DE10220071C1 - Vorrichtung zur linearen Hubverstellung - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur linearen Hubverstellung besteht aus einem ersten Teleskoprohr (10), einem in Bezug auf das erste Teleskoprohr (10) linear verschiebbaren zweiten Teleskoprohr (12), einem in Bezug auf das zweite Teleskoprohr (12) linear verschiebbaren dritten Teleskoprohr (14), wenigstens einer in dem ersten Teleskoprohr (10) achsparallel fest angeordneten ersten Spindel (18, 18a), einer in dem zweiten Teleskoprohr (12) fest angeordneten Antriebseinheit (22, 24, 26, 26a), wenigstens einem durch die Antriebseinheit angetriebenen Antriebselement (28, 28a, 30, 30a), welches mit der jeweiligen ersten Spindel (18, 18a) in Eingriff steht, wenigstens einer achsparallel, drehbar und durch die Antriebseinheit antreibbar in dem zweiten Releskoprohr (12) gelagerten zweiten Spindel (32, 32a) und wenigstens einer auf der jeweiligen zweiten Spindel (32, 32a) sitzenden, fest in dem dritten Teleskoprohr (14) angeordneten zweiten Spindelmutter (38, 38a). Das Antriebselement ist eine auf der jeweiligen ersten Spindel (18, 18a) sitzende erste Spindelmutter (30, 30a). Die zweite Spindel ist eine mit der jeweiligen ersten Spindelmutter (30, 30a) fest verbundene, die jeweilige erste Spindel (18, 18a) koaxial aufnehmende Hohlspindel (32, 32a).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur linearen Hubverstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Lineare Hubverstellungen dieser Gattung dienen dazu, ineinander geführt verschiebbare Teleskoprohre gesteuert gegeneinander zu verschieben. Ein häufiges Anwendungsgebiet für solche Hubverstellungen ist die Höhenverstellung von Möbeln, Stühlen, Liegen und dergl. in Büro, Werkstatt, Wohnung, Küche oder in der Medizin- und Rehabilitationstechnik.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ist aus der DE 100 30 773 A1 bekannt. Diese Vorrichtung weist drei ineinander geführte Teleskoprohre auf. In dem mittleren zweiten Teleskop­ rohr ist eine Antriebseinheit angeordnet, mit welcher das zweite Teleskoprohr auf achsparallel in dem ersten Teleskop­ rohr angeordneten Spindeln bewegt wird. An dem zweiten Teleskoprohr sind ebenfalls durch die Antriebseinheit angetriebene zweite Spindeln drehbar gelagert, auf welchen Spindelmuttern sitzen, die das dritte Teleskoprohr verschieben. Diese bekannte Vorrichtung hat sich im praktischen Einsatz bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung dahingehend weiter zu verbessern, daß sie konstruktiv einfacher und kompakter aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur linearen Hubverstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die in dem ersten Teleskoprohr angeordnete Spindel, auf welcher sich das zweite Teleskoprohr bewegt, und die in dem zweiten Teleskoprohr gelagerte zweite Spindel koaxial auszubilden, so daß die zweite Spindel als Hohlspindel ausgebildet ist, die die erste Spindel umschließt. Dadurch wird der Aufbau insgesamt platzsparender. Die koaxiale Anordnung der Spindelantriebe für das zweite und das dritte Teleskoprohr hat zudem den Vorteil, daß durch diesen Antrieb keine Kippmomente in dem Spindelvorschub erzeugt werden. Auch größere Hublasten beeinträchtigen den Verstellvorgang daher weniger. Der Vorschub des zweiten Teleskoprohres auf der in dem ersten Teleskoprohr angeordneten ersten Spindel wird durch eine mit der zweiten Spindel fest verbundene Spindelmutter bewirkt, so daß sich eine einfache Getriebeverbindung zwischen dem Motor und dieser Spindelmutter realisieren läßt, insbesondere wenn der Motor in dem zweiten Teleskoprohr mit zu diesem Teleskoprohr paralleler Antriebswelle angeordnet ist.

Die Hubverstellung kann nur eine einzige in dem ersten Teleskopohr angeordnete Spindel und eine diese umschließende Hohlspindel aufweisen. Der Motor der Antriebseinheit ist dabei vorzugsweise achsparallel neben diesen Spindeln angeordnet. Diese Ausführung zeichnet sich durch einen geringen Platzbedarf aus, so daß die Teleskoprohre einen entsprechend kleinen Querschnitt aufweisen können.

