DE20011995U1

DE20011995U1 - linear actuator

Info

Publication number: DE20011995U1
Application number: DE20011995U
Authority: DE
Original assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2010-07-12

Description

Linearantrieblinear actuator

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit einem Außen- und Innenrohr, mindestens zwei in Längsrichtung des Außen- und Innenrohres verlaufenden Zahnstangen und mit wenigstens einem mit den Verzahnungen der Zahnstangen in Eingriff stehenden Ritzel.The invention relates to a linear drive with an outer and inner tube, at least two racks running in the longitudinal direction of the outer and inner tubes and with at least one pinion engaging with the teeth of the racks.

Der in Frage kommende Linearantrieb ist in bevorzugter Ausführung ein elektromotorischer Linearantrieb, der auch als Teleskopantrieb bezeichnet werden könnte, da das Innen- und das Außenrohr gegeneinander bewegbar sind. Der Linearantrieb kann für viele Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Höhenverstellung von Möbelbauteilen, beispielsweise Tischplatten, Liegeelementen von Betten u.dgl.The linear drive in question is, in the preferred embodiment, an electric motor linear drive, which could also be referred to as a telescopic drive, since the inner and outer tubes can move against each other. The linear drive can be used for many purposes, for example for adjusting the height of furniture components, such as table tops, bed elements, etc.

Bei einem bekannten Linearantrieb stehen die Außenflächen des verfahrbaren Innenrohres im Abstand zu den Innenflächen des festen Außenrohres. In die Zwischenräume zwischen dem Außen- und dem Innenrohr sind vier sich in Längsrichtung der Rohre erstreckende Zahnstangen befestigt. Die Zähne und die Zahnlücken der Verzahnungen stehen rechtwinklig zu den Innenflächen. Jede Verzahnung steht mit einem Ritzel in Eingriff. Um eine besonders stabile und spielfreie AusführungIn a known linear drive, the outer surfaces of the movable inner tube are spaced apart from the inner surfaces of the fixed outer tube. Four racks extending in the longitudinal direction of the tubes are attached to the spaces between the outer and inner tubes. The teeth and the tooth gaps of the gears are at right angles to the inner surfaces. Each gear is in engagement with a pinion. In order to achieve a particularly stable and backlash-free design

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Anmeldetext vom 07.07.2000 Seite 2Registration text dated 07.07.2000 Page 2

zu bekommen, sind die sich gegenüberliegenden Ritzel durch eine Welle oder einen Bolzen mechanisch miteinander verbunden. Eine der beiden Wellen bzw. Bolzen wird von einem Antriebsgetriebemotor angetrieben, der im Inneren des ausfahrbaren Innenrohres montiert ist. Wenn diese Welle bzw. dieser Bolzen in Drehung versetzt wird, fahrt bei der entsprechenden Drehrichtung das Innenrohr aus dem Außenrohr heraus. Wenn die Drehrichtung umgekehrt wird, fährt es wieder in das Außenrohr hinein.To achieve this, the opposing pinions are mechanically connected to one another by a shaft or a bolt. One of the two shafts or bolts is driven by a drive gear motor that is mounted inside the extendable inner tube. When this shaft or bolt is set in rotation, the inner tube moves out of the outer tube in the corresponding direction of rotation. When the direction of rotation is reversed, it moves back into the outer tube.

Dieser vorbekannte Linearantrieb hat sich besonders als Hubsäule zur Verstellung einer Tischplatte vorzüglich bewährt.This previously known linear drive has proven to be particularly useful as a lifting column for adjusting a table top.

Die Geschwindigkeit beim Ein- und Ausfahren des Innenrohres hängt bei dieser Ausfuhrung von der Drehzahl und dem Teilkreisdurchmesser jedes in Eingriff stehenden Ritzels ab, d.h., die Geschwindigkeit des Innenrohres entspricht der auf den Teilkreis jedes Ritzels bezogenen Umfangsgeschwindigkeit. Als Antriebsmotor wird beispielsweise eine Scheibenwischermotor verwendet. Die Drehzahl der angetriebenen Welle bzw. des angetriebenen Bolzens ist verhältnismäßig gering, so daß auch die Ein- und Ausfahrgeschwindigkeit des Innenrohres entsprechend gering ist. Außerdem hängt der Hub von der Länge der Zahnstangen ab. Daraus ergibt sich bei der Vorgabe eines bestimmten Hubes für das Innenrohr eine entsprechend große Bauhöhe.In this design, the speed at which the inner tube extends and retracts depends on the speed and the pitch circle diameter of each engaged pinion, i.e. the speed of the inner tube corresponds to the peripheral speed related to the pitch circle of each pinion. A windshield wiper motor, for example, is used as the drive motor. The speed of the driven shaft or the driven bolt is relatively low, so that the speed at which the inner tube extends and retracts is also correspondingly low. The stroke also depends on the length of the racks. This results in a correspondingly large construction height if a certain stroke is specified for the inner tube.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb der eingangs näher beschriebenen Art in konstruktiv einfacher Weise so zu gestalten, daß mit einem minimalen Aufwand die Ausfahrgeschwindigkeit des zu verstellenden Rohres gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit jedes angetriebenen Ritzels zu vergrößern und daß außerdem der maximale Weg des beweglichen Rohres größer ist als die Länge der Zahnstangen, so daß der Linearantrieb kompakt ist.The invention is based on the object of designing a linear drive of the type described in more detail at the outset in a structurally simple manner so that the extension speed of the tube to be adjusted can be increased with minimal effort compared to the peripheral speed of each driven pinion and that, in addition, the maximum path of the movable tube is greater than the length of the racks, so that the linear drive is compact.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem im Innenrohr ein in Längsrichtung des Innenrohres verfahrbarer Schieber angeordnet ist, an dem wenigstens ein Ritzel frei drehbar gelagert ist und daß im Innenrohr eine ortsfeste und eine sich in seinerThe task is solved by arranging a slider in the inner tube that can be moved in the longitudinal direction of the inner tube, on which at least one pinion is mounted so that it can rotate freely, and by arranging a stationary and a rotating

