DE20000487U1

DE20000487U1 - Elektromotorische Teleskopantriebseinheit

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Publication number: DE20000487U1
Application number: DE20000487U
Authority: DE
Original assignee: RK Rose and Krieger GmbH and Co KG Verbindungs und Positioniersysteme; RK Rose and Krieger GmbH and Co KG
Current assignee: RK Rose and Krieger GmbH and Co KG Verbindungs und Positioniersysteme
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2010-01-14

Description

Elektromotorische Teleskopantriebseinheit

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Teleskopantriebseinheit mit einem festen Außenrohr und einem gegenüber dem Außenrohr in seiner Längsrichtung verfahrbaren, gegen Drehung gesicherten Hubrohr.

Die in Frage kommende Teleskopantriebseinheit wird verwendet, um beispielsweise die Tischplatte eines Tisches in der Höhe zu verstellen. Es besteht bei vielen Anwendungsfällen die Forderung, dass der Verfahrbereich bzw. der Hub des ausfahrbaren Bauteils bzw. der ausfahrbaren Teile bei einem äußerst geringen Einbaumaß relativ groß ist. Solche Forderungen sind nur zu lösen, wenn die Antriebseinheit teleskopierbar ist. Bevorzugt werden für die in Rede stehenden Einbaufalle Antriebseinheiten in Form von mehrstufigen Spindeltrieben verwendet. Der Antrieb für die Spindeln ist üblicherweise ein elektromotorischer Antrieb mit einem Unter-Setzungsgetriebe, um die Motordrehzahl zu reduzieren. Eine erste Spindel ist an-

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triebstechnisch mit dem Antrieb gekoppelt und bislang ausschließlich rotierend antreibbar. Die weiteren Spindeln bzw. die zweite Spindel ist in ihrer Längsrichtung verfahrbar. Die bislang bekannten Teleskopantriebseinheiten mit mehreren Spindeln sind so ausgelegt, dass die einzelnen Spindelstufen nacheinander ausfahren. Da-■ durch ist die Ausfahrgeschwindigkeit relativ gering und durch die Drehzahl und die Steigung der ausschließlich rotierend antreibbaren Spindeln bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine elektromotorische Teleskopantriebseinheit der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, dass bei geringstmöglichen Abmessungen die Ausfahrgeschwindigkeit des an ein Möbelbauteil anzuschließenden Abtriebsgliedes zumindest gegenüber den bekannten Teleskopantriebseinheiten vergrößert wird und bei der die Anzahl der Bauteile auf eine geringstmögliche Stückzahl begrenzt wird.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß einem ersten Lösungsvorschlag gelöst, in dem eine Zentralspindel ortsfest innerhalb des Außenrohres angeordnet und die zweite Spindel bzw. die weiteren Spindeln rotierend antreibbar und in ihrer Längsrichtung verfahrbar sind, und dass die Gängigkeit der ortsfesten Zentralspindel entgegengesetzt zur Gängigkeit der rotierend antreibbaren Spindel bzw. zu den rotierend antreibbaren Spindeln ist, und dass die zweite rotierend antreibbare Spindel mit einem Innengewinde versehen ist, welches mit dem Außengewinde der ortsfesten Spindel in Eingriff steht.

Da die rotierend antreibbare Spindel bei Drehung sich gegenüber der ortsfesten Spindel verschiebt, die rotierend antreibbare Spindel jedoch vorzugsweise über eine Mutter mit dem Hubrohr verbunden ist, wird die Ausfahrgeschwindigkeit des Hubrohres nicht allein durch die Steigung des Außengewindes der rotierend antreibbaren Spindel bestimmt, sondern auch durch die Steigung des Innengewindes der rotierend antreibbaren Spindel bzw. durch die Steigung der ortsfesten Spindel. Das Innengewinde der rotierend antreibbaren Spindel ist demzufolge auch gegenüber dem Außengewinde geläufig. Im Idealfall ist das Innengewinde der rotierend antreibbaren Spindel in einem Ansatz der rotierend antreibbaren Spindel vorgese-

