DE20007393U1

DE20007393U1 - Electric motor drive

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Publication number: DE20007393U1
Application number: DE20007393U
Authority: DE
Original assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2000-04-22
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2010-04-23

Description

Elektromotorischer LinearantriebElectromotoric linear drive

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Linearantrieb mit einer rotierend antreibbaren Gewindespindel deren Steigung der Gewindegänge außerhalb des Bereiches der Selbsthemmung liegt und auf die eine ausschließlich linear verfahrbare Spindelmutter aufgesetzt ist. Der in Frage kommende elektromotorische Linearantrieb kann zu Verstellen von Stellgliedern der unterschiedlichsten Art eingesetzt werden. Bevorzugt wird er jedoch zum Verstellen von Bauteilen eines Möbels verwendet. Die ausschließlich linear verfahrbare Spindelmutter bildet das Abtriebsglied des Linearantriebes. Die Spindelmutter kann mit einem Übertragungselement fest verbunden sein, welches beispielsweise ein Hubrohr sein kann. Dieses Übertragungselement wirkt dann mit dem Bauteil zusammen.The invention relates to an electromotive linear drive with a rotating threaded spindle whose pitch of the threads lies outside the range of self-locking and on which a spindle nut that can only be moved linearly is placed. The electromotive linear drive in question can be used to adjust actuators of the most varied types. However, it is preferably used to adjust components of a piece of furniture. The spindle nut that can only be moved linearly forms the output element of the linear drive. The spindle nut can be firmly connected to a transmission element, which can be a lifting tube, for example. This transmission element then works together with the component.

Bei den in Frage kommenden Linearantrieben besteht die Forderung, dass dieser eine auf die Spindelmutter wirkende Last bei abgeschaltetem Motor hält. Es werden deshalb selbstehemmende Spindeln verwendet, die jedoch nachteilig sind, da die Steigungen einen bestimmten Wert nicht überschreiten dürfen, um die Selbsthemmung zu gewährleisten. Daraus resultiert eine relativ geringe Lineargeschwindig-The linear drives in question are required to hold a load acting on the spindle nut when the motor is switched off. Self-locking spindles are therefore used, but these are disadvantageous because the pitch must not exceed a certain value in order to ensure self-locking. This results in a relatively low linear speed.

LOESENBECK · STRACKE · SPECHT · DANTZ - PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYSLOESENBECK · STRACKE · SPECHT · DANTZ - PATENT ATTORNEYS - EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

Anmeldetext vom 20.04.2000 Seite 2Registration text dated 20.04.2000 Page 2

keit der Spindelmutter. Außerdem ist der Wirkungsgrad eines solchen Antriebes relativ gering. Es sind deshalb auch Linearantriebe bekannt, deren Gewindespindeln eine höhere Steigung aufweisen, so dass sie jedoch nicht mehr selbsthemmend sind. Da jedoch nach wie vor die Forderung des Haltens einer Last bei abgeschaltetem Antriebsmotor besteht, sind den Spindeln solcher Linearantriebe Haltebremsen funktionell zugeordnet. Dadurch wird jedoch der konstruktive Aufwand vergrößert. Allerdings ist der Wirkungsgrad gegenüber den selbsthemmenden Spindeln wesentlich größer.ity of the spindle nut. In addition, the efficiency of such a drive is relatively low. Linear drives are therefore also known whose threaded spindles have a higher pitch, so that they are no longer self-locking. However, since the requirement to hold a load when the drive motor is switched off still exists, holding brakes are functionally assigned to the spindles of such linear drives. However, this increases the design effort. However, the efficiency is significantly higher than with self-locking spindles.

Ausgehend von einem elektromotorischen Linearantrieb der letztgenannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ihn so zu gestalten, dass ohne Verwendung einer Haltebremse die Forderung nach dem Halten der Last bei abgeschaltetem Antriebsmotor erfüllt werden kann.Starting from an electromotive linear drive of the latter type, the invention is based on the object of designing it in such a way that the requirement to hold the load when the drive motor is switched off can be met without using a holding brake.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Querschnitte der Gewindegänge der Spindel und/oder die Oberflächen der Flanken der Gewindegänge einerseits derart ausgebildet sind, dass ausschließlich in einer bestimmten Bewegungsrichtung die Spindel selbsthemmend ist.The stated task is solved by the cross-sections of the threads of the spindle and/or the surfaces of the flanks of the threads being designed in such a way that the spindle is self-locking only in a certain direction of movement.