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Aiimeldetext vom 07.07.2000 SeiteReporting text from 07.07.2000 Page

Längsrichtung verschiebbare Zahnstange angeordnet ist, deren Verzahnungen mit einem der am Schieber gelagerten Ritzel in Eingriff stehen.A rack is arranged which can be moved in the longitudinal direction and whose teeth engage with one of the pinions mounted on the slide.

Das mit der verschiebbaren Zahnstange gekoppelte Rohr wird nunmehr mit einer gegenüber der Geschwindigkeit der Zahnstange erhöhten Geschwindigkeit ausgefahren, da zu der Geschwindigkeit der Zahnstange die Geschwindigkeit des Schiebers hinzukommt. Die Geschwindigkeit der verschiebbaren Zahnstange ergibt sich aus der Umfangsgeschwindigkeit des am Schieber gelagerten Ritzels bzw. der am Schieber gelagerten Ritzel. Durch die Verschiebung des Schiebers wird das Ritzel bzw. werden die Ritzel in Drehung versetzt, da sie sich an der ortsfesten Zahnstange abwälzen. Sofern mehrere Ritzel am Schieber gelagert sind, müssen sie jedoch miteinander gekoppelt sein, so daß sie sich mit gleicher Drehzahl drehen.The pipe coupled to the movable rack is now extended at a higher speed than the rack, as the speed of the slider is added to the speed of the rack. The speed of the movable rack is determined by the peripheral speed of the pinion or pinions mounted on the slider. The displacement of the slider causes the pinion or pinions to rotate as they roll on the stationary rack. If several pinions are mounted on the slider, they must be coupled to one another so that they rotate at the same speed.

Die Anordnung des Schiebers, der Ritzel und der Zahnstangen kann vielfältig sein.The arrangement of the slide, the pinions and the racks can be varied.

So ist es möglich, daß am Schieber ein Ritzel gelagert ist, welches mit der ortsfesten und der verschiebbaren Zahnstange in Eingriff steht. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile gering gehalten. Die Zahnstangen stehen sich gegenüber und die Verzahnungen sind aufeinander zu gerichtet. Im eingefahrenen Zustand des ausfahrbaren Profilrohres greift dann das Ritzel am unteren Ende der ortsfesten Zahnstange in diese ein, während es an der gegenüberliegenden Seite im oberen Bereich der verschiebbaren Zahnstange eingreift.This makes it possible for a pinion to be mounted on the slider, which engages with the stationary and the movable rack. This keeps the number of components to a minimum. The racks are opposite each other and the teeth are directed towards each other. When the extendable profile tube is retracted, the pinion engages at the lower end of the stationary rack, while it engages on the opposite side in the upper area of the movable rack.

Gemäß einer anderen Ausführung ist vorgesehen, daß am Schieber mindestens zwei Ritzel mit unterschiedlichen Teilkreisen gelagert sind, daß das Ritzel mit dem kleineren Teilkreis mit der ortsfesten und das Ritzel mit dem größeren Teilkreis mit der verschiebbaren Zahnstange in Eingriff steht. Die beiden Ritzel sind dann miteinander gekoppelt bzw. es kann auch ein einstückiges Teil sein, so daß ein Übersetzungsverhältnis geschaffen wird, wodurch die Geschwindigkeit der verschiebbaren Zahnstangen noch erhöht wird. Da das mit der ortsfesten Zahnstange in Eingriff stehende Ritzel einen relativ geringen Durchmesser haben kann, kann das größere Ritzel sich auch noch seitlich neben den Bereich der ortsfesten Zahnstange erstrekken, so daß der Abstand der ortsfesten Zahnstange zur verschiebbaren ZahnstangeAccording to another embodiment, at least two pinions with different pitch circles are mounted on the slider, the pinion with the smaller pitch circle is in engagement with the stationary rack and the pinion with the larger pitch circle is in engagement with the movable rack. The two pinions are then coupled to one another or can also be a one-piece part, so that a transmission ratio is created, whereby the speed of the movable rack is increased even further. Since the pinion in engagement with the stationary rack can have a relatively small diameter, the larger pinion can also extend laterally next to the area of the stationary rack, so that the distance between the stationary rack and the movable rack

