Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTROMOTIVE LINEAR DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/092268
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromotive linear drive comprising an electric motor (4) that drives a screw (6) extending along a longitudinal screw axis, or the drive pin of which motor is in the form of a screw (6), and which motor comprises at least two worm-wheel-spur-gear pairings, which are arranged so as to be axis-parallel to one another and preferably transversely to the longitudinal screw axis, each of which pairings comprises a worm wheel, which meshes with the screw (6), and a spur gear, which is connected to said worm wheel for conjoint rotation and meshes with the respective complementary other spur gear, tooth faces formed on the worm wheels having an aligned worm-wheel angle of inclination. According to the invention, the spur gears have helical toothing at a spur-gear angle of inclination.

Inventors:
KOLTZENBURG SASCHA (DE)
DÜCK HEINRICH (DE)
MÜLLER SVEN (DE)
Application Number:
EP2018/081038
Publication Date:
May 16, 2019
Filing Date:
November 13, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DEWERTOKIN GMBH (DE)
International Classes:
F16H1/22; A47C20/00; F16H55/22; F16H25/20; F16H57/021
Foreign References:
DE29816884U11998-12-03
DE3926715A11991-02-14
DE8131026U11982-02-11
DE4235040A11993-02-18
EP0989655A22000-03-29
EP0989655A22000-03-29
Attorney, Agent or Firm:
LIPPERT STACHOW PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Elektromotorischer Linearantrieb Ansprüche

1. Elektromotorischer Linearantrieb mit einem Elektromotor (4), der eine sich entlang einer Schneckenlängsachse erstreckende Schnecke (6) antreibt oder dessen An¬ triebszapfen als Schnecke (6) ausgebildet ist, sowie zumindest zwei achsparallel zueinander und vorzugsweise quer zur Schneckenlängsachse angeordnete Schnecken- Stirnrad-Paarungen aufweist, von denen jede ein die Schnecke (6) kämmendes Schneckenrad und ein drehfest mit diesem verbundenes Stirnrad umfasst, welches das jeweils komplementäre andere Stirnrad kämmt, , DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die an den Schneckenrädern ausgebildete Zahnflanken einen gleichgerichteten Schneckenradsteigungswinkel ß aufweisen und dass die Stirnräder eine Schrägverzahnung mit einem Stirnradsteigungswinkel aufweisen.

2. Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1,

DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der an einem Schnecken- Stirnrad-Paar der Schneckenradsteigungswinkel gegenläu¬ fig zu dem Stirnradsteigungswinkel dieses Paares ausge¬ bildet ist.

3. Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS von den verschiedenen Schnecken-Stirnrad-Paarungen zumindest ein Stirnrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad ei¬ ner anderen Paarung lageveränderlich ist und/oder dass zumindest ein Schneckenrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Schneckenrad einer anderen Paarung lageveränderlich ist.

Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zumindest ein Stirnrad entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad verschiebbar ist .

Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das verschiebbare Stirnrad ein Lagerspiel in Achsenlängsrich¬ tung der Welle oder Achse, an welcher das Stirnrad angeordnet ist, aufweist.

Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die das verschiebbare oder mit Lagerspiel versehene Stirnrad tra¬ gende Achse oder Welle nicht mit einer Spindel verbun¬ den ist, welche Teil des Abtriebes des Linearantriebes ist .

Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Stirnradsteigungswinkel um den Faktor > 1,25 größer ist als der Schneckenradsteigungswinkel .

Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 7, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Stirnradsteigungswinkel etwa doppelt so groß wie der Schneckenradsteigungs¬ winkel ist.

9. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Schneckenradsteigungswinkel größer 2 Grad, vorzugsweise etwa 10 Grad, beträgt. 10. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Stirnradsteigungswinkel größer 4 Grad, vorzugsweise etwa 20 Grad, beträgt.

11. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der An- Sprüche 1 bis 10, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der

Schneckenradsteigungswinkel etwa 10 Grad und der Stirn¬ radsteigungswinkel etwa 20 Grad beträgt.

12. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zumin- dest ein Schneckenrad und ein drehfest mit diesem koa¬ xial entlang einer gemeinsamen Mittelachse angeordnetes Stirnrad als einstückiges Formteil zur Bildung eines Schneckenstirnrads (8, 10) ausgebildet ist.

13. Elektromotorischer Linearantrieb nach Anspruch 11,

DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS beide Schnecken- und

Stirnrad-Paarungen als einstückige Schneckenstirnräder (8, 10) ausgebildet sind.

14. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS nur ein sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse erstreckendes Schnecken-Stirnrad-Paar auf einer Welle dieser Welle mit zusätzlichen Lagermitteln in einem umgebenden Gehäuse gelagert ist und die andere Welle oder Achse, an welcher ein anderes Schnecken-Stirnrad-Paar angeord- net ist, direkt in dem Gehäuse aufgenommen ist.

15. Elektromotorischer Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zumin- dest ein auf einer Welle sitzendes Schnecken- und

Stirnrad als einstückig ausgebildetes Schneckenstirnrad (8, 10) ausgebildet ist.

16. Möbelteil mit einem Linearantrieb nach einem der An- sprüche 1 bis 15, wobei eines der auf der jeweils auf einer gemeinsamen Achse oder Welle angeordneten Schnecken- und Stirnräder eine Spindel antreibt, auf welcher längsverschieblich angeordnete Spindelmutter sitzt, welche ein Hubelement translatorisch hin- und her be- wegt, und wobei das Hubelement kraftübertragend mit dem

Möbelteil ankoppelt, so dass das Möbelteil durch Betä¬ tigung des Linearantriebes lageveränderlich ist.