Die Spindeln von den in Rede stehenden Linearantrieben werden in großen Stückzahlen spanlos beispielsweise durch Rollumformen hergestellt. Die Steigungen der Gewindegänge liegen bei den in Rede stehenden Linearantrieben nunmehr außerhalb des Bereiches der Selbsthemmung. Demzufolge ist die lineare Verstellgeschwindigkeit der Spindelmutter entsprechend hoch. Da jedoch die Querschnitte der Gewindegänge so geformt sind, dass in einer Bewegungsrichtung der Spindelmutter eine Selbsthemmung erzielt wird, wird die Forderung erfüllt, dass die Last bei abgschaltetem Motor gehalten wird, obwohl die Verstellgeschwindigkeit der Spindelmutter in beiden Bewegungsrichtungen entsprechend der Steigung der Gewindespindel erfolgt. Je nachdem in welcher Richtung die Selbsthemmung erfolgen soll, können die Flanken der Gewindegänge an den entsprechenden Seiten eine solche Rauigkeit aufweisen, bzw. die Reibung kann so groß sein, dass entweder alleinThe spindles of the linear drives in question are manufactured in large numbers without cutting, for example by roll forming. The pitches of the threads in the linear drives in question are now outside the range of self-locking. As a result, the linear adjustment speed of the spindle nut is correspondingly high. However, since the cross-sections of the threads are shaped in such a way that self-locking is achieved in one direction of movement of the spindle nut, the requirement that the load is held when the motor is switched off is met, although the adjustment speed of the spindle nut in both directions of movement is in accordance with the pitch of the threaded spindle. Depending on the direction in which the self-locking is to take place, the flanks of the threads on the corresponding sides can be so rough, or the friction can be so great, that either

Anmeldetext vom 20.04.2000 Seite 3Registration text dated 20.04.2000 Page 3

durch die Rauigkeit bzw. durch die Reibung eine Selbsthemmung erzielt wird, oder auch in Kombination mit den Querschnitten der Gewindegänge. Eine derartige Spindel läßt sich kostengünstig herstellen, da keine zusätzlichen Bearbeitungsgänge notwendig werden, sondern nur eine entsprechende Auslegung bzw. Gestaltung des Werkzeuges. Da außerdem die Haltebremse entfällt kann es auch nicht zu Betriebsstörungen durch Ausfall der Haltebremse kommen.Self-locking is achieved through roughness or friction, or in combination with the cross-sections of the threads. Such a spindle can be manufactured inexpensively, as no additional machining steps are required, only an appropriate design or configuration of the tool. As there is also no holding brake, there can be no operational disruptions due to failure of the holding brake.

In besonders einfacher Ausführung läßt sich die Selbsthemmung in einer Richtung erreichen, indem die Querschnitte der Gewindegänge asymmetrisch sind. Die Gewindeform entspricht dann nicht mehr den einschlägigen Normen insbesondere wenn der Linearantrieb verwendet wird um ein verstellbares Möbelteil anzuheben oder zu verschwenken ist vorgesehen, dass die Spindel bei der Bewegung der Spindelmutter in Richtung zum Antriebsmotor selbsthemmend und in der entgegengesetzten Richtung nicht selbsthemmend wirkt. Sofern die Selbsthemmung dann über die Rauigkeit einer Seite der Gewindeflanken erzielt wird, stützt sich das Gewinde der Spindelmutter an den entsprechend belasteten Flanken ab. Die Flanken müßten dann so ausgebildet sein, dass die Selbsthemmung gegeben ist. In der Umkehrung könnte jedoch auch die Spindel so ausgelegt sein, dass die Spindel bei der Bewegung der Spindelmutter in Richtung zum Antriebsmotor nicht selbsthemmend und in der entgegengesetzten Richtung selbsthemmend wirkt.In a particularly simple design, self-locking can be achieved in one direction by making the cross-sections of the threads asymmetrical. The thread shape then no longer corresponds to the relevant standards - particularly when the linear drive is used to lift or swivel an adjustable piece of furniture - the spindle is designed to be self-locking when the spindle nut moves towards the drive motor and not self-locking in the opposite direction. If self-locking is then achieved via the roughness of one side of the thread flanks, the thread of the spindle nut rests on the correspondingly loaded flanks. The flanks would then have to be designed in such a way that self-locking is achieved. Conversely, however, the spindle could also be designed in such a way that the spindle is not self-locking when the spindle nut moves towards the drive motor and is self-locking in the opposite direction.