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Anmeldetext vom 07.07.2000 SeiteRegistration text from 07.07.2000 Page

äußerst gering ist. Das Übersetzungsverhältnis der beiden Teilkreise kann beispielsweise im Bereich von 1 : 2,5 bis 1 : 3 liegen. Zweckmäßigerweise liegen bei den zuvor beschriebenen Ausführungen die Zahnstangen und die Ritzel im mittleren Bereich. Je nach Verwendungszweck des Linearantriebes kann es jedoch auch zweckmäßiger sein, wenn auf jeder Seite des Schiebers zwei miteinander gekuppelte Ritzel frei drehbar gelagert sind, und daß im Inneren des Innenrohres zwei ortsfeste und zwei verschiebbare Zahnstangen angeordnet sind. Dadurch wird eine besonders stabile und hochbelastbare Ausführung geschaffen, so daß entsprechend große Lasten bewegt werden können. Es ist dann besonders zweckmäßig, wenn die verschiebbaren Zahnstangen durch ein Brückenprofil o.dgl. miteinander gekoppelt sind, und daß sich jede verschiebbare Zahnstange oder das Brückenprofil an wenigstens einer Stützrolle abstützen. Die Stützrolle liegt bei dieser Ausführung dann an der den ortsfesten Zahnstangen gegenüberliegenden Seite des Innenrohres.is extremely low. The transmission ratio of the two pitch circles can, for example, be in the range of 1:2.5 to 1:3. In the designs described above, the racks and pinions are expediently located in the middle range. Depending on the intended use of the linear drive, however, it may also be more expedient if two pinions coupled to one another are freely rotatable on each side of the slide, and that two fixed and two movable racks are arranged inside the inner tube. This creates a particularly stable and highly resilient design so that correspondingly large loads can be moved. It is then particularly expedient if the movable racks are coupled to one another by a bridge profile or similar, and that each movable rack or the bridge profile is supported by at least one support roller. In this design, the support roller is then on the side of the inner tube opposite the fixed racks.

Im Gegensatz zu vielen Ausführungen von teleskopierbaren Linearantrieben ist bei dem erfindungsgemäßen Linearantrieb vorgesehen, daß jede verfahrbare Zahnstange direkt oder indirekt mittels Anschlußteilen mit dem Außenrohr gekoppelt ist. Da das Außenrohr einen größeren Querschnitt hat als das Innenrohr, ist beispielsweise die Kontaktfläche einer angeschlossenen Tischplatte größer. Um bei möglichst geringer Bauhöhe im eingefahrenen Zustand des Außenrohres eine größere Hubhöhe zu erreichen, ist vorgesehen, daß zwischen dem ausfahrbaren Außenrohr und dem feststehenden Innenrohr mindestens ein weiteres Führungsrohr vorgesehen ist, und daß jedes Führungsrohr über einen vorbestimmten Weg gegenüber dem feststehenden Innenrohr verfahrbar ist. Bei dieser Ausführung wird vom eingefahrenen Zustand aus beim Einschalten des Antriebsmotors zunächst das Außenrohr ausgefahren und nimmt in einer bestimmten Stellung dann das angrenzende Führungsrohr mit, und, sofern mehrere Führungsrohre vorgesehen sind, nimmt jedes Führungsrohr wieder das angrenzende Rohr mit. Damit die Antriebsleistung so gering wie möglich gehalten wird, ist zur Verminderung der Reibung zwischen den einzelnen Rohren vorgesehen, daß die Abstände zwischen den Wandungen des Außenrohres, den Führungsrohren und dem Innenrohr relativ gering sind, beispielsweise im Bereich der Wandstärke liegen. Es besteht dann die Möglichkeit, daß zwischen denIn contrast to many designs of telescopic linear drives, the linear drive according to the invention provides that each movable rack is coupled to the outer tube directly or indirectly by means of connecting parts. Since the outer tube has a larger cross-section than the inner tube, the contact surface of a connected table top, for example, is larger. In order to achieve a greater lifting height with the smallest possible overall height when the outer tube is retracted, at least one further guide tube is provided between the extendable outer tube and the fixed inner tube, and that each guide tube can be moved over a predetermined path relative to the fixed inner tube. In this design, when the drive motor is switched on, the outer tube is first extended from the retracted state and then takes the adjacent guide tube with it in a certain position, and, if several guide tubes are provided, each guide tube takes the adjacent tube with it again. In order to keep the drive power as low as possible, the distances between the walls of the outer tube, the guide tubes and the inner tube are relatively small, for example in the range of the wall thickness, in order to reduce the friction between the individual tubes. It is then possible that between the