Description:
Elektromotorischer Linearantrieb

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Linearantrieb zum Antrieb eines Möbelteils, insbesondere eines Ses- sels, eines Bettes oder dergleichen.

Ein solcher Linearantrieb umfasst einen Elektromotor, der sich entlang einer Schneckenlängsachse erstreckende Schnecke antreibt. Beidseitig quer zu dieser Schnecke erstrecken sich achsparallel zueinander ein erstes und ein zweites Schne- ckenrad, die jeweils drehfest mit einem jeweiligen ersten und zweiten Stirnrad verbunden sind. Die Schneckenräder weisen Schneckenradzahnflanken mit einem gleichgerichteten Schneckenradsteigungswinkel gleicher Größe auf.

Eines der auf der jeweils auf einer gemeinsamen Achse oder Welle angeordneten Schnecken- und Stirnräder treibt eine Spindel an, auf der eine in einem Führungsrohr längsver- schieblich angeordnete Spindelmutter sitzt, die ein nicht dargestelltes Hubrohr hin- und her bewegt. Die Rotation des Elektromotors wird somit in eine Translation der Spindelmut- ter im Verhältnis zu dem stationären Führungsrohr umgesetzt. An der Spindelmutter ist das Möbelteil in bekannter Weise befestigt; beispielsweise über ein an der Spindelmutter be ¬ festigtes Hubrohr.

Stand der Technik Ein derartiger Linearantrieb ist aus der EP 0 989 655 A2 einer Vorläufergesellschaft der Anmelderin bekannt. Nachteile am Stand der Technik

Grundsätzlich weist der in der EP 0 989 655 A2 beschrittene Weg mit zwei Stirnrädern bereits zahlreiche Vorteile gegen ¬ über dem Stand der Technik mit lediglich einem Schneckenrad auf, weil damit deutlich mehr Leistung übertragbar ist oder eben bei derselben Kraft eine deutlich geringere Abnutzung der Schneckenräder durch Wärmeentwicklung und Verschleiß auftritt .

Gleichwohl kann auch bei dieser Ausgestaltung insbesondere bei höheren Lasten wie beispielsweise von 6000 Newton und mehr eine starke Reibung und somit Wärmeentwicklung zwischen den Zahnrädern nicht ausgeschlossen werden, welche die Lebensdauer des Getriebes negativ beeinflusst, insbesondere bei der Ausgestaltung der Getriebezahnräder als Kunst- Stoffspritzgussteile .

Allerdings stellt dieses Getriebe mit einem doppelten Schne ¬ ckenrad und einem doppelten Stirnrad relativ hohe Anforde ¬ rungen an die einzuhaltenden Fertigungs- und Montagetoleranzen und ist insofern anfällig gegen Abweichungen in den Ver- zahnungen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass dieses Sys ¬ tem wegen dieser Anpassungen relativ aufwendig ist.

Technisches Problem / Aufgabe

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere einen Linearantrieb mit einer verbesserten Leistungsdichte vorzusehen, das also auf glei ¬ chem oder geringerem Bauraum eine höhere Leistungsübertra ¬ gung ermöglicht und/oder bessere Standzeit aufweist.

Erfindung Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Linearantrieb der eingangs genannten Art im Wesentlichen bereits durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst; vorteilhafte, aber nicht zwingende Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bereits dadurch gelöst, dass die an den Schneckenrädern ausgebildeten Zahnflanken einen gleichgerichteten Schneckenradsteigungswinkel aufwei ¬ sen und dass die ineinander eingreifenden, also einander kämmenden, Stirnräder eine Schrägverzahnung mit einem Stirnradsteigungswinkel aufweisen. Dieses hat viele überraschende Vorteile, nämlich einen ruhi ¬ geren und geräuscharmen Lauf, eine höhere Belastbarkeit und somit eine geringere Abnutzung bei höheren Lasten, eine so ¬ mit verbesserte Standzeit und eine deutlich verbesserte Un- empfindlichkeit gegenüber Zahnformfehlern. Diese Vorteile sind insbesondere auch gegenüber dem Antrieb nach der EP 989 655 A2 gegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird das Getriebe nicht nur deutlich robuster, sondern kann auch eine deutlich höhere Leistung auf gleichem oder geringerem Bauraum über- tragen, kann also auch deutlich kompakter ausgebildet sein, weshalb dieses auch als Kompaktgetriebe bezeichnet werden kann. Das Getriebe umfasst bei dem erfindungsgemäßen Antrieb die Schnecke und die zumindest zwei Schnecken-Stirnrad- Paarungen oder besteht aus den genannten Komponenten. Der Begriff „Schnecken-Stirnrad-Paarung" ist allgemein im Rahmen der Erfindung als „Schneckenrad-Stirnrad-Paarung" zu verstehen (auch kurz „Paarung" genannt) . Schneckenrad und Stirnrad einer derartigen Paarung können jeweils bevorzugt mit ihren Stirnseiten aneinander anliegen, was Bauraum spart und eine günstigere Kraftübertragung bedingt, gegebenenfalls auch voneinander in axialer Richtung beabstandet sein. Dies gilt bevorzugt für jedes der Schneckenrad-Stirnrad Paare des An ¬ triebes . Beim Stand der Technik musste nämlich bei Verwendung nur eines Schneckenrades ein entsprechend groß dimensioniertes Schneckenrad eingesetzt werden, welches die notwendige Fes ¬ tigkeit der Zahnflanken aufweist. Dieses hatte jedoch nega- tiven Einfluss auf die Bauhöhe bzw. den Bauraum des Gesamt ¬ systems. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung mit jeweils zwei Schneckenrädern und zwei Stirnräder kann der erforderliche Durchmesser um mehr als die Hälfte reduziert werden.

