线性致动器的制作方法

本发明涉及一种线性致动器，所述线性致动器包括电马达、传动装置、主轴、主轴螺母、壳体、外管以及内管，所述外管连接至所述壳体，所述主轴与所述传动装置互连，所述主轴螺母布置于所述主轴上，所述内管连接至所述主轴螺母，所述主轴螺母和所述内管被引导于所述外管内部。

背景技术：

线性致动器被广泛地用于包含医院和护理部门在内的许多工业和领域中的各种应用。

技术实现要素：

本发明的总体目的是减小线性致动器的内置尺寸。

本发明的另一个目的是在马达与主轴之间提供热绝缘和电绝缘，用以防止热量和电流被传递至线性致动器的外管和内管。

本发明的另一个目的是提供一种线性致动器，所述线性致动器具有同轴地布置的马达、传动装置以及主轴。

本发明的另一个目的是提供对线性致动器中的传动装置的输出端与主轴之间的未对准的补偿。

本发明的另一个目的是提供一种线性致动器，所述线性致动器被构造成在医院和护理部门中使用的设备上的各个位置处进行改装。

根据以下详细描述，上述目的将为显而易见的。根据本发明的实施例，这通过一种线性致动器实现，所述线性致动器包括：

-传动装置，所述传动装置包含传动装置壳体、传动装置输入端以及与所述传动装置输入端相对地定位的传动装置输出端；

-电马达，所述电马达具有同轴地连接至所述传动装置的传动装置输入端的输出轴；

-联接器，所述联接器包含连接至所述传动装置的输出端的第一联接部分、连接至所述主轴的一个端部的第二联接部分以及设置于所述第一联接部分与第二联接部分之间并且与所述第一联接部分和第二联接部分可滑动地接合的中间联接构件。

通过使用包括三个主要构件的联接器，可以补偿所述传动装置与所述主轴之间的径向未对准。所述联接器的主要构件为：连接至所述传动装置的输出端的第一联接部分、连接至所述主轴的端部的第二联接部分、以及设置于所述第一联接部分与第二联接部分之间并且与所述第一联接部分和第二联接部分可滑动地接合的中间联接构件。

更具体地，所述联接器还被用于补偿所述传动装置的输出端与所述主轴的第一端之间的未对准。在所述线性致动器的组装期间，所述主轴的第一端可能相对于所述传动装置的输出端稍微地未对准，然而，通过使用根据本发明的联接器，可以补偿这种未对准。

通过使用上述类型的联接器，优选地通过两个正交的构件在第一联接部分与中间联接构件之间以及在中间联接构件与第二联接部分之间传递扭矩。

本发明的联接器的一个优点是，所述联接器确保理想的补偿同时具有扭转刚度并且具有高的扭矩重量比。

所述中间联接构件用于传递扭矩，并且在滑动连接区域中具有刚性且耐磨的表面。

通过使用直接地连接至所述传动装置的联接器以及通过将所述马达直接地连接至所述传动装置的相对端，可以减小内置尺寸。所述马达由传动装置壳体支撑，并且所述马达悬置在所述传动装置上；因此，在所述马达本身周围不需要悬置元件。

通过使用行星架(其中所述第一联接部分被形成为所述行星架的整体部分)，可以减小所述线性致动器的内置尺寸，并且所述行星架构成所述联接器的第一联接部分以及所述传动装置的输出端，并且被用作轴颈轴承。

通过使用具有多个凹槽(所述凹槽不延伸穿过所述联接构件的整个厚度)的联接构件，可以使用所述联接构件来在所述电马达与所述主轴之间提供热绝缘和电绝缘，用以防止热量和电流被传递至所述线性致动器的外管和内管。

所述联接器属于以下类型：波纹管式联接器，十字接头式联接器，盘式联接器，摩擦联接器或颚式联接器等等。

在本文中，术语行星齿轮组还指的是周转齿轮组(epicyclicalgearset)。所述行星齿轮组包括位于中心的太阳齿轮，围绕所述太阳齿轮旋转的行星齿轮，连接所述行星齿轮的行星架，以及在外部的与所述行星齿轮啮合的环形齿轮。更具体地，噪声主要地当所述线性致动器处于负载下时并且当所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合时生成。