An Hand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. They show:

Figur 1 ein erfindungsgemäßer elektromotorischer Linearantrieb in einer Seitenansicht undFigure 1 shows an electromotive linear drive according to the invention in a side view and

Figur 2 einen Längsschnitt durch das Hubrohr des Linearantriebes nach der Figur 1.Figure 2 shows a longitudinal section through the stroke tube of the linear drive according to Figure 1.

Der in der Figur 1 dargestellte elektromotorische Linearantrieb 1 ist mit einem nicht näher erläuterten Antrieb 2 und einem mittels eines Flansches 3 daran angefiansch-The electromotive linear drive 1 shown in Figure 1 is connected to a drive 2 (not explained in more detail) and a flanged-on drive 3.

Anmeldetext vom 20.04.2000 Seite 4Registration text dated 20.04.2000 Page 4

ten Hülse 4 ausgerüstet. An der der Hülse 4 gegenüberliegenden Seite ist an dem Gehäuse eine Befestigungslasche 5 angesetzt. In der Hülse 4 ist ein Hubrohr 6 geführt. Dazu ist die Hülse 4 an der dem Antrieb 2 abgewandten Seite mit einem rohrförmigen Ansatz 7 versehen, in dem das Hubrohr 6 schließend, jedohc verschiebbar gerührt ist. Dqas Antriebsglied des Antriebes 2 ist ein in der Figur 2 dargestellter Antriebszapfen 8, der mit einer im Hubrohr 6 angeordneten Gewindespindel 9 fest verbunden ist. Die Gewindespindel 9 ist mittels eines Wälzlagers 10 in der Hülse 4 gelagert. Auf die Gewindespindel 9 ist eine Mutter 11 aufgesetzt, die umfangsseitig mit Nasen 12 versehen ist, die in innere Nuten 13 der Hülse 4 eingreifen.The drive unit 2 is equipped with a sleeve 4. On the side opposite the sleeve 4, a fastening tab 5 is attached to the housing. A lifting tube 6 is guided in the sleeve 4. For this purpose, the sleeve 4 is provided with a tubular extension 7 on the side facing away from the drive 2, in which the lifting tube 6 is held in a closed but movable manner. The drive element of the drive 2 is a drive pin 8 shown in Figure 2, which is firmly connected to a threaded spindle 9 arranged in the lifting tube 6. The threaded spindle 9 is mounted in the sleeve 4 by means of a roller bearing 10. A nut 11 is placed on the threaded spindle 9, which is provided on the circumference with lugs 12 which engage in inner grooves 13 of the sleeve 4.

Der in der Figur 1 als ganzes dargestellte elektromotorrische Linearantrieb 1 ist ein Einzelantrieb mit nur einer Gewindespindel 9,. Im Gegensatz zu der gezeichneten Ausführung könnte der elektromotorische Linearantrieb 1 auch ein Doppelantrieb sein, der mit 2 rotierend antreibbaren Gewindespindeln 9 ausgerüstet ist. Die Gewindespindeln können fluchtend zueinander stehen oder im Versatz zueinander angeordnet sein.The electromotive linear drive 1 shown as a whole in Figure 1 is a single drive with only one threaded spindle 9. In contrast to the design shown, the electromotive linear drive 1 could also be a double drive equipped with 2 rotating threaded spindles 9. The threaded spindles can be aligned with one another or arranged offset from one another.