Bei größeren Hublasten wird eine Ausführung bevorzugt, bei welcher in dem ersten Teleskoprohr zwei Spindeln angeordnet sind, die jeweils von einer Hohlspindel umschlossen sind. Die Spindeln sind dabei vorzugsweise symmetrisch beiderseits des Antriebsmotors und dessen Abtriebswelle angeordnet. Durch die Verwendung von zwei Vorschubspindeln eignet sich die Vorrichtung für größere Hublasten, wobei die symmetrische Anordnung der Spindeln der Entstehung von Kippmomenten entgegen wirkt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Vorrichtung zur Hubver­ stellung in einer ersten Ausführung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch diese erste Ausführung,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch diese zweite Ausführung und

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführung.

Die Vorrichtung zur Hubverstellung weist ein äußeres erstes Teleskoprohr 10, ein mittleres zweites Teleskoprohr 12 und ein inneres drittes Teleskoprohr 14 auf. Die drei Teleskoprohre 10, 12 und 14 sind axial gegeneinander verschiebbar geführt. Wird die Vorrichtung als höhenverstellbarer Fuß eines Möbelstückes verwendet, so steht bspw. das erste Teleskoprohr 10 auf dem Fußboden auf, während das dritte Teleskoprohr 14 das höhenverstellbare Möbelelement, z. B. eine Tischplatte oder dergl., trägt. Der Profilquerschnitt der Teleskoprohre 10, 12, 14 kann beliebig gewählt werden und ist dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Teleskoprohre 10, 12, 14 einen rechteckigen Querschnitt auf. Andere Querschnittsformen, z. B. runde, ovale oder quadratische Querschnitte sind in gleicher Weise möglich.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt.

Das äußere erste Teleskoprohr 10 ist an seinem unteren Ende durch eine Grundplatte 16, abgeschlossen. Auf der Grundplatte 16 sind zwei erste Spindeln 18 und 18a befestigt, die parallel zu der Achse des Teleskoprohres und symmetrisch zu dessen Mittelachse verlaufen. Die axiale Länge der ersten Spindeln 18, 18a entspricht im Wesentlichen der Länge des ersten Teleskoprohres 10.

Das zweite Teleskoprohr 12 ist an seinem unteren Ende durch eine Montageplatte 20 abgeschlossen. Die Montageplatte 20 trägt eine Antriebseinheit. Achsmittig auf der Montageplatte 20 ist ein Elektromotor 22 der Antriebseinheit montiert. Die in der Mittelachse des zweiten Teleskoprohres 12 verlaufende Abtriebswelle des Elektromotors 22 durchsetzt die Montageplatte 20 und ist an ihrem nach unten über die Montageplatte 20 ragenden Ende als Stirnrad 24 ausgebildet. Das Stirnrad 24 weist eine schraubenlinienförmige Verzahnung mit einer geringen Zähnezahl von bspw. 1-3 Zähnen auf. Der Elektromotor 22 treibt über das Stirnrad 24 zwei einander diametral gegenüber symmetrisch angeordnete Zwischenräder 26 und 26a an, die an der Montageplatte 20 gelagert sind. Die Zwischenräder 26 greifen wiederum jeweils in Stirnräder 28 bzw. 28a ein. Die Stirnräder 28, 28a sitzen jeweils mit einer ersten Spindelmutter 30 bzw. 30a auf der Spindel 18 bzw. 18a. Die Spindelmuttern 30, 30a können einstückig mit den Stirnrädern 28 bzw. 28a ausgebildet sein oder formschlüssig in diese eingesetzt sein. Vorzugsweise sind die Stirnräder 28, 28a und die Spindelmuttern 30, 30a einstückig gespritzte Kunststoffteile.

Drehfest mit den Stirnrädern 28 bzw. 28a ist jeweils eine zweite Spindel verbunden, die als Hohlspindel 32 bzw. 32a ausgebildet ist. Die Hohlspindeln 32, 32a sind vorzugsweise mit einem Trapezgewinde ausgebildet. Die Hohlspindeln 32, 32a durchsetzen von den Stirnrädern 28, 28a ausgehend die Montageplatte 20 nach oben und sind in dieser Montageplatte 20 drehbar aber axial unverschiebbar gelagert. Die axiale Länge der Hohlspindeln 32, 32a entspricht im Wesentlichen der axialen Länge des zweiten Teleskoprohres 12. Die ersten Spindeln 18, 18a sind koaxial in den Hohlspindeln 32 bzw. 32a aufgenommen, wobei der Außenradius der ersten Spindeln 18, 18a kleiner ist als der Innenradius der Hohlspindeln 32, 32a, so daß sich die Hohlspindeln 32, 32a frei auf den ersten Spindeln 18, 18a drehen und verschieben können.