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Anmeldetext vom 07.07.2000 SeiteRegistration text from 07.07.2000 Page

einzelnen Wandungen Führungen aus einem Gleitlagerwerkstoff angeordnet sind. Als bevorzugter Werkstoff kommt ein verschleißfester geeigneter Kunststoff in Betracht, obwohl auch ein Buntmetall geeignet sein kann. Da für den Hub bzw. den Verschiebeweg die verschiebbare Zahnstange eine angepaßte Länge haben muß, ist vorgesehen, daß jede verschiebbare Zahnstange aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Zahnstangenabschnitten besteht. Im eingefahrenen Zustand des ausfahrbaren Rohres wird dann der untere Zahnstangenabschnitt bzw. die unteren Zahnstangenabschnitte abgewinkelt, die dann nacheinander beim Ausfahren in die zum oberen Abschnitt fluchtende Stellung gebracht werden. Dadurch wird bei einer äußerst geringen Bauhöhe ein extrem großer Hub bzw. Verstellweg erreicht. Die Schwenkachse jedes Gelenkbereiches verläuft dann rechtwinklig zu den Verzahnungen und erstreckt sich von den Zähnen oder Zahnlücken zum Rücken oder auch von einer Längsseite der Zahnstangenabschnitte zur anderen Längsseite, d.h., in Richtung der Zähne.individual walls have guides made of a plain bearing material arranged on them. A wear-resistant, suitable plastic is the preferred material, although a non-ferrous metal can also be suitable. Since the movable rack must have a length that is adapted to the stroke or displacement path, each movable rack is designed to consist of at least two rack sections that are connected to one another in an articulated manner. When the extendable tube is retracted, the lower rack section or sections are angled, which are then brought into alignment with the upper section one after the other when extended. This means that an extremely large stroke or adjustment path is achieved with an extremely low overall height. The pivot axis of each joint area then runs at right angles to the teeth and extends from the teeth or tooth gaps to the back or from one long side of the rack sections to the other long side, i.e. in the direction of the teeth.

Die Bewegung des Schiebers wird in einfachster Weise erreicht, wenn dieser auf einer rotierend antreibbaren Spindel aufgesetzt und gegen Verdrehung gesichert ist. Die Spindel wird zweckmäßigerweise von einem Getriebemotor angetrieben, um die Drehzahl der Spindel gegenüber der Drehzahl des Rotors herabzusetzen. Das Getriebe kann beispielsweise ein Schneckengetriebe sein, so daß die Motorwelle senkrecht zum Abtriebszapfen des Getriebes steht. Der Getriebemotor ist zweckmäßigerweise ein Gleichstromgetriebemotor, der mit einer Sicherheitsspannung von oder 42 V betrieben werden kann. Für das Außen- und Innenrohr sowie ggf. auch für die weiteren Führungsrohre kommen alle denkbaren Querschnitte in Betracht und können den wünschen der Anwender angepaßt werden. Dabei können auch die einzelnen Wandungen im mittleren Bereich gegenüber den Eckbereichen verspringen. Bei rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitten verlaufen in bevorzugter Ausführung die Eckbereiche in einem Bogen. Das Außen- und das Innenrohr sowie ggf. die zusätzlichen Führungsrohre sind bevorzugt stranggepreßte Aluminiumprofile. The movement of the slide is achieved in the simplest way if it is placed on a rotating spindle and secured against twisting. The spindle is expediently driven by a gear motor in order to reduce the speed of the spindle compared to the speed of the rotor. The gear can be a worm gear, for example, so that the motor shaft is perpendicular to the output pin of the gear. The gear motor is expediently a DC gear motor that can be operated with a safety voltage of or 42 V. All conceivable cross-sections are possible for the outer and inner tubes and, if necessary, also for the other guide tubes and can be adapted to the user's wishes. The individual walls in the middle area can also be offset from the corner areas. In the case of rectangular or square cross-sections, the corner areas run in an arc in the preferred design. The outer and inner tubes and, if necessary, the additional guide tubes are preferably extruded aluminum profiles.

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Anmeldetext vom 07.07.2000 SeiteRegistration text from 07.07.2000 Page

Anhand 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 den erfindungsgemäßen Linearantrieb in einer Teilansicht, in einer Teilansicht, in einer ersten Ausfuhrung,Figure 1 shows the linear drive according to the invention in a partial view, in a first embodiment,

Figur 2 den Linearantrieb gemäß der Figur 1 in einer um 90° gedrehten Ansicht, Figur 3 die gelenkige Verbindung von zwei Zahnstangenabschnitten der verschiebbaren Zahnstange zeigend,Figure 2 shows the linear drive according to Figure 1 in a view rotated by 90°, Figure 3 shows the articulated connection of two rack sections of the movable rack,

Figur 4 den Linearantrieb in einer weiteren Ausführungsform in einer Draufsicht undFigure 4 shows the linear drive in a further embodiment in a plan view and