优选地，所述传动装置包括具有三个行星齿轮组的三级行星齿轮，但是也可以为具有两个行星齿轮组的两级行星齿轮或具有一个行星齿轮组的一级行星齿轮。

在本文中，显而易见的是，所述接合元件可以由围绕所述传动装置壳体的多个元件构成，而不是由仅仅单个元件构成。

附图说明

现在将在下面通过示例性实施例并且参考示意图更详细地解释说明本发明。

图1a-1b示出线性致动器。

图2示出根据本发明的优选实施例的线性致动器的剖视图aa。

图3示出根据本发明的优选实施例的线性致动器的壳体的第一立体图。

图4示出用于根据本发明的线性致动器的壳体的第二立体图。

图5示出壳体的第一侧视图。

图6示出壳体的第二侧视图。

图7为示出根据本发明的优选实施例的线性致动器的驱动系的分解图。

图8a-d示出第一联接部分和行星架的立体图。

图9a-d示出根据本发明的优选实施例的联接构件。

图10a-d示出根据本发明的优选实施例的第二联接部分。

具体实施方式

图1a和1b示出包括外管3和内管2的线性致动器1。壳体10由第一壳体部分11和第二壳体部分12构成。壳体设置有垫圈(未示出)，用于防止水或灰尘进入线性致动器1的内部空间。

本发明的线性致动器被用于家具(例如医院病床或家庭床)或轮椅中。为了安装线性致动器，壳体的后端配备有后安装件6，并且外管连接至前安装件5。后安装件6和前安装件5枢转地连接至家具或轮椅的两个单独的元件。

线性致动器1包括电马达20、通常为可逆电马达，其可以为用于低电压或市电电压的dc或ac马达。线性致动器1包括用于将线性致动器1连接至电源或电控制器(在图中未示出)的插座4。

在图2中，电马达20连接至传动装置40，并且联接器使传动装置和主轴80互连。主轴80具有主轴端84，所述主轴端84经由欧式(oldham)联接器30连接至传动装置40，所述欧式联接器30用于调节主轴80与传动装置40之间的平行未对准。

线性致动器1进一步包括主轴80，所述主轴80由电马达20通过传动装置40(优选地行星齿轮)驱动。主轴80经由比如欧式联接器的联接器30连接至传动装置，所述联接器30可以适应平行未对准。电马达20、传动装置40以及外管3同轴地布置。

图2示出外管3连接至壳体10，并且内管2连接至主轴螺母。主轴螺母和内管2被引导于外管3内部。

图2示出线性致动器1的剖视图，所述线性致动器1包括主轴80，主轴螺母81，壳体10，外管3以及内管2。主轴螺母81布置于连接至传动装置40的主轴80上。外管3连接至壳体10，并且内管2连接至主轴螺母81。主轴螺母81被固定以防止旋转并且被引导于内管2内部。内管2被引导于外管3内部。

主轴螺母81具有用于接合主轴80的外螺纹83的内螺纹82，并且主轴螺母81布置于主轴80上。主轴螺母81被引导于内管2内部并且被固定以防止旋转。

主轴螺母81的端部部分适于接收前安装件5。更具体地，前安装件5经由前安装件5和主轴螺母81上的相对应的螺纹紧固至主轴螺母81，或者主轴螺母81可以具有突出的边缘或肩部，前安装件5可以被容置于所述突出的边缘或肩部上。

电马达20的启动将经由传动装置40致使主轴80旋转，由此主轴螺母81和前安装件5将沿取决于电马达20的旋转角度的方向沿着主轴80的纵向轴线行进。密封元件50布置于外管3、壳体10以及保持元件60之间。

图3-6示出壳体的第二壳体部分12，所述第二壳体部分12具有管状部分14，所述管状部分14具有用于接收外管3的开口，并且管状部分14的开口具有倾斜的内表面。在组装线性致动器时，倾斜的内表面在倾斜的内表面接合密封元件50时构成接触表面。

壳体的第二壳体部分12设置有多个连接元件16，所述连接元件16与保持元件中的凹槽互补。外管3具有圆形或包括四个侧壁的多边形几何形状，所述四个侧壁形成优选地带有圆角的矩形形状。

保持元件60连接至壳体10，所述保持元件被构造成相对于壳体10保持密封元件50。壳体10具有端部部分15，所述端部部分15具有面向外管3的、用于部分地容置密封元件50的倾斜的内表面13。保持元件由比如尼龙材料的聚合材料制成，并且滑动至外管上。保持元件可以被形成为衬套。

