und eine als Reibradstufe ausgeführte weitere erste Stufe umfasst ;
der weitere Linearaktuator dazu eingerichtet ist, mittels des weiteren Motors und des weiteren Getriebes eine Länge des weiteren Verstellglieds zu verändern.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15794195.6A EP3220773A1 (de) | 2014-11-21 | 2015-11-13 | Möbelsystem mit linearaktuator |
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Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE102014117071.7A DE102014117071B4 (de) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | Möbelsystem mit Linearaktuator |
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Publications (1)
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