Figur 5 den Linearantrieb in einer weiteren Ausführungsform, in einer Schnittdarstellung oberhalb des Getriebemotors.Figure 5 shows the linear drive in a further embodiment, in a sectional view above the gear motor.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Linearantrieb 10 könnte auch als Hubsäule bezeichnet werden, da er zur Höhenverstellung eines Möbelteiles ausgelegt ist. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel enthält der Linearantrieb 10 einen nicht näher erläuterten Gleichstromgetriebemotor 11, der so ausgelegt ist, daß der Abtriebszapfen 12 rechtwinklig zur Motorwelle steht. Der Abtriebszapfen 12 ist mit einer Gewindespindel 13 antriebstechnisch gekoppelt. Diese Gewindespindel 13 ist mit ihrem dem Abtriebszapfen 12 zugewandten Endbereich in einem Wälzlager 14 gelagert, welches in eine ortsfeste Lagerbuchse 15 eingesetzt ist. Auf die Gewindespindel 13 ist ein Schieber 15 aufgesetzt, der sich je nach Drehrichtung der Gewindespindel 15 in einer Richtung gegenüber der Gewindespindel 13 verschiebt. Der Schieber 15 ist gegen Verdrehung gesichert, beispielsweise indem ein vorstehender Stein in eine Führungsnut eingreift.The linear drive 10 shown in Figures 1 and 2 could also be referred to as a lifting column, since it is designed to adjust the height of a piece of furniture. In the exemplary embodiment shown, the linear drive 10 contains a DC gear motor 11 (not explained in more detail) which is designed so that the output pin 12 is at a right angle to the motor shaft. The output pin 12 is coupled to a threaded spindle 13. This threaded spindle 13 is mounted with its end area facing the output pin 12 in a roller bearing 14 which is inserted into a stationary bearing bush 15. A slide 15 is placed on the threaded spindle 13 and moves in a direction opposite the threaded spindle 13 depending on the direction of rotation of the threaded spindle 15. The slide 15 is secured against rotation, for example by a protruding stone engaging in a guide groove.

Der Linearantrieb 10 gemäß der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 ist mit einer ortsfesten Zahnstange 16 und einer verschiebbaren Zahnstange 17 ausgerüstet. In der Figur 1 ist die Ausgangsstellung des Linearantriebes 10 dargestellt, d.h. das nicht dargestellte zu verstellende Bauteil befindet sich in seiner untersten Stellung. Wie die Figur 1 zeigt, überlappen sich die dem Schieber 15 zugeordneten Endbereiche der beiden Zahnstangen 16, 17, so daß in der gezeichneten AusgangsstellungThe linear drive 10 according to the design according to Figures 1 and 2 is equipped with a stationary rack 16 and a movable rack 17. Figure 1 shows the starting position of the linear drive 10, i.e. the component to be adjusted (not shown) is in its lowest position. As Figure 1 shows, the end areas of the two racks 16, 17 assigned to the slide 15 overlap, so that in the starting position shown

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Anmeldetext vom 07.07.2000 Seite 7Registration text dated 07.07.2000 Page 7

ein Ritzel 18 in den unteren Endbereich der ortsfesten Zahnstange 16 und außerdem in den oberen Endbereich der verschiebbaren Zahnstange 17 eingreift. Das Ritzel 18 ist am Schieber 15 frei drehbar gelagert.a pinion 18 engages in the lower end region of the stationary rack 16 and also in the upper end region of the movable rack 17. The pinion 18 is freely rotatably mounted on the slide 15.