Der Verbau der beiden achsparallel angeordneten Schnecken- Stirnrad-Paarungen erfordert hingegen nur die Hälfte des

Bauraum und ermöglicht gleichzeitig eine optimale Leistungs ¬ entfaltung des Getriebes.

Das erfindungsgemäße Kompaktgetriebe umfasst also bevorzugt eine erste sich entlang einer ersten Mittelachse erstrecken- de Schnecken-Stirnrad-Paarung, die angeordnet ist auf einer ersten Seite der Schnecke, und eine zweite, sich entlang einer gemeinsamen zweiten Mittelachse erstreckende Schne ¬ cken-Stirnrad-Paarung, die angeordnet ist auf einer zweiten Seite der Schnecke, so dass die beiden Schnecken-Stirnrad- Paarungen also achsparallel zueinander angeordnet sind und dabei vorzugsweise die Schnecke zwischen sich einschließen. Die beiden Schnecken-Stirnrad-Paarungen sind vorzugsweise in Bezug auf die Schnecke einander gegenüberliegend angeordnet, die Verbindungslinie zwischen den beiden Mittelachsen der beiden Paarungen durchsetzt also vorzugsweise die Schnecken ¬ achse. Gegebenenfalls können auch, weniger bevorzugt, mehr als zwei Schnecken-Stirnrad-Paarungen vorgesehen sein, welche die Schnecke zwischen sich einschließen.

Die beiden Schnecken-Stirnrad-Paarungen können drehfest auf Wellen oder drehbar auf stationären Achsen angeordnet sind, wobei auch Kombinationen möglich sind, also die Anordnung zumindest eines der Schnecken-Stirnrad-Paare auf einer Welle und zumindest ein anderes Schnecken-Stirnrad-Paar auf einer Achse. Die drehbare Anordnung einer Paarung auf einer stati- onären Achse ist besonders vorteilhaft, weil keine besondere Lagerung für die Welle im Gehäuse notwendig ist, was zur weiteren Bauraumoptimierung beitragen kann. Als „Achse" im Rahmen der Erfindung sei allgemein bevorzugt eine stationäre Achse, also eine zum Gehäuse verdrehfest angeordnete Achse verstanden .

Vorzugsweise ist die erste Schnecken-Stirnrad-Paarung auf einer Achse angeordnet und die zweite auf einer zusätzlich in dem Gehäuse gelagerten Welle. Es kann auch genau eines der Schnecken-Stirnrad-Paare auf einer Welle und sämtliche anderen Schnecken-Stirnrad-Paar jeweils auf einer Achse angeordnet sein. Vorzugsweise treibt die Schnecken-Stirnrad- Paarung auf der Welle die Spindel an. Die Welle und die Spindel sind vorzugsweise parallel, besonders bevorzugt koa- xial, zueinander angeordnet. Die Welle ist bevorzugt unmit ¬ telbar mit der Spindel kraftübertragend, insbesondere dreh ¬ momentübertragend und/oder Axialkräfte übertragend, unter Ausbildung einer Spindelwelle verbunden. Gegebenenfalls können zwischen Spindel und Welle auch weitere Bauelemente an- geordnet sein, vorzugsweise unter Gewährleitung einer Übertragung von Drehmomentkräften und/oder Axialkräften zwischen Welle und Spindel. Sind mehr als zwei Paarungen vorgesehen, so ist zumindest eine oder genau eine derartige Paarung auf einer Welle angeordnet. Wesentlich ist, dass das ein sich koaxial entlang einer gemeinsamen Mittelachse erstreckendes Schnecken- und Stirnrad einer Schnecken-Stirnrad-Paarung drehfest miteinander verbunden sind. Vorzugsweise gilt dies für sämtliche Paarungen des erfindungsgemäßen Antriebes. Die sich in Einbaulage kämmenden, schrägverzahnten Stirnräder umfassen schräg zu den Radachsen laufende Zähne, wobei der Winkel, den die Flankenlinie am Teilzylinder mit der Radachse bildet, Schrägungswinkel ß (beta) lautet. Da erfin ¬ dungsgemäß mindestens zwei Stirnräder eingesetzt werden, müssen diese beiden Stirnräder den betragsmäßig gleichen, aber entgegengesetzt gerichteten Schrägungswinkel ß aufwei ¬ sen, so dass z.B. also ein Stirnrad eines Stirnradpaars linkssteigend und das andere Stirnrad rechtssteigend ausge- bildet ist. Der Schrägungswinkel ß ist von 0 Grad verschie ¬ den. Die an den Schneckenrädern ausgebildete Zahnflanken weisen demgegenüber einen gleichgerichteten Schneckenradsteigungswinkel auf, wobei der Schrägungswinkel (alpha) , den die Flankenlinie der Zähne am Teilzylinder mit der Rad ¬ achse bildet, von 0 Grad verschieden ist. Der Winkel an bei ¬ den Schneckenrädern ist betragsmäßig gleich.

