专利名称：有至少两个传动级的传动装置、包括这样的传动装置的线性致动器以及包括这样的线性 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分中所述的传动装置。而且，本发明涉及 一种线性致动器和一种升高柱。
背景技术：
授予Linak A/S的EP1272778B1公开了一种致动器，该致动器有传动装置，该传动 装置有两个传动级，其中，第一级由具有蜗杆的蜗杆驱动器构成，随后的传动级由冕状齿轮 和斜齿轮构成，其中，斜齿轮布置在蜗轮的延伸部分中，冕状齿轮朝向蜗杆驱动器，并有在 蜗杆的延伸部分中的、成齿轮形状的动力输出装置。该专利持有者LinakA/S已经实现了成 旋转致动器形状的致动器，它的市场名称是RA40。该传动装置已经证明很好，但是在冕状齿 轮和斜齿轮上的齿连接复杂，且在动力传递和噪音方面还不是最佳。另一方面，传动装置的 吸引力在于它有较大减速比和较紧凑。
发明内容
本发明的目的是提供一种传动装置，它具有用于在冕状齿轮和斜齿轮之间的齿连 接的更好方案，同时保持传动装置的紧凑结构和高减速比。这可以根据本发明来实现，其中，斜齿轮布置成使它的旋转轴线相对于蜗杆的旋 转轴线垂直，且蜗轮通过齿轮系而与斜齿轮驱动连接。因此，在冕状齿轮和斜齿轮之间获得 良好的齿连接，因为斜齿轮的旋转轴线延伸为冕状齿轮的半径。同时，传递装置可以保持较 大减速比和紧凑设计。在最简单的设计中，在蜗轮和斜齿轮之间的传动可以是一对正齿轮或螺旋齿轮， 其中，一个齿轮与蜗轮连接，另一个与斜齿轮连接。这首先简单，且不是很耗费空间。在正 齿轮/螺旋齿轮之间的传动比优选是选择为1 1，但是原则上可以选择其它传动比。为了获得良好的动力传递，选择这样的设计，其中，斜齿轮是截头圆锥形状，且它 的最小直径布置成最靠近冕状齿轮的旋转轴线，且它的最大直径最靠近冕状齿轮的外周， 因此，冕状齿轮的齿具有与之相对应的形状，即从冕状齿轮的旋转轴线朝着冕状齿轮的周 边向下倾斜。这导致齿的设计在最大动力传递的位置处材料的厚度最厚。其中斜齿轮朝 外变尖的可选实施例使得在冕状齿轮的周边内留有尽量多的空间，但是为了良好地传递动 力，第一实施例为优选。冕状齿轮和斜齿轮可以通过由两夹紧(jawed)的工具进行塑料模制而由简单的 模制工具来制造，这样，制造成本可以基本保持在较低水平。当传动装置包括布置成与第一蜗轮和斜齿轮径向相对的附加蜗轮和斜齿轮时，将 平衡地分配力。蜗轮和冕状齿轮将稳定，且力的分配可以用于传递更大的力，或者减小尺 寸，或者选择可选的材料。在一个实施例中，蜗轮和与它相关的正齿轮形成一体，且斜齿轮同样和与它相关的正齿轮形成一体，这保证在它们之间的最佳相互连接，还有利于安装。蜗轮和斜齿轮可以 通过两夹紧的注射模制工具而制成为塑料的整体件。用于蜗轮、斜齿轮和在它们之间的齿轮系中的齿轮的轴可以设计成与齿轮成一 体，而不管它们由金属制造还是由塑料制造。由于考虑到噪音以及制造成本，优选是通过注 射模制来制造塑料的齿轮。在该方面，根据本发明，由于考虑到强度，有利的是使得齿轮装 备有钢轴。传递装置的各部件可以以各种方式保持在一起，例如通过前部固定件，但特别有 利的是，通过柱形或几乎柱形的传动装置壳体，在该传动装置壳体中具有用于蜗杆、斜齿 轮、蜗轮和它们之间的齿轮系的第一腔室以及用于冕状齿轮的第二腔室。当齿轮位于封闭 的腔室中时，润滑剂保持在齿轮上，并强行环绕这些齿轮上供给。有利的是，传动装置壳体 的横截面与马达的横截面相对应或基本相对应。为了封闭传动装置壳体朝向马达壳体的端 部，马达壳体的端盖可以有利地用作盖。因为齿轮壳体朝着该端部打开，这也使得齿轮容易 装配，且壳体可以设计为孔。因此，传动装置壳体可以整体模制，而不管它是塑料的(这是 优选)还是轻金属的。根据本发明，在传动装置壳体中的两个腔室特别有利的是通过横向壁形成，其中， 横向壁朝向马达壳体的一侧形成有凹口，用于斜齿轮、蜗轮和在它们之间的齿轮系，同时横 向壁的另一侧具有用于冕状齿轮的轴颈，蜗杆至少通过它的外端嵌入轴颈中的空心部分 内。这样的实施例方便齿轮的装配和润滑剂的施加。这在齿轮装备有钢轴时也可以采用，因 为齿轮通过布置在传动装置壳体的横向壁中并按压钢轴穿过在传动装置壳体的外壁中的、 用于该钢轴的孔而进行定位。