Der Abtriebszapfen 12, das Wälzlager 14, die Lagerhülse 19, der Schieber 15 und das Ritzel 18 sind im Inneren eines nicht verschiebbaren Innenrohres 20 des Linearantriebes 10 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Linearantrieb 10 außerdem ein verfahrbares Außenrohr 21 und ein zwischen dem Innenrohr 20 und dem Außenrohr 21 angeordnetes Führungsrohr 22 auf. Die Rohre stehen in einem relativ geringen Abstand zueinander, wobei diese Abstände durch nicht dargestellte Gleitstücke aus einem Gleitlagerwerkstoff fixiert sind. In nicht näher dargestellter Weise wird an das Außenrohr 21 das zu verstellende Möbelteil, beispielsweise eine Tischplatte angeschlossen. Wenn der Gleichstrommotor 11 eingeschaltet wird, kann sich die Spindel 13 nur in einer solchen Drehrichtung drehen, daß der Schieber 15 und das Ritzel 18 nach oben, d.h. weg vom Abtriebszapfen 12 des Gleichstrommotors 11 bewegen. Durch die lineare Bewegung des Schiebers 15 wird das Ritzel 18 gemäß der Darstellung nach der Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die verschiebbare Zahnstange 17 auch nach oben verfahren wird. Die Geschwindigkeit der verschiebbaren Zahnstange 17 setzt sich demzufolge aus der linearen Geschwindigkeit des Schiebers 15 und der auf den Teilkreis bezogenen Tangentialgeschwindigkeit des Ritzels 18 zusammen. Durch die Bewegung der verschiebbaren Zahnstange 17 wird zunächst das Außenrohr 21 ausgefahren. In einer bestimmten Stellung des Außenrohres 21 wird das mittlere Führungsrohr 22 mitgenommen. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführung könnte der Linearantrieb 10 noch mit weiteren Führungsrohren ausgestattet sein. Die nicht gezeigte obere Endstellung des Schiebers 15 wird durch Endschalter oder gleichwertige Bauelemente begrenzt. Das Einfahren der verschiebbaren Zahnstange 17 bzw. das Absenken des angeschlossenen Möbelteils erfolgt indem die Spindel 13 in der entgegengesetzten Richtung angetrieben wird. Die Figur 1 zeigt ferner, daß die Drehachse des Ritzels 18 mittig zwischen den beiden Zahnstangen 16, 17 liegt. Der Schieber 15 ist in einer inneren Nut 23 des inneren Rohres 20 geführt. Die Figur zeigt außerdem, daß die Zähne und Zahnlücken der Zahnstangen 16, 17 aufeinanderThe output pin 12, the roller bearing 14, the bearing sleeve 19, the slide 15 and the pinion 18 are arranged inside a non-displaceable inner tube 20 of the linear drive 10. In the embodiment shown, the linear drive 10 also has a movable outer tube 21 and a guide tube 22 arranged between the inner tube 20 and the outer tube 21. The tubes are at a relatively small distance from one another, with these distances being fixed by sliding pieces made of a sliding bearing material (not shown). The furniture part to be adjusted, for example a table top, is connected to the outer tube 21 in a manner not shown in detail. When the DC motor 11 is switched on, the spindle 13 can only rotate in such a direction that the slide 15 and the pinion 18 move upwards, i.e. away from the output pin 12 of the DC motor 11. The linear movement of the slider 15 causes the pinion 18 to rotate anti-clockwise as shown in Fig. 1, so that the movable rack 17 is also moved upwards. The speed of the movable rack 17 is therefore made up of the linear speed of the slider 15 and the tangential speed of the pinion 18 relative to the pitch circle. The movement of the movable rack 17 initially extends the outer tube 21. In a certain position of the outer tube 21, the middle guide tube 22 is taken along. In contrast to the embodiment shown, the linear drive 10 could be equipped with additional guide tubes. The upper end position of the slider 15 (not shown) is limited by limit switches or equivalent components. The retraction of the movable rack 17 or the lowering of the connected furniture part takes place by driving the spindle 13 in the opposite direction. Figure 1 also shows that the axis of rotation of the pinion 18 is located centrally between the two racks 16, 17. The slide 15 is guided in an inner groove 23 of the inner tube 20. The figure also shows that the teeth and tooth gaps of the racks 16, 17 are aligned with one another.

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Anmeldetext vom 07.07.2000 Seite SRegistration text dated 07.07.2000 Page S

zu gerichtet sind. Die Zahnstangen 16,17 stehen außerdem versatzlos einander gegenüber, bedingt durch den Eingriff mit dem Ritzel 18. Die Figur 1 in Verbindung mit der Figur 2 zeigt, daß die Gewindespindel 13 gegenüber der Mittellängsachse des Innenrohres 20 versetzt ist.
5The racks 16, 17 are also positioned opposite one another without any offset due to the engagement with the pinion 18. Figure 1 in conjunction with Figure 2 shows that the threaded spindle 13 is offset from the central longitudinal axis of the inner tube 20.
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Die Figur 2 zeigt, daß der Gleichstromgetriebemotor 11 mit der einen Flansch aufweisenden Lagerhülse 19 verschraubt ist.Figure 2 shows that the DC gear motor 11 is screwed to the bearing sleeve 19 having a flange.

Die Figur 3 zeigt die gelenkige Verbindung von zwei Zahnstangenabschnitten 17a, 17b der verschiebbaren Zahnstange 17. Im Verbindungsbereich sind die Zahnstangen an den sich gegenüberliegenden Seiten, d.h., am Rücken und bei dem anderen Zahnstangenabschnitt 17b im Bereich der Verzahnungen abgestuft. Die gelenkige Verbindung erfolgt über einen nicht näher erläuterten Gelenkbolzen 24. Die verschiebbaren Zahnstange 17 könnte auch aus mehr als zwei Zahnstangenabschnitten 17a und 17b bestehen. Dadurch ist es möglich, daß im eingefahrenen Zustand die unteren Zahnstangenabschnitte 17b abgewinkelt werden, so daß eine extrem geringe Bauhöhe bei einem großen Hub des Linearantriebes gegeben ist.Figure 3 shows the articulated connection of two rack sections 17a, 17b of the movable rack 17. In the connection area, the racks are stepped on the opposite sides, i.e. on the back and in the area of the teeth on the other rack section 17b. The articulated connection is made via a hinge pin 24, which is not explained in more detail. The movable rack 17 could also consist of more than two rack sections 17a and 17b. This makes it possible for the lower rack sections 17b to be angled when retracted, so that an extremely low installation height is achieved with a large stroke of the linear drive.