Als besonders zweckmäßig für eine selbstj ustierende Ausge ¬ staltung hat sich erwiesen, wenn der Schrägungswinkel der Stirnräder etwa doppelt so groß wie der Steigungswinkel der Schneckenräder ist. Allgemein im Rahmen der Erfindung ist der Stirnradsteigungswinkel vorzugsweise um den Faktor > 1,1 oder > 1,25 größer als der Schneckenradsteigungswinkel, wei ¬ ter bevorzugt um den Faktor > 1,5 oder > 1,75 größer als der Schneckenradsteigungswinkel. Allgemein im Rahmen der Erfin- dung ist der Stirnradsteigungswinkel vorzugsweise um den

Faktor < 6 oder < 4, vorzugsweise um den Faktor < 3 oder < 2,5, insbesondere auch um den Faktor < 2,25 größer als der Schneckenradsteigungswinkel, ohne hierauf beschränkt zu sein. Der genannte Faktor von Stirnradsteigungswinkel zu Schneckenradsteigungswinkel liegt somit bevorzugt im Bereich von 1,25 bis 6, besonders bevorzugt bei etwa 2. Dies ermög ¬ licht eine günstige Kraftübertragung und gute Selbstj ustie- rung, bei selbstj ustierender Ausgestaltung des Zahnflankenspiels der Getriebeverzahnung. Die genannte Selbstj ustierung stellt allgemein im Rahmen der Erfindung also eine Selbstj ustierung der Stirn- und/oder Schneckenräder der beiden oder sämtlicher Schnecken-Stirnrad-Paarungen des Antriebes relativ zueinander dar. Bei der Selbstj ustierung wird ein gegebenes Spiel zwischen den Zahn- flanken der jeweils komplementären, also ineinander greifenden, Schneckenräder und/oder Stirnräder verringert oder aufgehoben, so dass also kein Spiel mehr zwischen den jeweils ineinandergreifenden Zahnrädern besteht, und zwar durch eine Lageveränderung des Stirn- und/oder Schneckenrades in axialer Richtung der die jeweilige Schnecken-Stirnrad-Paarung tragenden Welle oder Achse relativ zu dem jeweils komplementären Rad einer anderen Paarung.

Vorzugsweise ist von den verschiedenen Schnecken-Stirnrad- Paarungen zumindest ein Stirnrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad einer anderen Paarung lageveränderlich, vorzugsweise verschiebbar. Alternativ oder in Kombination hiermit ist vorzugsweise zumindest ein Schneckenrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Schneckenrad einer anderen Paarung lageveränderlich, vorzugsweise verschiebbar. In Bezug auf die genannten Schnecken- und/oder Stirnräder kann sich dies unabhängig voneinander jeweils auf zumindest zwei oder sämtliche der Paarungen des Antriebes beziehen. Vorzugsweise sind zumindest zwei oder sämtliche der Paarungen des Antriebs in axialer Richtung der jeweils diese tragenden Welle oder Achse relativ zueinander lageveränderlich. Die genannte Lageveränderung der Stirnräder und/oder Schnecken- räder zueinander bezieht sich jeweils auf Räder unterschied ¬ licher Paarungen, insbesondere jeweils auf miteinander komplementäre, also ineinander eingreifende Räder. Hierdurch ist in bevorzugter Weise eine Selbstj ustierung gegeben.

Die Schnecken- und Stirnräder zumindest einer, mehrer oder sämtlicher Paarungen können in axialer Richtung die jeweilige Paarung tragenden Welle oder Achse relativ zueinander fixiert sein, beispielsweise aneinander angeformt oder gege ¬ benenfalls durch Befestigungsmittel aneinander fixiert sein.

Die Schnecken- und Stirnräder einer, mehrerer oder samtIi- eher Paarungen können auch in axialer Richtung der die jeweilige Paarung tragenden Welle oder Achse relativ zueinander axial verschiebbar sein, insbesondere um die Selbstjus ¬ tierung bewirken zu können, wobei vorzugsweise die Schne- cken- und Stirnräder zumindest einer oder genau einer Paarung in der besagten axialen Richtung relativ zueinander fixiert sind, was die Konstruktion vereinfacht und die Sta ¬ bilität und Langlebigkeit des Antriebes erhöht.

Allgemein bevorzugt ist jeweils genau ein Schneckenrad und genau ein Stirnrad der beiden oder sämtlicher Paarungen des Antriebes nicht in axialer Richtung der dieses tragenden Welle oder Achse relativ zum Antriebsgehäuse nicht in der besagten axialen Richtung lageveränderlich. Allgemein bevorzugt ist jeweils genau eine Schnecken-Stirnrad-Paarung des Antriebes nicht in axialer Richtung der diese tragenden Welle oder Achse relativ zum Antriebsgehäuse nicht in der be ¬ sagten axialen Richtung lageveränderlich. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand verringert und die Stabilität und Lang ¬ lebigkeit der Zahnradanordnung des Antriebes erhöht. Die Zahnräder der beiden, mehreren oder sämtliche der Schnecken-Stirnrad-Paarungen sind durch diese Selbstj ustierung in ihrer axialen Lage (also in Längsrichtung der diese jeweils tragenden Welle oder Achse) relativ zueinander veränderlich und deren Lage relativ zueinander stellt sich durch die Selbstj ustierung von selber bei unterschiedlichen Betriebsund/oder Lastzuständen des Antriebes ein. Dies kann jeweils für die Schneckenräder und/oder Stirnräder der jeweiligen Paarungen gelten. Hierzu kann die jeweilige Welle oder Achse in ihrer Längsrichtung verschoben werden und/oder die jewei- lige Schnecken-Stirnrad-Paarungen auf der jeweiligen Welle oder Achse relativ zu dieser.

Durch die Selbstj ustierung ist über die Lebensdauer des Antriebes eine optimale Einstellung der Lage der Schnecken- Stirnrad-Paarungen relativ zueinander auch unabhängig vom Betriebs- und/oder Lastzustand des Antriebes gegeben. Ferner können durch die Selbstj ustierung Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Dies gilt jeweils insbesondere bei Ausbil ¬ dung der Schnecken-Stirnrad-Paarungen aus einem Kunststoff- material, welches auch im Spritzgussverfahren hergestellt sein kann.