Das dritte Teleskoprohr 14 ist an seinem oberen Ende durch eine Deckplatte 34 abgeschlossen. An der Deckplatte 34 sind zwei Rohre 36 bzw. 36a angebracht, die achsparallel in dem dritten Teleskoprohr 14 verlaufen und entsprechend den ersten Spindeln 18, 18a und den Hohlspindeln 32, 32a angeordnet sind. Die Rohre 36, 36a umgreifen die Hohlspindeln 32, 32a koaxial von oben, wobei der Innenradius der Rohre 36, 36a etwas größer ist als der Außenradius der Hohlspindeln 32, 32a, so daß sich diese Hohlspindeln 32, 32a in den Rohren 36, 36a frei drehen und verschieben können. Die axiale Länge der Rohre 36, 36a entspricht im Wesentlichen der axialen Länge des dritten Teleskoprohres 14. In das untere Ende der Rohre 36, 36a ist jeweils eine zweite Spindelmutter 38 bzw. 38a drehfest eingesetzt, die in das Gewinde der jeweiligen Hohlspindel 32, 32a eingreift.

Wird der Elektromotor 22 in Betrieb gesetzt, so treibt er über das Stirnrad 24 und die Zwischenräder 26, 26a die Stirnräder 28, 28a mit den ersten Spindelmuttern 30, 30a an. Dadurch wandern die ersten Spindelmuttern 30, 30a auf den jeweiligen fest im ersten Teleskoprohr 10 angeordneten ersten Spindeln 18 bzw. 18a je nach Drehrichtung des Elektromotors 22 aufwärts oder abwärts. Mit den ersten Spindelmuttern 30, 30a verschiebt sich die Montageplatte 20 mit dem zweiten Teleskoprohr 12 in dem ersten Teleskoprohr 10.

Bei der Drehung der Stirnräder 28, 28a drehen sich auch die mit diesen verbundenen Hohlspindeln 32, 32a. Dadurch wandern die zweiten Spindelmuttern 38, 38a, die über die Rohre 36, 36a drehfest gehalten sind, auf den Hohlspindeln 32, 32a ebenfalls aufwärts bzw. abwärts und verschieben das dritte Teleskoprohr 14 gegenüber dem zweiten Teleskoprohr 12.

Vorzugsweise weisen die Gewinde der ersten Spindeln 18, 18a mit den ersten Spindelmuttern 30, 30a dieselbe Steigung auf wie die Gewinde der Hohlspindeln 32, 32a mit den zweiten Spindelmuttern 38, 38a. Dadurch ergeben sich übereinstimmende Hubverschiebungen des zweiten Teleskoprohres 12 gegenüber dem ersten Teleskoprohr 10 einerseits und des dritten Teleskoprohres 14 gegenüber dem zweiten Teleskoprohr 12 andererseits. Weisen die Teleskoprohre 10, 12 und 14 außerdem noch im Wesentlichen die gleiche axiale Länge auf, so ergibt sich ein maximales Längenverhältnis zwischen dem vollständig ausgefahrenen Zustand und dem vollständig eingefahrenen Zustand der Hubverstellung.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein abgewandeltes zweites Ausführungsbeispiel. Soweit das zweite Ausführungsbeispiel mit dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt; sind dieselben Bezugszahlen verwendet und auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 darin, daß der Elektromotor 22 die Stirnräder 28, 28a mit den ersten Spindelmuttern 30, 30a nicht über Zwischenräder antreibt, sondern direkt über ein auf der Abtriebswelle des Elektromotors 22 sitzendes Abtriebszahnrad 40. Um die erforderliche Drehzahl-Untersetzung von dem Elektromotor 22 zu den Stirnrädern 28, 28a zu erhalten, muß in diesem Falle der Elektromotor 22 mit einem geeigneten Untersetzungsgetriebe ausgestattet sein, was in Fig. 3 durch die größere axiale Baulänge des Elektromotors 22 angedeutet ist.

Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind jeweils symmetrisch zur Mittelachse der Vorrichtung zwei Vorschub-Spindelanordnungen vorgesehen, die jeweils aus einer ersten Spindel 18 bzw. 18a und einer diese umfassenden zweiten Hohlspindel 32, 32a bestehen und gemeinsam durch den Elektromotor 22 angetrieben werden. Fig. 5 zeigt dagegen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei welchem nur eine solche Spindelanordnung vorgesehen ist, die aus einer ersten Spindel 18 und einer auf dieser verfahrbaren Hohlspindel 32 besteht. Der Antrieb erfolgt in einer dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Weise über das Stirnrad 24 des Elektromotors 22, und ein Zwischenrad 26. Im Übrigen wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.