Die Figur 4 zeigt eine Variante zu der Ausführung gemäß den Figuren 1 und 2. Der Linearantrieb 10 ist jedoch wiederum mit einem Innenrohr 20, einem Außenrohr und einem Führungsrohr 22 ausgestattet. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist diese Variante nur in einer Draufsicht dargestellt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß dieser Linearantrieb 10 mit zwei beabstandeten ortsfesten Zahnstangen 25, 26 und zwei verschiebbaren Zahnstangen 27, 28 ausgestattet ist, die ebenfalls beabstandet sind. Bei der Ausführung nach der Figur 4 sind am Schieber 15 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Ritzel 29, 30 mit unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern frei drehbar gelagert, die jedoch fest miteinander verbunden sind. Entgegen der Darstellung könnte auch ein einstückiges Ritzel verwendet werden. Die Ritzel 29 mit den kleineren Teilkreisdurchmessern stehen mit den ortsfesten Zahnstangen 25,26 in Eingriff, während die Ritzel 30 mit den größeren Teilkreisdurchmessern mit den verschiebbaren Zahnstangen 27, 28 in Eingriff stehen, die über ein im Querschnitt U-förmiges Brückenprofil 21 miteinan-Figure 4 shows a variant of the design according to Figures 1 and 2. However, the linear drive 10 is again equipped with an inner tube 20, an outer tube and a guide tube 22. For reasons of simplified representation, this variant is only shown in a plan view. The essential difference is that this linear drive 10 is equipped with two spaced-apart stationary racks 25, 26 and two movable racks 27, 28, which are also spaced apart. In the design according to Figure 4, two pinions 29, 30 with different pitch circle diameters are freely rotatably mounted on the slide 15 on two opposite sides, but are firmly connected to one another. Contrary to the illustration, a one-piece pinion could also be used. The pinions 29 with the smaller pitch circle diameters are in engagement with the stationary racks 25, 26, while the pinions 30 with the larger pitch circle diameters are in engagement with the movable racks 27, 28, which are connected to one another via a bridge profile 21 with a U-shaped cross section.

LOESENBECK · STRACKE · SPECHT · DANTZ - PATeWaNWÄLTE - EUROPEAN &Agr;&Lgr;&eegr;&Lgr;¹ AND TRADEMARK ATTORNEYSLOESENBECK · STRACKE · SPECHT · DANTZ - PATeWaNWÄLTE - EUROPEAN &Agr;&Lgr;&eegr;&Lgr; ¹ AND TRADEMARK ATTORNEYS

Anmeldetext vom 07.07.2000 Seite 9Registration text dated 07.07.2000 Page 9

der verbunden sind. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel stützt sich das Brückenprofil 31 an seiner den Verzahnungen der Zahnstangen 27, 28 abgewandten Seite an einer oder mehreren übereinander angeordneten Stützrollen 32 ab. Die Stützrolle 32 bzw. die Stützrollen 32 sind in Profilstücken 33 frei drehbar gelagert, die an der Innenfläche des Innenrohres 20 befestigt sind. Im Gegensatz dazu könnten sich die Zahnstangen 27,28 auch an den Stützrollen 31 abstützen.which are connected. In the exemplary embodiment shown, the bridge profile 31 is supported on its side facing away from the toothing of the racks 27, 28 on one or more support rollers 32 arranged one above the other. The support roller 32 or the support rollers 32 are freely rotatably mounted in profile pieces 33 which are fastened to the inner surface of the inner tube 20. In contrast, the racks 27, 28 could also be supported on the support rollers 31.

Das Innenrohr 20, das Außenrohr 21 und das Führungsrohr 22 können im Querschnitt kreisrund oder auch eckig, vorzugsweise quadratisch, auch rechteckig mit ungleichen Kantenlängen ausgebildet sein. Bei der Ausführung nach der Figur 4 mit rechteckigen Querschnitten verspringen die mittleren Bereiche der längeren Wandungen nach außen.The inner tube 20, the outer tube 21 and the guide tube 22 can have a circular or angular cross-section, preferably square, or rectangular with unequal edge lengths. In the design according to Figure 4 with rectangular cross-sections, the middle areas of the longer walls protrude outwards.