Allgemein im Rahmen der Erfindung ist bevorzugt der Schneckenradsteigungswinkel größer 2 Grad, beispielsweise im Be ¬ reich von 2 Grad bis 30 Grad, besonders bevorzugt etwa 10 Grad . Allgemein im Rahmen der Erfindung ist bevorzugt der Stirnradsteigungswinkel größer 4 Grad, beispielsweise im Bereich von 4 Grad bis 60 Grad, vorzugsweise etwa 20 Grad.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Steigungswinkel der Schneckenräder 10 Grad und der Schrägungswinkel der Stirnräder 20 Grad, wodurch sich eine besonders gute

Selbstj ustierung des erfindungsgemäßen Antriebes ergibt, wie oben beschrieben. Denn gerade die Schrägverzahnung der

Stirnräder ermöglicht ein Selbstj ustieren der Verzahnungen in Umfangsrichtung resultierend aus einer Verschiebung in Achsenlängsrichtung. Somit ist es möglich, Schneckenräder und Stirnräder fertigungstechnisch zu standardisieren, welche nunmehr gegenüber dem Stand der Technik keiner Feinanpassung unterliegen. Dieses vereinfacht nicht nur die Ferti ¬ gung, sondern auch die Montage des Linearantriebs deutlich. Vorzugsweise ist zumindest ein Stirnrad entlang seiner die ¬ ses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad oder relativ zu allen anderen Stirnrädern des Antriebs verschiebbar. Vorzugsweise sind sämtliche Stirnräder des erfindungsgemäßen Antriebes relativ zueinander entlang der dieses jeweils halternden Welle oder Achse verschiebbar. Es versteht sich, dass zusammen mit einer Verschiebung des Stirnrades einer Radpaarung vorzugsweise auch das Schneckenrad dieser Paarung verschoben wird. Vorzugsweise ist die das verschiebbare Stirnrad tragende Achse oder Welle nicht mit einer Spindel verbunden, welche Teil des Abtriebes des Line ¬ arantriebes ist, was für alle verschiebbaren Stirnräder des Antriebes gelten kann. Als „Verbindung" in diesem Sinne sei verstanden, dass in Kraftübertragungsrichtung vom Elektromo- tor zum vom Antrieb angetriebenen lageveränderlichen Teil wie z.B. Möbelteil, der Spindel also eine andere Paarung nächstbenachbart ist, als die genannte Schnecken-Stirnrad- Paarung mit verschiebbarem Stirnrad. Diese Verschiebung kann beispielsweise durch ein axiales Spiel der Welle oder Achse der jeweiligen Radpaarung erzielt werden. Durch das Spiel ist eine schwimmende Lagerung gegeben, wobei das axiale Ver ¬ schieben eine drehumfangseitige Relativbewegung derart er ¬ zeugt, dass dadurch ein Ausgleich des umfangsseitigen Zahnflankenspiels sowohl der Stirnräder untereinander als auch der Schneckenräder relativ zur Schnecke gegeben ist, vorzugsweise derart, dass alle Verzahnungen möglichst gut bzw. satt aneinander anliegen.

Ein Verschieben eines Stirnrades mit Schrägverzahnung relativ zu dem komplementären Stirnrad oder zu mehreren oder sämtlichen anderen Stirnrädern erzeugt eine mit der Verschiebung korrespondierende Drehbewegung der Stirnräder um die jeweilige Rotationsachse relativ zueinander. Da jedes Stirnrad mit einem Schneckenrad gekoppelt ist, verdrehen und verschieben sich somit auch die Schneckenräder relativ zuei- nander, womit eine selbstständige Drehwinkelj ustierung des Gesamtsystems realisiert wird. Damit werden alle Zahnräder des Getriebes sehr gleichmäßig beansprucht, was die Lebens ¬ dauer bei gleichzeitig kompakterer Ausbildung erhöht.

Diese Drehwinkelj ustierung der komplementär schrägverzahnten Stirnräder begrenzt sich selbst, wenn bei Betrieb aber zu ¬ mindest bei Stillstand des Elektromotors die jeweilige kraftbeaufschlagte Zahnflanke eines jeden Stirn- und Schne ¬ ckenrades an der ihr korrespondierenden Zahnflanke anliegt, so dass die Zahnflanken der Stirnräder möglichst gut, insbe- sondere satt, aneinander liegen und die Zahnflanken eines jeden Schneckenrades an der jeweiligen Zahnflanke der Schne ¬ cke möglichst gut, insbesondere satt, anliegen. Durch die gute bzw. satte Anlage ist Verschleiß vermindert und die kraftübertragung verbessert. Somit justiert sich aufgrund der Verschiebung in Achsenlängsrichtung das Getriebespiel bzw. das Zahnflankenspiel völlig selbstständig, so dass alle Verzahnungen unabhängig der Fertigungstoleranzen und unabhängig der Belastung des Linearantriebs ihren optimalen an- triebstechnischen Beitrag leisten. Als „satt anliegen" sei hierbei ein flächiges Anliegen verstanden, gegebenenfalls ein linienförmiges Anliegen . Durch die Selbstj ustierung ist in Besonderer Weise gewährleistet, dass beide Schneckenräder gleich viel tragen, so dass die Leistungsfähigkeit des Ge- triebes mit zwei Schneckenrädern auch tatsächlich doppelt so groß ist, als wäre nur ein Schneckenrad verbaut. Auch wenn mitunter die Verzahnung eines der beiden Schneckenräder etwas weniger belastet wird als die Verzahnung des anderen Schneckenrades, beispielsweise etwa 3 bis 7 Prozent weniger, ohne hierauf beschränkt zu sein, kann trotz dieser geringen Abweichung von einer nahezu doppelten Leistung gesprochen werden, als wenn nur ein Schneckenrad verbaut wäre.