冕状齿轮的装配也相当简单，因为它布置在轴颈上面。这可 以以多种方式来保持，例如通过在轴颈中的螺钉、锁定环或以卡扣锁定连接。应当知道，在 分隔壁中有用于斜齿轮的间隙，这样，它们与冕状齿轮啮合。在冕状齿轮上的动力输出装置可以根据传动装置将用于的用途而以各种方式来 设计。不过，重要的是输出装置处于马达轴的延伸部分中。动力输出装置可以是齿轮，该齿 轮例如可以在与行星齿轮集成时直接用作太阳齿轮，或者用作其它类型的传动。动力输出 装置还可以设计成与臂、轴或心轴连接。为了与实际上为驱动管的驱动轴连接，动力输出装 置有利的是构成有夹带装置，该夹带装置可以与驱动管中的槽啮合。为了降低噪音和吸收 在定心时可能的误差，橡胶套筒可以插入至夹带装置的上面。本发明还涉及一种线性致动器，它包括至少一个心轴，该心轴通过心轴螺母而与 驱动管连接，且心轴由可逆电马达通过如权利要求1-8中任意一个所述的传递装置来驱 动。在特别优选的实施例中，致动器包括管形支承件，该管形支承件与马达壳体连接，且该 管形支承件环绕驱动管和心轴。管形支承件优选是有一定长度，这样，它覆盖心轴和驱动 管，从而在运输和装配过程中保护心轴和驱动管。这在心轴由具有实心心轴和环绕的空心 心轴的心轴单元组成时特别有利。而且，本发明同样涉及一种桌腿，它包括至少两个可相互伸缩的管部件，该管部件 由如权利要求9所述的线性致动器来驱动。
下面将参考附图更充分地介绍本发明的实施例。在附图中
图1示出了安装在低压DC马达前部上的传动装置的分解图；图2示出了穿过传动装置和马达的纵剖图；图3示出了沿图2中的III-III的剖视图；图4示出了在从侧面看时的、传动装置中的齿轮；图5示出了与图4相同的齿轮，但是从上面看；图6示出了从侧面看时的线性致动器，其中，心轴单元稍微向外伸出；图7示出了穿过图6中的致动器的纵剖图；图8示出了图7中的A处的、马达/传动装置单元与心轴单元相互连接的详细视 图；图9示出了图7中的B处的、致动器的下端的详细视图；图10示出了从侧面看的、成桌腿形状的升高柱；图11示出了图10中所述的升高柱的纵剖图；图12示出了图11中的A处的详细视图；以及图13示出了图11中的B处的详细视图。
具体实施例方式在图1中示出了永磁、低压马达1与成一直线的前部传动装置2的分解图。马达1 通过电缆3而与电源和控制器连接。而且，马达1包括马达壳体，该马达壳体由外部柱形护 套以及后盖4和前盖5组成，该后盖4和前盖5都有卡扣锁定腿7、8，用于卡扣在柱形护套 上。前部传动装置包括柱形传动装置壳体9，该柱形传动装置壳体9可以通过一对螺钉10 而安装在前盖5上。传动装置包括在马达轴12的延伸部分中的蜗杆(参考图2、。蜗杆11 与一对直径方向定位的蜗轮13a、1 啮合。蜗杆11由钢制造，而蜗轮13a、13b由塑料制造， 用于低噪音水平。还有与蜗轮13a、1 成一体的正齿轮14a、14b，该正齿轮14a、14b与另外 的相应正齿轮15a、15b啮合。还有与后提到的正齿轮15a、15b成一体的斜齿轮16a、16b。 两组正齿轮14a、15a ； 14b、1 用于使得两个斜齿轮16a、16b定位在彼此的延伸部分中。由 于强度原因，蜗轮和正齿轮14a、15a ； 14b、1 嵌套在钢轴17a、17b上，该钢轴17a、17b的端 部凸出至传动装置壳体9的侧壁中的相应孔18a中。斜齿轮16a、16b和正齿轮15a、15b同 样嵌套在相应钢轴19a、19b上，该钢轴19a、19b的端部嵌入传动装置壳体9的侧壁中的孔 20a中和传动装置壳体9的内部帽21的孔中。该帽具有直立的轴颈22。斜齿轮16a、16b 与冕状齿轮23上的有齿轮缘啮合，该冕状齿轮23有中心管形部分M，冕状齿轮23通过该 中心管形部分24而搁置在传动装置壳体9的轴颈22上并在它上面被引导。冕状齿轮23 通过拧入轴颈22中的螺钉25而保持在轴颈22上。冕状齿轮的管形部分M在外部设计有 夹带装置(entrainment means) 27，该夹带装置27用作动力输出装置。应当知道，在帽21 中有用于斜齿轮16a、16b的间隙(参考图3)，这样，它们可以与冕状齿轮23啮合。应当知 道，除了蜗杆11外，前部传动装置可以装配为完成的单元，并安装在马达的前端上。由图2 可知，马达轴12在前部在蜗杆的开始处通过滚珠轴承28而嵌入前部盖5中，马达轴12的 后端通过滚珠轴承四而嵌入后部盖4中。这保证马达轴12非常良好和稳定的嵌入。为了 完整说明，应当知道，30是马达的转子，31是换向器，而32是具有专门设计的挤压保护装置 的盖。