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hen. Es könnte jedoch auch in die rohrförmige, antreibbare Spindel eine Mutter drehfest eingesetzt sein. Das Innengewinde erstreckt sich über einen relativ kurzen Teil der Länge der rotierend antreibbaren Spindel. Zweckmäßigerweise liegt das mit der ortsfesten Spindel in Eingriff stehende Innengewinde in dem Endbereich der - zweiten Spindel, die dem ausfahrbaren Bereich gegenüberliegt, d.h. beim Ausfahren des Hubrohres bzw. der rotierend antreibbaren Spindel liegt das Innengewinde in Ausfahrrichtung unten bzw. hinten. Die Zentralspindel steht im Mittelpunkt des Außenrohres bzw. des Hubrohres, so dass bei einem kreisrunden Außenrohr und einem kreisrunden Hubrohr diese konzentrisch zur Zentralspindel stehen. Die Längen der Zentralspindel und der rotierend antreibbaren Spindel sind zweckmäßigerweise gleich oder annähernd gleich. Die Anzahl der Bauteile wird gering gehalten, wenn der Antriebsmotor mit der zweiten rotierend antreibbaren Spindel derart gekoppelt ist, dass er synchron mit der rotierend antreibbaren Spindel bewegbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Abtriebszapfen des Elektromotors direkt mit dem zugehörigen Ende der rotierend antreibbaren Spindel verbunden. Der Antriebsmotor kann mittels eines Adapters in das Hubrohr eingesetzt sein oder das Gehäuse ist direkt in das Hubrohr eingesetzt. Das Hubrohr verschiebt sich gegenüber dem Antriebsmotor beim Ein- und Ausfahren. Dabei wird beim Ausfahren des Hubrohres der Abstand zwischen dem Antriebsmotor und dem freien Stirnende des Hubrohres vergrößert, während er beim Einfahren entsprechend verringert wird. Um die Anzahl der Bauteile möglichst gering zu halten, könnte das Hubrohr mit einem Innengewinde versehen sein, welches mit dem Außengewinde der rotierend antreibbaren Spindel in Eingriff steht. Dieses Innengewinde erstreckt sich zweckmäßigerweise ebenfalls nur über eine geringe Länge des Hubrohres. Dazu wäre das Hubrohr mit einem inneren Ansatz zu versehen. Es ist jedoch zweckmäßigerweise vorgesehen, dass in das Hubrohr eine mit dem Außengewinde der rotierend antreibbaren Spindel in Eingriff stehende Mutter eingesetzt ist, die in dem Innengewinde der rotierend antreibbaren Mutter zugeordneten Endbereich liegt. Durch die Mutter wird zwar die Anzahl der Bauteile erhöht, es besteht jedoch der Vorteil, dass das Hubrohr von einer Stange abgelenkt werden kann so das keine nennenswerte Bearbeitung notwendig ist. Im Normalfall ist der Außendurchmesser des Hubrohres mindestens doppelt so groß wie der der rotierend antreibbaren Spindel, damit eine ausreichende Knicksteifigkeit

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für das Hubrohr gewährleistet ist. Durch die Mutter wird außerdem noch erreicht, dass der Außendurchmesser der rotierend antreibbaren Spindel so gering wie möglich gehalten werden kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass die Mutter aus einem höher belastbaren Werkstoff, beispielsweise aus einem Buntmetall oder aus ■ Stahl hergestellt wird, während das Hubrohr aus Kunststoff besteht. Das Außenrohr ist zweckmäßigerweise an dem der Ausfahrseite gegenüberliegenden Ende durch einen Deckel verschlossen. Mit diesem Deckel ist dann die Zentralspindel fest verbunden. Der Außendurchmesser der rotierend antreibbaren Spindel ist zweckmäßigerweise etwa doppelt so groß wie der der Zentralspindel.