Diese selbstständige Drehwinkelj ustierung für einen optimalen Zahneingriff der sich kämmenden schrägverzahnten Stirn- räder kann dadurch verbessert werden wenn ein Stirnrad ein gewisses Lagerspiel von z.B. +/- 1 mm in Achsenlängsrichtung aufweist, also etwas „schwimmt". Das Lagerspiel kann allge ¬ mein bspw. auch größer/gleich +/- 0,3 mm sein, vorzugsweise weniger als +/- 3 mm betragen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Ein Lagerspiel von etwa +/- 1 mm hat sich aber besonders bewährt, da einerseits das Spiel nicht zu groß ist und andererseits für viele Fälle ein sehr gute Selbstj ustierung ermöglicht. Allgemein im Rahmen der Erfindung bevorzugt weist das Stirnrad somit ein Lagerspiel in Achsenlängsrich- tung der Welle oder Achse, an welcher das Stirnrad angeord- net ist, auf.

Vorzugsweise weist die nicht mit der Spindel verbundene Welle bzw. Achse, welche die Schnecken-Stirnrad-Paarung trägt, dieses Lagerspiel auf. Eine besonders kompakte Bauweise mit einer geringen Ein ¬ heitshöhe ist erzielbar, indem lediglich eine Welle mit Ku ¬ gel- und/oder Gleitlagern in einem umgebenden Gehäuse aufgenommen ist, und die andere Welle oder Achse lediglich mit in das Gehäuse eingesetzt ist. Bevorzugt sind je ein Schneckenrad und ein schrägverzahntes Stirnrad als einstückiges Formteil ausgebildet, die also ein koaxial erstreckendes Schneckenstirnrad bilden. Erfindungs ¬ gemäß sind in dem erfindungsgemäßen Getriebe zwei solcher Schneckenstirnräder vorgesehen, von denen eines die Spindel antriebt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung können auch Wellenstutzen oder Bolzen zur Anordnung in dem Gehäuse unmittelbar an dem Schneckenstirnrad ausgebildet bzw. angeformt sein, die dann in dem als Gleitlager fungierenden Gehäuse laufen. Eine weitere Reduzierung des Bauraums lässt sich dadurch verwirklichen, dass das Schnecken- und Stirnrad auf zumindest einer Welle als einstückiges Formteil ausgebildet sind, so dass diese also ein Schneckenstirnrad bilden. Vorzugswei ¬ se umfasst das Getriebe zwei solcher Schneckenstirnräder, die insbesondere als einstückige Kunststoffspritzgussteile ausgebildet sind. Vorzugsweise ist die Welle zusätzlich ge ¬ lagert, welche mit der Spindel in Wirkverbindung steht. Die ¬ se zusätzliche Lagerung kann bei der bevorzugten Ausführungsform dadurch erfolgen, dass die Lager in einem stabili- tätsfordernden Lagergehäuse angeordnet sind, welches z.B. zwei zusammensetzbare Halbschalen umfassen kann, wobei in diesen Halbschalen ein die Welle lagerndes Kugellager und eventuell zusätzlich auch am gegenüberliegenden Ende ein Gabelkopf oder dergleichen einsetzbar ist. Bei einer besonders stabilen Ausführungsform besteht dieses Lagergehäuse aus Stahl. Die Erfindung hat sich insbesondere bei Ausbildung eines, mehrerer oder sämtlicher der Schnecken-Stirnrad-Paaren aus einem Kunststoffmaterial , insbesondere in Form von Kunst ¬ stoffspritzgussteilen, besonders bewährt.

Dieses zusätzliche Lagergehäuse aus Stahl ist besonders dann zweckmäßig, wenn das umgebende Gehäuse als Kunststoffteil bzw. als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, was die übliche Ausgestaltung darstellen wird.

Es hat sich auch gezeigt, dass nur ein Lager als Kugellager ausgebildet sein muss, vorzugsweise das die dem Lagergehäuse angeordnete, und für das andere ein Kunststoffgleitlager ausreichend ist.

Der erfindungsgemäße Linearantrieb kann eine Spindel umfas ¬ sen, vorzugsweise eine Gewindespindel, als Teil des Abtrie ¬ bes des Linearantriebes. Eines der auf der jeweils auf einer gemeinsamen Achse oder Welle angeordneten Schnecken- und

Stirnrad-Paare ist mit der Spindel gekoppelt, vorzugsweise das Stirnrad derselben, und treibt die Spindel unter Bewir- kung einer Rotation derselben um deren Längsachse an. Auf der Spindel sitzt vorzugsweise ein Bauteil wie eine Spindel- mutter zur Kraftübertragung vom Elektromotor auf ein durch den Linearantrieb lagezuveränderndes Teil wie ein Möbelteil. Das kraftübertragende Bauteil wie bspw. die Spindelmutter ist mittels einer Führung translatorisch geführt, vollführt also eine translatorische Bewegung, im speziellen eine