在图6-9中示出了用于包含在可伸缩桌腿中的线性致动器。该线性致动器包括实 心心轴33和空心心轴34，它们都有外螺纹。用于实心心轴33的心轴螺母35固定在空心心 轴的下端，所述心轴螺母设计为具有内螺纹的衬套。通过空心心轴34的旋转，该空心心轴 自身将在实心心轴33上拧转，因为该实心心轴在它的自由端36处固定防止旋转。空心心 轴；34被驱动管37环绕，该驱动管37在内侧有多个轴向延伸的槽38。在空心心轴34的上 端处，环39固定在外侧，所述环在外部具有多个翅片，这些翅片置于驱动管的槽38中。还 有环绕驱动管37的管形支承管40，在该管形支承管40中，用于空心心轴34的心轴螺母41 固定在它的下端。心轴螺母41设计为具有内螺纹的衬套。当驱动管37旋转时，管形支承 件40自身将在空心心轴34上拧转，因为管形支承件在它的上端固定防止旋转。当空心心 轴34旋转时，它自身将在实心心轴33上同步拧转，如上所述，即轴向运动是空心心轴和实 心心轴的总体运动。驱动单元由马达和如上面所述和如图1-5中所示的传动装置单元构成。驱动管37 由冕状齿轮23驱动，其中，驱动管被推动至冕状齿轮的中心管形部分M上面，这样，它的夹 带装置27置于驱动管37的槽38中。管形支承管40固定在柱形传动装置壳体9上。因 此，传动装置壳体9装备有阶梯状降低的管形连接部分42，该管形连接部分42通过圆形轴 环43而置于传动装置壳体9内部的槽中。管形支承管40被推动至连接部分42的阶梯状 降低部分上面，并通过管形支承管的局部变形来保持，所述变形与连接部分中的局部凹口 锁定啮合。这样，管形支承管轴向锁定在连接部分上并固定防止旋转。来自负载的轴向力 就通过马达护套并通过传动装置壳体9而导向管形支承管40，并通过心轴螺母41而导向空 心心轴34，且通过心轴螺母35而导向实心心轴33。这样，传动装置和马达的转子并不受到 外部施加的轴向力，因此，在这样的连接中不需要考虑该问题。在图10-13中示出了包括三个具有圆形截面的可伸缩部件44、45、46的可伸缩桌 腿。滑动器47a、47b布置在三个部件之间的狭槽中。在可伸缩部件44和45的上端处布置 有四个成实心塑料块形式的滑动器47a。滑动器以相同的相互距离布置在所述部件的外周 上，并通过凸出至所述部件的壁中的凹口中的凸台而保持。在部件45、46的下端，四个细长 滑动器47b以相同的相互距离布置在所述部件的外部。它们同样由塑料制造，并通过凸出 至部件的侧壁内的凸台来保持。为了固定部件防止旋转，这些滑动器47b具有在外部的肋， 该肋置于周围部件上的纵向轨道48中。如上面所述和如图6-9中所示的线性致动器用作 驱动单元。最外侧固定的可伸缩部件44在它的下端处装备有成板形式的基部部分47。在 基部部分中有螺纹孔，用于固定在底脚上。实心心轴33的端部36固定在基部部分中。中 间的可伸缩部件45通过它的下端固定在空心心轴的下端上，这样，它允许空心心轴自由旋 转。这象轴承一样设计，如DE3910814A1(SMS Hasenclever GmbH)和FR2747280 (BI2S S. A.) 中所述，其中，中间部件与空心心轴连接。因此，沿纵向方向，中间的可伸缩部件与空心心轴 一起运动。最内侧的可伸缩部件46通过它的上端而固定在驱动单元的马达的上端上，即通 过锁定环48来保持。
权利要求