Gemäß einer zweiten Lösung ist vorgesehen, dass die Zentralspindel mittels eines Antriebsmotors rotierend antreibbar ist, und dass die zweite als Hohlspindel ausgebildete Spindel durch wenigstens einen Mitnehmer mit der Zentralspindel gekoppelt ist. Es werden dann beide Spindeln nacheinander in der gleichen Drehrichtung angetrieben. Dabei können die Steigungen beider Spindeln gleich oder auch unterschiedlich sein. Außerdem kann der Antrieb so ausgelegt sein, daß die Drehzahlen unterschiedlich sind, so daß auch dadurch die Ausfahrgeschwindigkeit beeinflußt werden kann. Die Ausfahrgeschwindigkeit des Hubrohres ergibt sich jedoch aus den Steigungen der Zentral- und der Hohlspindel. Die Mitnahmeverbindung für die äußere Hohlspindel läßt sich konstruktiv auf verschiedene Weise lösen. So ist vorgesehen, dass auf die Zentralspindel eine gegen Drehung gesicherte, Hohlspindel aufgesetzt ist, und auf die Hohlspindel drehbar gelagert und synchron mit der Spindelmutter in Längsrichtung bewegbar ist. Die Spindelmutter steht dann im eingefahrenen Zustand des Hubrohres an der dem Antriebsmotor zugewandten Seite, während der Mitnehmer an der gegenüberliegenden Seite ist. Die Hohlspindel ist dann drehbar und gegen axiale Verschiebung gesichert in der Spindelmutter gelagert.

Die elektromotorische Teleskopantriebseinheit kann beispielsweise im industriellen Bereich für viele Einsatzzwecke verwendet werden. Ein Einsatzgebiet wäre als Hubsäule für die Verstellung der Tischplatten von Arbeitstischen. Es kann dann zweckmäßig sein, wenn das feststehende Außenrohr der Teleskopantriebseinheit an der Außenseite mit wenigstens einer sich in Längsrichtung erstreckenden Profilnut

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versehen ist. Diese Profilnut kann im Querschnitt vorzugsweise schwalbenschwanzförmig gestaltet sein. Da das Außenrohr bevorzugt aus einem Aluminiumstrangpressprofil besteht, ist es sinnvoll, dass es an der Außenseite mit vier um einen Winkel von jeweils 90° zersetzten Profilnuten versehen ist. Die Profilnuten könnten · auch im Querschnitt schwalbenschwanzförmig oder T-förmig gestaltet sein. Es können dann beispielsweise Klemmelemente darin eingesetzt werden. Zur Verminderung der Reibung des ausfahrbaren Hubrohres, welches schließend darin eingesetzt ist, könnte auch die Innenfläche des Hubrohres mit mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten versehen sein, so dass die Kontaktflächen gegenüber des gesamten Innenfläche wesentlich reduziert ist.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die elektromotorische Teleskopantriebseinheit in einer ersten Ausführung im eingefahrenen Zustand,
Figur 2 die Teleskopantriebseinheit nach der Figur 1 in einer teilweise

ausgefahrenen Stellung, und
Figuren 3 und 4 die Teleskopantriebseinheit in einer weiteren Ausführung.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellt elektromotorische Teleskopantriebseinheit besteht im wesentlichen aus einer feststehenden Zentralspindel 11, einer darauf aufgesetzten Hohlspindel 12 die mit dem Abtriebszapfen 13 eines Getriebemotors 14 drehfest gekoppelt ist, einer auf die Hohlspindel 12 aufgesetzten Spindelmutter 15 die fest in ein ausschließlich linear bewegbares Hubrohr 16 eingesetzt ist und einem festen Außenrohr 17 welches an einem Ende durch einen Deckel 18 verschlossen ist. An dem Deckel 18 ist zentrisch die Zentralspindel 11 in nicht näher dargestellter Weise festgelegt, so dass das Außenrohr 17 und das Hubrohr 16 sowie die Spindelmutter 15 konzentrisch zur Zentralspindel 11 stehen. Die Gängigkeiten der Zentralspindel 11 und der Hohlspindel 12 sind gegenläufig, d.h. eine der Spindeln ist rechtsgängig, während die andere linksgängig ist. Da die Spindelmutter 15 mit dem