图5示出壳体10的第二壳体部分12。第二壳体部分12具有定位于第二壳体部分12的内壁上的第一支撑构件17和第二支撑构件18。

第一壳体部分11具有定位于第一壳体部分11的内壁上的第一支撑构件17’和第二支撑构件18’。壳体10进一步包括用于支撑外管的管状部分14。

第一支撑构件17、17’和第二支撑构件18、18’被布置成用于相对于壳体固定悬置元件。

在图2中，行星齿轮组包括布置于传动装置壳体41的中心中的太阳齿轮45，围绕太阳齿轮45旋转的五个行星齿轮44，连接行星齿轮44的行星架46，以及在外部的与行星齿轮啮合的环形齿轮43(在图7中示出)。环形齿轮43设置于传动装置壳体41的内表面上。行星齿轮44可旋转地安装于行星架46的面向传动装置壳体41的内部的第一端上。

在图2中，轴承54围绕主轴80的主轴端84布置，并且轴承54具有内轴承环和外轴承环(也被称为座圈)，并且滚动元件被放置于内轴承环与外轴承环之间。轴承54用于将施加至主轴和内管的载荷传递至致动器的后安装件6，用以在线性致动器的联接器和传动装置中防止和避免拉伸载荷。

图2和图7示出本发明的传动系，其中传动系包括电马达20，所述电马达20具有连接至传动装置40的传动装置输入端的输出轴21。传动装置40包含传动装置壳体41、传动装置输入端以及与传动装置输入端相对地定位的传动装置输出端。传动装置输入端由太阳齿轮45构成并且输出端由行星架46构成。

电马达20包括马达壳体22，所述马达壳体22具有布置于马达壳体22的第一端面上的两个马达安装孔23。传动装置壳体41具有位于所述传动装置壳体41的第一端处的两个相对应的安装孔。电马达中的安装孔23与传动装置壳体中的相对应的安装孔对准，并且当电马达通过两个连接螺钉(未示出)连接至传动装置壳体时，传动装置壳体的第一端面向马达壳体22的第一端面。

由于电马达20直接地连接至传动装置壳体41，因此马达将由传动装置40支撑。悬置元件70布置于传动装置壳体41与线性致动器的壳体10之间。

壳体10具有内壁，并且悬置元件70沿着传动装置壳体41的周边外表面设置，从而使传动装置40相对于壳体10的内壁悬置。

传动装置壳体41具有布置于传动装置壳体41的外表面上的用于将扭矩传递至悬置元件70的接合元件42。

接合元件42沿传动装置壳体41的径向方向突出并且沿着传动装置壳体的纵向方向延伸。每个接合元件42具有锥形的第一端47以及与第一端47相对地定位的锥形的第二端。

行星架46具有与第一端相对的第二端，并且第二端具有从第二端的表面垂直地突出的多个联接元件33。行星架46的第二端构成第一联接部分32，并且第一联接部分32被形成为行星架46的整体部分。

联接器30包括第一联接部分32、联接构件36以及第二联接部分34。第二联接部分34接合主轴端84。

两个联接部分32、34中的每一个设置有用于接合联接构件的多个突出的联接元件33。联接构件相对于传动系沿轴向方向设置。

联接构件36被形成为盘，所述盘具有布置于所述盘的第一侧和第二侧上的一组凹槽37。联接构件36的每一侧具有四个凹槽37，并且凹槽与联接构件的中心轴线相间隔一定距离。联接构件在中心设置有孔，所述孔用于部分地容置主轴80的端部的一部分。

当组装线性致动器的传动系时，电马达20同轴地连接至传动装置的传动装置输入端，并且布置于第一联接部分32和第二联接部分34上的突出的联接元件33将接合联接构件36中的凹槽37，并且主轴80的花键主轴端84的一部分将延伸至联接构件36的中心孔中。

图7示出线性致动器的传动系并且电马达被显示成没有比如定子、转子、电刷等等的电气构件。电马达壳体22在运行期间不与壳体的内壁接触，并且在线性致动器的运行期间由马达生成的热量被传递至马达壳体22周围的空气中。

悬置元件由弹性材料、比如尼龙或聚氨酯制成。悬置元件70具有布置于两个突出的构件72之间的四个周边悬置壁71，并且第一周边壁71具有壁厚度t1。周边壁中的一个具有与第一厚度t1不同的壁厚度t2。

突出的构件72用于悬置传动装置壳体41。每个突出的构件72沿径向方向延伸，并且每个突出的构件具有与第一壳体部分11和第二壳体部分12的内壁的几何形状互补的几何形状。

通过使用具有四个突出的构件72的悬置元件70，可以实现相对于壳体部分对传动装置和悬置元件的更好的保持。突出的构件使得传动装置被相对于壳体10沿着多个接触表面悬置，这在传动装置周围提供间距。突出的元件将优选地彼此等距地相间隔。