Die Figur 5 zeigt, daß die besagten Rohre auch einen quadratischen Querschnitt haben können. Während bei der Ausführung nach der Fig. 4 die Eckbereiche in einem Bogen verlaufen, sind sie bei der Ausführung nach der Figur 5 abgeflacht. In nicht näher dargestellter Weise können die verschiebbaren Zahnstangen 17, 27, 28 an den dem Gleichstrommotor 11 abgewandten Ende über Anschlußteile, beispielsweise Laschen, Gabelköpfe u.dgl. mit dem zu verstellenden Bauteil fest verbunden sein. Darüber hinaus könnte der dem Gleichstrommotor 11 abgewandt liegende Endbereich des Außenrohres 21 zusätzlich oder ausschließlich mit dem zu verstellenden Bauteil verbunden sein.Figure 5 shows that the said tubes can also have a square cross-section. While in the embodiment according to Figure 4 the corner areas run in an arc, in the embodiment according to Figure 5 they are flattened. In a manner not shown in detail, the movable racks 17, 27, 28 can be firmly connected to the component to be adjusted at the end facing away from the DC motor 11 via connecting parts, for example brackets, fork heads and the like. In addition, the end area of the outer tube 21 facing away from the DC motor 11 could be additionally or exclusively connected to the component to be adjusted.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist, daß ein durch die Drehung der Gewindespindel 13 linear bewegter Schieber 15 mit wenigstens einem Ritzel 18 ausgestattet ist, und daß jedes Ritzel mit einer ortsfesten Zahnstange 16,25, 26 und/oder mit einer verschiebbaren Zahnstange 17, 27, 28 in Eingriff steht.The invention is not limited to the embodiments shown. What is essential is that a slide 15, which is moved linearly by the rotation of the threaded spindle 13, is equipped with at least one pinion 18, and that each pinion is in engagement with a stationary rack 16, 25, 26 and/or with a movable rack 17, 27, 28.

Claims

1. Linear drive with an outer and inner tube, at least two racks running in the longitudinal direction of the outer and inner tube and with at least one pinion engaging with the toothing of the racks, characterized in that a slide ( 15 ) which can be moved in the longitudinal direction of the inner tube ( 20) is arranged in the inner tube (20 ) of the linear drive ( 10 ), on which at least one pinion ( 18 , 29 , 30 ) is freely rotatably mounted, and that at least one stationary rack ( 16 , 25 , 26 ) and at least one rack ( 17 , 27 , 28 ) which can be moved in its longitudinal direction are arranged in the inner tube ( 20 ), the toothing of which each engages with a pinion ( 18 , 29 , 30 ) mounted on the slide ( 15 ).

2. Linear drive according to claim 1, characterized in that a pinion ( 18 ) is mounted on the slide ( 15 ), which is in engagement with the fixed and the displaceable rack ( 16 , 17 ).

3. Linear drive according to claim 1, characterized in that at least two pinions ( 29 , 30 ) with different pitch circle diameters are mounted on the slide ( 15 ), that the pinion ( 29 ) with the smaller pitch circle diameter is in engagement with the stationary rack ( 25 , 26 ) and the pinion ( 30 ) with the larger pitch circle diameter is in engagement with the displaceable rack ( 27 , 28 ).

4. Linear drive according to claim 3, characterized in that the ratio of the two pitch circle diameters is in the range from 1:2.5 to 1:3.

5. Linear drive according to claim 3, characterized in that on each side of the slide ( 15 ) two pinions ( 29 , 30 ) coupled to one another are freely rotatably mounted, and that two fixed racks ( 25 , 26 ) and two displaceable racks ( 27 , 28 ) are arranged in the interior of the inner tube ( 20 ).

6. Linear drive according to claim 5, characterized in that the displaceable racks ( 27 , 28 ) are coupled to one another by a bridge profile ( 31 ), and that each displaceable rack ( 27 , 28 ) or the bridge profile ( 31 ) is or is supported on at least one support roller ( 22 ).

7. Linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that each movable rack ( 16 , 25 , 26 ) is coupled directly or indirectly by means of connecting parts to the outer tube ( 21 ) of the linear drive ( 10 ) and/or to the component to be adjusted.

8. Linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that at least one further guide tube ( 22 ) is provided between the extendable outer tube ( 21 ) and the fixed inner tube ( 20 ), and that each guide tube ( 22 ) can be moved over a predetermined path relative to the fixed inner tube ( 20 ).

9. Linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the distances between the walls of the outer tube ( 20 ) and the guide tube ( 22 ) and the distances between the inner tube ( 20 ) and the guide tube ( 22 ) are relatively small, and preferably lie in the range of the wall thicknesses of the tubes.

10. Linear drive according to claim 9, characterized in that guide elements made of a plain bearing material are arranged between the walls of the tubes.

11. Linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 10, characterized in that each displaceable rack ( 17 , 27 , 28 ) consists of at least two rack sections ( 17a , 17b ) connected to one another in an articulated manner.

12. Linear drive according to claim 1, characterized in that the pivot axis of each articulated connection is perpendicular to the toothing of the rack sections ( 17 a, 17 b) and runs from the teeth or tooth gaps to the back.

13. Linear drive according to claim 11, characterized in that the pivot axis of each articulated connection runs from one longitudinal side to the other longitudinal side of the rack sections ( 17 a, 17 b).

14. Linear drive according to one or more of the preceding claims 1 to 13, characterized in that the slide is placed on a rotationally drivable spindle ( 13 ) and is secured against rotation.

15. Linear drive according to claim 14, characterized in that the spindle ( 13 ) can be driven by means of a geared motor ( 11 ) whose output pin ( 12 ) is at right angles to the motor axis.