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Außengewinde der Hohlspindel 12 in Eingriff steht, richtet sich das Innengewinde der Spindelmutter 15 nach der Gängigkeit und der Steigung der Hohlspindel 12.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hohlspindel 12 an der dem Getriebe-' motor 14 abgewandten Endbereich mit einem dem Außengewinde der Zentralspindel 11 angepaßten Innengewinde versehen. Im Gegensatz zur dargestellten Ausführung könnte in die Hohlspindel 12 auch eine Mutter drehfest eingesetzt sein. Die Verdrehsicherheit des Hubrohres 16 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel erreicht, in dem das Hubrohr an seiner Außenfläche mit wenigstens einer Längsnut 19 versehen ist, in die mindestens ein im Außenrohr 17 festgelegter Zapfen 20 eingreift. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Innengewinde der Hohlspindel 12 in einem dem Getriebemotor 14 abgewandten, im Durchmesser vergrößerten Endbereich. Die Spindelmutter 15 steht deshalb im Versatz zu dem Innengewindebereich der Hohlspindel 12. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführung könnte die Dicke der Hohlspindel 12 so groß sein, dass sie außen glattflächig ist, so dass im eingefahrenen Zustand des Hubrohres 16 die Spindelmutter 15 und der Innengewindebereich höhengleich stehen, d.h. direkt über dem Deckel 18.

Wird der Getriebemotor 14 in der eingefahrenen Stellung gemäß Figur 1 eingefahren, wird die Hohlspindel 12 angetrieben. Die Drehrichtung richtet sich danach, ob das Außengewinde der Hohlspindel 12 rechts- oder linksgängig ist. Die Hohlspindel 12 verschiebt sich dadurch gegenüber der festen Zentralspindel 11. Da jedoch die Spindelmutter 15 fest im Hubrohr 16 angeordnet ist und sich somit nicht drehen kann, verschiebt diese sich gegenüber der Hohlspindel 12 in gleicher Richtung wie diese sich gegenüber der festen Zentralspindel 11 verschiebt. Dadurch wird die Ausfahrgeschwindigkeit des Hubrohres 16 vergrößert. Beim Ausfahren des Hubrohres 16 aus dem Außenrohr 17 fährt jedoch der Getriebemotor 17 in das Hubrohr 16 hinein. Beim Einfahren des Hubrohres 16 in das Außenrohr 17 bewegt sich der Getriebemotor 14 in entgegengesetzter Richtung, d.h. in Richtung auf das freie Ende des Hubrohres 16. Der Getriebemotor 14 ist zwar fließend in das Hubrohr 16 eingesetzt, jedoch mit geringstmöglicher Reibung bewegbar. Demzufolge bildet das Rohr 16 eine Führung für den Getriebemotor 14. Es ergibt sich be-

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reits aus den beiden Darstellungen, dass eine relativ hohe Ausfahrgeschwindigkeit für das Hubrohr 16 erreicht wird, und das die Anzahl der Bauteile äußerst gering ist.

Bei den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Teleskopantriebseinheiten wird die ■ Zentralspindel 11 von dem Getriebemotor 14 angetrieben. Die Zentralspindel 11 und der Getriebemotor 14 sind jedoch nicht in Längsrichtung der Zentralspindel 11 verfahrbar. Auf die Zentralspindel 11 ist an der dem Getriebemotor 14 zugewandten Seite eine ausschließlich linear bewegbare Bewegungsmutter 21 aufgesetzt. Die antriebstechnische Verbindung zwischen der Zentralspindel 11 und der Hohlspindel ^ 10 12 erfolgt durch einen der Bewegungsmutter 21 gegenüberliegenden Mitnehmer 22. Auf die Hohlspindel 12 ist wiederum die Spindelmutter 15 aufgesetzt, die das Hubrohr 16 trägt. Die Hohlspindel 12 ist drehbar in der Bewegungsmutter 21 gelagert, jedoch sind die beiden Bauteile in Längsrichtung der Hohlspindel 12 gegeneinander nicht verschiebbar. Die Figuren 3 und 4 zeigen außerdem, dass die Außenfläche des Außenrohres 17 mit ein oder mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 23, 24 versehen ist. Diese als Systemnuten anzusehenden Nuten 24 sind im Querschnitt vorzugsweise schwalbenschwanzförmig oder t-förmig ausgebildet. Die Innenflächen der Außenrohre 17 könnten ebenfalls mit mehreren Profilnuten ausgestattet sein. Dadurch würde die Reibung vermindert. Auch bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 könnten die Außenrohre 17 ebenfalls außen und innen mit _ Längsnuten versehen sein.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist, dass durch die Zentralspindel 11 und durch die Hohlspindel 12 die Ausfahrgeschwindigkeit des Hubrohres 16 erhöht wird.