线性致动器的传动装置包含电马达，所述电马达的输出轴21直接地连接至定位于传动装置壳体41内部的太阳齿轮45。

在图8a-8d中，行星架46具有与第一端322相对的第二端324，并且第二端324具有从第二端324的表面垂直地突出的多个联接元件33。行星架46的第二端构成第一联接部分32并且第一联接部分32被形成为行星架46的整体部分。在第一端322的表面上设置有销孔464，并且所述销孔用于插入销。每个行星齿轮可旋转地布置于销上。

第二联接部分34设置有用于接合联接构件36的多个突出的联接元件35。联接元件35沿平行于线性致动器的纵向轴线的轴向方向设置。

行星架46具有面对传动装置壳体41的轴环463以及基部部分461，所述基部部分461配备有用于形成轴颈轴承表面462的外表面。行星架的基部部分461的外径稍小于传动装置壳体41的内径。然而，可以使用衬套465，所述衬套465被插入至传动装置壳体中以提供用于旋转应用的轴承表面。基部部分461的轴颈轴承表面以及衬套组成通用形式的轴颈轴承。

在图9a-9d中，联接构件36用于传递扭矩，并且在滑动连接区域37、37’中具有刚性且耐磨的表面。联接构件36被形成为盘，并且联接构件36的每一侧具有四个凹槽37，并且所述凹槽与联接构件的中心轴线相间隔一定距离。第一组凹槽37’布置于联接构件36的第一侧上，并且第二组凹槽37”布置于联接构件36的第二侧上。第二组凹槽37”被布置成与第一组凹槽37’正交。

在联接构件36的中心设置有孔38，并且孔38具有的直径显著地大于主轴端84的外径，用以部分地容置主轴80的端部的一部分。

凹槽37并不延伸联接构件36的整个厚度，并且因此联接构件36可以用来在电马达与主轴之间提供热绝缘和电绝缘，用以防止热量和电流被传递至线性致动器的外管和内管。

在图10a-10d中，第二联接部分34具有用于接合主轴端84的内部花键部分341。主轴端84具有花键外表面。第二联接部分34设置有用于接合联接构件36的四个突出的联接元件35、35’、35”。

联接元件35、35’、35”从所述第二联接部分34的第一表面342垂直地突出并且沿平行于线性致动器的纵向轴线的轴向方向设置。

第二联接部分34具有从所述第二联接部分34的第二表面345垂直地突出的伸长元件343，其中第二表面345位于所述第二联接部分34的第一表面342的相对侧上。所述第二联接部分34的第一表面342面向传动装置壳体41，并且第二表面345形成与图2中所示的轴承54的接触表面。轴承54的内轴承环布置于伸长元件343和轴向保持件56上，这也防止轴承沿线性致动器的轴向方向移动。

在图10c中，描绘了两条中心线，一条中心线竖直地定位并且另一条中心线水平地定位，每个联接元件35、35’，35”相对于两条中心线偏移，并且每个联接元件35’、35”沿着第二联接部分34的周边定位。

通过沿着第二联接部分的周边布置四个突出的联接元件35、35’，35”中的每一个，使得能够将材料放置于扭矩和剪切力分布具有最大值的区域处。

附图标记

下面给出在本发明的详细描述中使用的附图标记的列表。

线性致动器1

内管2

外管3

插座4

前安装件5

后安装件6

壳体10

第一壳体部分11

第二壳体部分12

倾斜的内表面13

管状部分14

壳体的端部15’

第一端15

连接元件16

第一支撑构件17、17’

第二支撑构件18、18’

电马达20

输出轴21

马达壳体22

马达安装孔23

联接器30

第一联接部分32

第一联接部分的第一端322

第一联接部分的第二端324

突出的联接元件33、33’、33”

第二联接部分34

内部部分341

第二联接部分的第一表面342

伸长元件343

所述第二联接部分的第二表面345

突出的联接元件35，35’，35”

联接构件36

凹槽37，37’，37”

联接构件的中心孔38

传动装置40

传动装置壳体41

接合元件42

环形齿轮43

行星齿轮44

太阳齿轮45

行星架46

行星架的基部部分461

轴颈轴承表面462

轴环463

销孔464

衬套465

密封元件50

轴承54

内轴承环542

轴向保持件56

锥形端47

保持元件60

悬置元件70

周边悬置壁71

悬置元件72

主轴80

主轴螺母81

带螺纹的主轴部分82

外螺纹83

主轴端84