In nicht näher dargestellter Weise ist jede Gewindespindel 9 des Linearantriebes 10 so ausgelegt, dass entweder eine Selbsthemmung erzielt wird, wenn die Spindelmutter 12 in Richtung zum Antrieb 8 verfährt und dass in der entgegengesetzten Richtung der Spindelmutter 12 keine Selbsthemmung erzielt wird. In der Umkehrung könnte jede Spindel 9 jedoch auch so ausgelegt sein, dass die Spindel 9 bei der Bewegung der Spindelmutter 12 in Richtung zum Antrieb 8 nicht selbsthemmend ist und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung selbsthemmend wirkt. Wie bereits erwähnt kann die Selbsthemmung jeder Gewindespindel 11 durch die Querschnitte der Gewindegänge oder auch durch die Rauigkeit bzw. die erzeugte Reibung der Gewindegänge erreicht werden. Auch die Kombination beider Möglichkeiten kann zu der Beabsichtigten Lösung fuhren, dass die Gewindespindel 9 in einer Richtung selbsthemmend und in der anderen Bewegungsrichtung der Spindelmutter 12 nicht selbsthemmend wirkt.In a manner not shown in detail, each threaded spindle 9 of the linear drive 10 is designed such that either self-locking is achieved when the spindle nut 12 moves in the direction of the drive 8 and that no self-locking is achieved in the opposite direction of the spindle nut 12. Conversely, however, each spindle 9 could also be designed such that the spindle 9 is not self-locking when the spindle nut 12 moves in the direction of the drive 8 and is self-locking in the opposite direction of movement. As already mentioned, the self-locking of each threaded spindle 11 can be achieved by the cross-sections of the threads or by the roughness or the friction generated by the threads. The combination of both possibilities can also lead to the intended solution that the threaded spindle 9 is self-locking in one direction and not self-locking in the other direction of movement of the spindle nut 12.

Anmeldetext vom 20.04.2000 Seite 5Registration text dated 20.04.2000 Page 5

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungbeispiel beschränkt. Wesentrlich ist, dass jede Spindel 9 eines elektromotorischen Linearantriebes 1 so ausgelegt ist, dass die Steigung der Gewindegänge außerhalb des Bereiches der Selbsthemmung liegt, dass jedoch in einer bestimmten Bewegungsrichtung der Spindelmutter 12 die Spindel selbsthemmend wirkt, um die Last bei abgeschaltetem Antriebsmotor zu halten.The invention is not limited to the embodiment shown. It is essential that each spindle 9 of an electromotive linear drive 1 is designed in such a way that the pitch of the threads lies outside the range of self-locking, but that in a certain direction of movement of the spindle nut 12 the spindle acts self-locking in order to hold the load when the drive motor is switched off.

Claims

1. Electromotive linear drive with at least one rotatingly drivable threaded spindle, the pitches of the threads of which lie outside the range of self-locking and onto which an exclusively linearly movable spindle nut is placed, characterized in that the cross sections of the threads of the spindle ( 9 ) and/or the surfaces of the flanks of the threads on one side are designed such that the spindle ( 9 ) has a self-locking effect exclusively in a specific direction of movement of the spindle nut ( 12 ).

2. Electromotive linear drive according to claim 1, characterized in that the cross sections of the threads are asymmetrical.

3. Electromotive linear drive according to claim 1 or 2, characterized in that the flanks of each individual thread have a different roughness and/or that the friction is so great that in a certain direction of movement of the spindle nut ( 12 ) the spindle ( 9 ) has a self-locking effect.

4. Electromotive linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the spindle ( 9 ) of the electromotive linear drive ( 1 ) is self-locking when the spindle nut moves in the direction of the drive motor and is not self-locking in the opposite direction.

5. Electromotive linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the spindle ( 9 ) of the electromotive linear drive ( 1 ) is not self-locking when the spindle nut ( 12 ) moves in the direction of the drive motor and is self-locking in the opposite direction.

6. Electromotive linear drive according to claim 4 or 5, characterized in that the loaded flanks of the threads are designed in such a way or have such a roughness, or the friction is so great, that self-locking is generated when the spindle nut ( 12 ) is moved in the direction of the electric motor.