Längsverschiebung entlang der Spindellängserstreckung, wenn die Spindel rotiert. Die Führung kann bspw. als Führungsrohr ausgebildet sein, welches vorzugsweise die Spindel aufnimmt. Die Spindelmutter kann in dem Führungsrohr längsverschieb- lieh angeordnet sein. Die Spindelmutter kann an ein Hubelement wie ein Hubrohr ankoppeln, sodass durch Längsverschie ¬ bung der Spindelmutter das Hubelement oder Hubrohr vorzugsweise translatorisch hin- und her bewegt wird. Die Rotation des Elektromotors wird somit in eine Translation der Spin ¬ delmutter im Verhältnis zu dem stationären Führungsrohr umgesetzt. An der Spindelmutter ist das Möbelteil in bekannter Weise befestigt, beispielsweise über ein an der Spindelmut ¬ ter befestigtes Hubelement bzw. Hubrohr. Die Erfindung umfasst ferner ein Möbelstück mit einem erfindungsgemäßen Linearantrieb, wobei das Möbelstück zwei rela ¬ tiv zueinander bewegbare oder lageveränderliche Möbelteile aufweist, welche jeweils an den Linearantrieb angekoppelt und durch Betätigung des Linearantriebes bewegbar oder lage- veränderlich sind. Hierzu kann der Linearantrieb eine Spin ¬ del umfassen, wobei durch Rotation der Spindel unter Betätigung des Elektromotors ein mit dem Gewinde der Spindel zu ¬ sammenwirkendes Bauteil wie eine Spindelmutter translato ¬ risch bewegt wird und durch diese translatorische Bewegung das Möbelteil lageverändert wird. Das genannte Bauteil bzw. die Spindelmutter wirkt vorzugsweise mittels eines korres ¬ pondierenden Gewindes mit dem Spindelgewinde zusammen. In Bezug auf das Zusammenwirken der Spindel mit dem erfindungs ¬ gemäßen Linearantrieb sei auf die übrigen Ausführungen im Rahmen der Erfindung Bezug genommen.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Erfindungsbeschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. in Bezug auf die Ori ¬ entierungen der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Aus ¬ führungsformen benutzt und strukturelle oder logische Ände- rungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen .

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbun- den", „angeschlossen" sowie „integriert" verwendet zum Be ¬ schreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Integration. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischem Bezugszeichen versehen, soweit dieses zweckmäßig ist.

Bezugszeichenlinien sind Linien, die das Bezugszeichen mit dem betreffenden Teil verbinden. Ein Pfeil hingegen, der kein Teil berührt, bezieht sich auf eine gesamte Einheit, auf die er gerichtet ist. Die Figuren sind im Übrigen nicht unbedingt maßstäblich. Zur Veranschaulichung von Details können möglichweise bestimmte Bereiche übertrieben groß dar ¬ gestellt sein. Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthalten nicht jedes bei der prak ¬ tischen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail. Die Begriffe „oben" und „unten" beziehen sich auf die Darstel ¬ lung in den Figuren.

In den Figuren wird die Erfindung beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Sämtliche zu dem Ausfüh ¬ rungsbeispiel beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination allgemein im Rahmen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Linearantriebs , Fig. 2: eine ergänzende Darstellung des Linearantriebs nach Figur 1,

Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Möbelstückes mit erfindungsgemäßem Linearantrieb. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine vergrößerte isometrische Ansicht des sehr kompakt ausgebildeten erfindungsgemäßen Linearantriebes 1 angeordnet in einem Gehäuse. Das Gehäuse weist hier eine erste Gehäusehalbschale 2 und eine entfernte zweite Gehäusehalbschale auf, welche auf die erste Gehäuse- halbschale 2 zur Schließung des Gehäuses aufschraubbar ist.

Das Gehäuse nimmt in Betrachtungsrichtung hinteren Ende einen Elektromotor 4 auf, der eine Schnecke 6 antreibt, die in den Getrieberaum innerhalb des Gehäuses ragt. Innerhalb die ¬ ses Gehäuses ist das Linearantrieb quer erstreckend zur Schneckenlängsachse aufgenommen.

Beidseitig von der Schnecke 6 sind achsparallel zueinander Schneckenstirnräder 8, 10 angeordnet, die jeweils linkssei ¬ tig ein die Schnecke 6 in Einbaulage kämmendes Schneckenrad und rechtsseitig ein Stirnrad größeren Durchmessers mit ei- ner komplementären Schrägverzahnung aufweisen. Die an den Schneckenrädern ausgebildete Zahnflanken weisen einen gleichgerichteten Schneckenradsteigungswinkel ß auf. Die Stirnräder weisen eine Schrägverzahnung mit einem Stirnradsteigungswinkel auf. Die beiden Steigungswinkel und ß sind von 0 Grad verschieden. Die Steigungswinkel an den bei ¬ den Schneckenrädern sind gleichsinnig zueinander. Die Steigungswinkel an den beiden Stirnrädern sind gegensinnig zueinander. Der Schneckenradsteigungswinkel beträgt etwa 10 Grad. Der Stirnradsteigungswinkel beträgt etwa 20 Grad. Der Stirnradsteigungswinkel ist also etwa doppelt so groß wie der Schneckenradsteigungswinkel.

Nur die in der Figur 1 untere und nicht sichtbare Welle ist in einer Lageanordnung aufgenommen. Diese Lageranordnung umfasst auf der rechten Seite ein Lagergehäuse 16, z.B. aus Stahl umfassend zwei zusammensetzbare Lagerhalbschalen 16a, 16b. Dieses Lagergehäuse 16 weist innenseitig zwei in Längs- richtung beabstandete Nuten auf, von denen eine ein Kugella ¬ ger aufnimmt, welches das hintere Ende der unteren Welle lagert, auf welcher das unter Schneckenstirnrad 8 sitzt. Am entgegengesetzten hinteren Ende des Lagergehäuses ist in die zweite Nut zwischen den beiden Halbschalen 16a, 16b ein au- ßenseitig angeformter Kragen eines Gabelkopfes 18 form ¬ schlüssig aufgenommen. Ferner umfasst die Lageranordnung ein kreisringförmiges Gleitlager 20, welches das vordere Ende der in der Figur unteren Welle aufnimmt.