1.一种传动装置，优选是用于这样类型的致动器，其中，电马达(1)通过该传动装置来 驱动例如可枢转臂或可纵向运动元件的致动元件，该传动装置具有至少两个传动级，第一 传动级由具有蜗杆(11)和蜗轮(13a、13b)的蜗杆驱动器构成，随后的传动级由冕状齿轮和 斜齿轮03、16a、16b)构成，其中，斜齿轮(16a、16b)由蜗轮(13a、13b)驱动，冕状齿轮03) 的齿朝向蜗杆驱动器，并且冕状齿轮具有动力输出装置04、27)，该动力输出装置布 置在蜗杆(11)的延伸部分中或基本在蜗杆(11)延伸部分中，或者与蜗杆平行；其特征在 于斜齿轮(16a、16b)布置成使它的旋转轴线相对于蜗杆(11)的旋转轴线垂直或基本垂 直，且蜗轮(13a、13b)通过齿轮系(14a、15a ;14b、15b)而与斜齿轮(16a、16b)驱动连接。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于齿轮系由一对正齿轮或螺旋齿轮 (14a、15a;14b、15b)构成，其中，一个正齿轮(14aU4b)与蜗轮(13aU3b)连接，另一个正 齿轮(15a、15b)与斜齿轮(16a、16b)连接。
3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于蜗轮(13a、13b)和正齿轮/螺旋齿 轮(14a、14b)设计成一体，且斜齿轮(16a、16b)和属于它的正齿轮(15a、15b)也设计成一 体。
4.根据权利要求1-3中任意一个所述的传动装置，其特征在于传动装置包括布置成 与第一蜗轮(13a)和斜齿轮(16a)径向相对的附加蜗轮(13b)和斜齿轮(16b)。
5.根据权利要求1-4中任意一个所述的传动装置，其特征在于蜗轮(13a、i;3b)、斜齿 轮(16aU6b)和在它们之间的齿轮系中的齿轮(14aU5a;14bU5b)装备有钢轴。
6.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于斜齿轮(16a、16b)是截头圆锥形状， 且它的最小直径布置成最靠近冕状齿轮的旋转轴线，它的最大直径最靠近冕状齿轮 (23)的外周，冕状齿轮上的齿具有与之相对应的形状，即从冕状齿轮的旋转轴线朝着 冕状齿轮的周边向下倾斜。
7.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于所述传动装置包括柱形或几乎柱形 的传动装置壳体(9)，该传动装置壳体具有用于蜗杆(11)、斜齿轮(16a、16b)、蜗轮(13a、 13b)和在它们之间的齿轮系(14a、15a;14b、15b)的第一腔室以及用于冕状齿轮03)的第 二腔室。
8.根据权利要求7所述的传动装置，其特征在于两个腔室由横向壁分离，横向 壁朝向马达壳体的一侧设置有凹口，用于斜齿轮(16a、16b)、蜗轮(13a、13b)和在它们之间 的齿轮系(14a、15a;14b、Mb)，而横向壁的另一侧具有用于冕状齿轮(23)的轴颈(22), ^ 杆(11)至少通过蜗杆的外端嵌入轴颈中的空心部分内。
9.一种线性致动器，包括至少一个心轴，该心轴通过心轴螺母而与驱动管连接，且心轴 由可逆电马达通过如权利要求1-8中任意一个所述的传动装置来驱动。
10.一种桌腿，包括至少两个可相互伸缩的管部件，该管部件由如权利要求9所述的线 性致动器来驱动。
全文摘要
一种传动装置，优选是用于这样类型的致动器，其中，电马达(1)通过该传动装置来驱动例如可枢转臂或可纵向运动元件的致动元件，该传动装置有至少两个传动级。第一传动级由具有蜗杆蜗轮(11、13a、13b)的蜗杆驱动器构成，随后的传动级由冕状齿轮和斜齿轮(23；16a、16b)构成。冕状齿轮朝向蜗杆驱动器，并有动力输出装置(24、27)，该动力输出装置在蜗杆(11)的延伸部分中或基本在其延伸部分中，或者与蜗杆平行。斜齿轮(16a、16b)布置成使它的旋转轴线相对于蜗杆(11)的旋转轴线垂直，且蜗轮(13a、13b)通过齿轮系(14a、15a；14b、15b)而与斜齿轮(16a、16b)驱动连接。因此获得具有高传动比的、相对紧凑的传动装置，且通过蜗轮、齿传动以及塑料的斜齿轮和冕状齿轮，传动装置更安静。在斜齿轮和冕状齿轮之间的良好齿啮合特别重要。该传动装置可以用于线性致动器中，该线性致动器可以用于高度可调的桌腿中。
文档编号F16H1/16GK102057183SQ200980120676
公开日2011年5月11日 申请日期2009年6月8日 优先权日2008年6月6日
发明者N·克林克 申请人:利纳克有限公司