Da bei diesem dritten Ausführungsbeispiel nur eine Vorschub- Spindelanordnung vorgesehen ist, kann der gesamte Antrieb in einer kleineren Querschnittsfläche der Teleskoprohre 10, 12 und 14 untergebracht werden. Diese dritte Ausführung eignet sich daher für Anwendungen, bei welchen kleine Abmessungen des Einbauraumes wichtiger sind als eine große Hubkraft.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Getriebeverbindung zwischen dem Motor 22 der Antriebseinheit und der auf der ersten Spindel 18 bzw. 18a laufenden ersten Spindelmutter 30, 30a nicht auf die in der Zeichnung dargestellten und beschriebenen Ausführungen beschränkt ist. Andere dem Fachmann geläufige Getriebeverbindungen sind in gleicher Weise möglich, z. B. Zahnriemen, Keilriemen, Flachriemen, Ketten oder dergl.

Bezugszeichenliste

10

erstes Teleskoprohr

12

zweites Teleskoprohr

14

drittes Teleskoprohr

16

Grundplatte von

10

18

,

18

a Spindel

20

Montageplatte von

12

22

Elektromotor

24

Stirnrad

26

,

26

a Zwischenräder

28

,

28

a Stirnräder

30

,

30

a erste Spindelmutter

32

,

32

a Hohlspindel

34

Deckplatte von

14

36

,

36

a Rohre

38

,

38

a zweite Spindelmutter

40

Abtriebsrad

Claims (9)

1. Vorrichtung zur linearen Hubverstellung, mit einem ersten Teleskoprohr, mit einem in Bezug auf das erste Teleskoprohr linear verschiebbaren zweiten Teleskoprohr, mit einem in Bezug auf das zweite Teleskoprohr linear verschiebbaren dritten Teleskoprohr, mit wenigstens einer in dem ersten Teleskoprohr achsparallel fest angeordneten ersten Spindel, mit einer in dem zweiten Teleskoprohr fest angeordneten Antriebseinheit, mit wenigstens einem durch die Antriebseinheit angetriebenen Antriebselement, welches mit der jeweiligen ersten Spindel in Eingriff steht, mit wenigstens einer achsparallel, drehbar und durch die Antriebseinheit antreibbar in dem zweiten Teleskoprohr gelagerten zweiten Spindel und mit wenigstens einer auf der jeweiligen zweiten Spindel sitzenden, fest in dem dritten Teleskoprohr angeordneten zweiten Spindelmutter, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement eine auf der jeweiligen ersten Spindel (18, 18a) sitzende erste Spindelmutter (30, 30a) ist und daß die zweite Spindel eine mit der jeweiligen ersten Spindelmutter (30, 30a) fest verbundene, die jeweilige erste Spindel (18, 18a) koaxial aufnehmende Hohlspindel (32, 32a) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Spindeln (18, 18a) und zwei diese koaxial aufnehmende Hohlspindeln (32, 32a) vorgesehen sind, die spiegelsymmetrisch zur Mittelachse der Teleskoprohre (10, 12, 14) angeordnet sind, und daß die Antriebseinheit einen in der Mittelachse der Teleskoprohre (10, 12, 14) angeordneten Elektromotor (22) aufweist, der die jeweiligen ersten Spindelmuttern (30, 30a) über zur Mittelachse der Teleskoprohre (10, 12, 14) symmetrische Getriebezüge antreibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Spindel (18) und eine diese koaxial aufnehmende Hohlspindel (32) vorgesehen sind und daß die Antriebseinheit einen Elektromotor (22) aufweist, der achsparallel versetzt zu den Spindeln (18, 32) in dem zweiten Teleskoprohr (12) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine erste Spindel (18, 18a) mit ihrer zugeordneten ersten Spindelmutter (30, 30a) dieselbe Steigung aufweist wie die wenigstens eine Hohlspindel (32, 32a) mit ihrer zugeordneten zweiten Spindelmutter (38, 38a).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskoprohre (10, 12, 14) im Wesentlichen die gleiche axiale Länge aufweisen und daß der Verstellhub des zweiten Teleskoprohres (12) gegenüber dem ersten Teleskoprohr (10) dem Verstellhub des dritten Teleskoprohres (14) gegenüber dem zweiten Teleskoprohr (12) entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spindelmutter (30, 30a) einstückig mit einem durch die Antriebseinheit angetriebenen Stirnrad (28, 28a) ausgebildet oder formschlüssig in ein solches Stirnrad (28, 28a) eingesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel (32, 32a) axial an das Stirnrad (28, 28a) angesetzt und mit diesem drehfest verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Teleskoprohr (12) eine Montageplatte (20) angebracht ist, an welcher die Antriebseinheit mit der Getriebeverbindung (22, 24, 26, 26a, 40, 28, 28a) und die wenigstens eine Hohlspindel (32, 32a) gelagert sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine zweite Spindelmutter (38, 38a) fest in jeweils einem Rohr (36, 36a) angeordnet ist, welches achsparallel in dem dritten Teleskoprohr (14) angeordnet ist und die Hohlspindel (32, 32a) koaxial umschließt.