Die untere Welle treibt sodann die Spindel 22 an, auf wel- eher in bekannter Weise eine Spindelmutter sitzt und von einem umgebenden Führungsrohr 24 längsverschieblich aufgenommen ist.

Das in der Figur 1 obere Schneckenstirnrad 10 rotiert hinge ¬ gen lediglich auf einer Achse 11, die in den entsprechenden Ausnehmungen bzw. angeformten Buchsen bzw. Ausnehmungen des Gehäuses aufgenommen ist, und zwar ohne weitere Lager.

Nach dem Ausführungsbeispiel ist somit zumindest ein Stirn ¬ rad entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad verschiebbar angeordnet bzw. gehaltert. Das Stirnrad weist ein Lagerspiel in Achsenlängs ¬ richtung der Welle oder Achse, an welcher das Stirnrad ange ¬ ordnet ist, auf, bspw. ein Lagerspiel von ca. +/- 1 mm. Die das verschiebbare oder mit Lagerspiel versehene Stirnrad tragende Achse oder Welle ist nicht mit der Spindel 22 ver- bunden, welche Teil des Abtriebes des Linearantriebes ist. Das jeweilige Schneckenrad ist drehfest mit dem zu diesem koaxial entlang einer gemeinsamen Mittelachse angeordneten Stirnrad als einstückiges Formteil zur Bildung eines Schne ¬ ckenstirnrads (8, 10) ausgebildet, was hier für sämtliche Schnecke-Stirnrad-Paarungen der Fall ist. Beide Schnecken- und Stirnrad-Paarungen sind als einstückige Schneckenstirnräder (8, 10) ausgebildet.

Von den verschiedenen Schnecken-Stirnrad-Paarungen ist zu- mindest ein (hier genau ein) Stirnrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses halternden Welle oder Achse relativ zu einem anderen Stirnrad einer anderen Paarung lageveränderlich ist. Ferner ist zumindest ein (hier genau ein) Schne ¬ ckenrad einer ersten Paarung entlang seiner dieses haltern- den Welle oder Achse relativ zu einem anderen Schneckenrad einer anderen Paarung lageveränderlich. Hierdurch ist eine Selbstj ustierung gegeben.

Nach dem Ausführungsbeispiel ist nur ein sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse erstreckendes Schnecken-Stirnrad- Paar auf einer Welle angeordnet, wobei diese Welle mit zu ¬ sätzlichen Lagermitteln in einem umgebenden Gehäuse gelagert ist und die andere Welle oder Achse, an welcher ein anderes Schnecken-Stirnrad-Paar angeordnet ist, ist direkt in dem Gehäuse (also ohne zusätzliche, von dem Gehäusebereich ver- schiedene Lagermittel wie bspw. ein Kugel- und/oder Gleitla ¬ ger) aufgenommen. Das auf der Welle sitzendes Schnecken- und Stirnrad ist als einstückig ausgebildetes Schneckenstirnrad (8, 10) ausgebildet. Damit weist das erfindungsgemäße Ge ¬ triebe, welches wegen seiner besonderen Kompaktheit als „Kompaktgetriebe" bezeichnet werden kann, eine besonders hohe Leistungsdichte auf und kann somit in einer sehr gerin ¬ gen Bauhöhe von 60 bis 65 mm in einem Gehäuse von 70 bis 75 mm Bauhöhe integriert werden und somit auf kleinstem Bauraum angeordnet werden. Anstelle der Achse 11 kann das obere Schneckenstirnrad 10 auch auf einer Welle sitzen. Der Elekt ¬ romotor kann beispielsweise eine Leistung von < 2 kW oder < 0,3 kW aufweisen, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Möbelstü ¬ ckes 30 mit erfindungsgemäßem Linearantrieb 1 zur Lageverän- derung von zwei Möbelteilen 31a, 31b, welche jeweils an dem Antrieb ankoppeln. Die beiden Möbelteile 31a, 31b können durch den Antrieb beispielsweise translatorisch beabstandet oder gegeneinander verschwenkt werden, wozu für letzteres die beiden Möbelteile gelenkig miteinander verbunden sein können. eingesetzt werden, wobei das Möbelteil mit der Spindelmutter oder einem vergleichbaren Kraftübertragungselement zusammenwirkt bzw. ankoppelt. Die Gewinde der Spin ¬ del wirkt mit einem Bauteil 32, welches hier als Spindelmut- ter ausgebildet ist, zusammen, wobei bei Rotation der Spindel das Bauteil 32 translatorisch bewegt wird. Das Bauteil 32 betätigt wiederum translatorisch ein Hubelement 34, wobei allgemein auch eines der beiden Möbelteile als Hubelement ausgebildet sein kann. Der Gegenstand der vorliegenden Er- findung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzel ¬ nen Patentansprüche, sondern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Elektromotorischer Linearantrieb

Bezugszeichenliste

Gehäusehalbschale

Elektromotor

Schnecke

,10 Schneckenstirnrad

6 Lagergehäuse

6a, 16b Halbschale

8 Gabelkopf

0 Gleitlager

2 Spindel

4 Führungsrohr

0 Möbelstück

1a, 31b Möbelteile

2 Bauteil

4 Hubelement