Claims

1. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit mit einem festen Außenrohr und einem gegenüber dem Außenrohr in seiner Längsrichtung verfahrbaren, gegen Drehung gesicherten Hubrohr, und mit mindestens zwei Spindeln von denen eine mit einem Antrieb gekoppelt ist und von denen wenigstens eine in ihrer Längsrichtung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentralspindel (11) ortsfest innerhalb des Außenrohres (17) angeordnet und die zweite Spindel, bzw. die weiteren Spindeln (12) rotieren antreibbar und in ihrer Längsrichtung verfahrbar sind, und dass die Gängigkeit der ortsfesten Zentralspindel (11) entgegengesetzt zur Gängigkeit der rotierend antreibbaren Spindel (12) bzw. zu den rotierend antreibbaren Spindeln ist.

2. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite rotierend antreibbare Spindel (12) mit einem Innengewinde versehen ist oder dass darin eine Gewindemutter drehfest eingesetzt ist, welches bzw. welche mit dem Außengewinde der ortsfesten Zentralspindel (11) in Eingriff steht.

3. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebemotor (14) mit der zweiten, rotierend antreibbaren Spindel (12) derart gekoppelt ist, dass er synchron mit der in seiner Längsrichtung verfahrbaren Spindel (12) verfahrbar ist.

4. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der ortsfesten Zentralspindel (11) in Eingriff stehende Innengewinde in dem Getriebemotor (14) zugewandten Endbereich vorgesehen ist bzw. dass das Innengewinde dem ausfahrbaren Bereich gegenüberliegt.

5. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass in das Hubrohr (16) eine mit dem Außengewinde der rotierend antreibbaren Spindel (12) in Eingriff stehende Spindelmutter (15) verdrehsicher eingesetzt ist, die in dem dem Innengewinde der rotierend antreibbaren Spindel (12) zugeordneten Endbereich liegt.

6. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11, 12) und gegebenenfalls die Spindelmutter (15) aus Metall, vorzugsweise aus einem Buntmetall oder Stahl gefertigt sind.

7. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (17) an dem der Ausfahrseite gegenüberliegenden Ende durch einen Deckel (18) verschlossen ist, und dass die Zentralspindel (11) fest mit dem Deckel (18) verbunden ist.

8. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der rotierend antreibbaren Spindel (12) etwa doppelt so groß ist wie der der ortsfesten Zentralspindel (11).

9. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit mit einem festen Außenrohr und einem gegenüber dem Außenrohr in seiner Längsrichtung verfahrbaren, gegen Drehung gesicherten Hubrohr und mit mindestens zwei Spindeln von denen eine mit einem Antrieb gekoppelt ist und von denen wenigstens eine weitere in ihrer Längsrichtung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralspindel (11) mittels eines Antriebsmotors (14) rotierend antreibbar ist, und dass die zweite als Hohlspindel (12) ausgebildete Spindel durch wenigstens einen Mitnehmer (22) mit der Zentralspindel (11) gekoppelt ist.

10. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Zentralspindel (11) eine gegen Drehung gesicherte Spindelmutter (21) aufgesetzt ist, und dass die Hohlspindel (12) drehbar gelagert und synchron mit der Spindelmutter (21) in Längsrichtung bewegbar ist.

11. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlspindel (12) drehbar und gegen axiale Verschiebung gesichert in der Spindelmutter (21) gelagert ist.

12. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Außenrohr (17) an der Außenseite mit wenigstens einer in der Längsrichtung verlaufenden Profilnut (23, 24) versehen ist, die im Querschnitt vorzugsweise schwalbenschwanzförmig oder t-förmig gestaltet sind.

13. Elektromotorische Teleskopantriebseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Außenrohr (17) an der Innenseite mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen ist.

14. Elektromotorische Verstelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungen der Zentralspindel (11) und der Hohlspindel (12) und/oder ggf. die Drehzahlen unterschiedlich sind.