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Dokumentenidentifikation DE19744311C1 02.06.1999
Titel Verstelleinrichtung
Anmelder Stabilus GmbH, 56070 Koblenz, DE
Erfinder Mintgen, Rolf, 56743 Thür, DE;
Knopp, Axel, 56337 Eitelborn, DE;
Fuhrmann, Castor, 56761 Brachtendorf, DE
Vertreter Krampf, N., Dipl.-Ing. (FH), 97424 Schweinfurt
DE-Anmeldedatum 07.10.1997
DE-Aktenzeichen 19744311
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.06.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.06.1999
IPC-Hauptklasse G05G 15/08
IPC-Nebenklasse A47B 9/10   
Zusammenfassung Verstelleinrichtung mit verstellbarer Nutzkraft, umfassend einen Kraftspeicher, der zwischen einem Basisteil und einem dazu beweglichen Bauteil angeordnet ist, wobei der Kraftspeicher einen veränderlichen Kraftangriffspunkt aufweist, über den die Wirklinie des Kraftspeichers in ihrer Winkellage einstellbar ist, wobei der Kraftangriffspunkt des Kraftspeichers auf einem Linearantrieb liegt, wobei durch eine Einstellung der Hublage des Linearantriebs die Winkellage des Kraftspeichers verändert werden kann.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Verstelleinrichtung, insbesondere in der Anwendung bei höhenverstellbaren Arbeitsplatten, sind in der Regel auf eine zweckbestimmte Belastung ausgelegt. Man geht von einem eindeutigen Belastungsspektrum aus, das von der Haltekraft der Verstelleinrichtung abgedeckt werden muß. Die maximal auftretende Gewichtskraft wird als Betriebskraft für die Auslegung der Verstelleinrichtung herangezogen. Letztlich kann man aber nicht für jeden erdenklichen Einsatzfall die optimale Kraftunterstützung durch die Verstelleinrichtung bieten.

Die DE 38 17 102 C2 beschreibt einen höhenverstellbaren Tisch, bei dem eine Gasfeder Teil einer Verstelleinrichtung ist, wobei die wirksame Haltekraft der Gasfeder einstellbar ist. Die Gasfeder verfügt über einen verstellbaren Kraftangriffspunkt auf einer Kurvenbahn. Die Darstellung der Fig. 1 läßt erahnen, daß die Lagerung des verstellbaren Federendes auf der Kurvenbahn technisch schwierig ist. Insbesondere die Herstellung der eigentlichen Kurvenbahn ist nicht unbedingt fertigungsfreundlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung zu schaffen, die eine technisch einfache Lösung für eine angepaßte Haltekraft der Verstelleinrichtung durch einen veränderlichen Kraftangriffspunkt des Kraftspeichers mit sich bringt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil im Vergleich zum genannten Stand der Technik liegt darin, daß ein Linearantrieb hinsichtlich seiner Lagerung bzw. seiner Anschlüsse sehr präzise ausgeführt sein kann. Des weiteren läßt sich die Krafteinstellung des Verstellelementes sehr leicht wiederholgenau vornehmen, da die Hublage des Linearantriebs proportional zu einer Betriebskraft ist. Das Koppelgetriebe stellt als Koppelglied eine Wegübersetzung für den Kraftspeicher dar.

So weist die Wirklinie des Linearantriebs dieselbe Winkellage zum beweglichen Teil auf, wie ein Koppelglied, wobei der Linearantrieb mit dem Kraftspeicher ein Schubkurbelgetriebe innerhalb des Koppelgetriebes bildet. Folglich kann nicht nur die Winkellage des Wirklinie des Kraftspeichers eingestellt werden, sondern auch eine Hebelarmlänge des Kraftspeichers an einem Koppelglied.

Im Hinblick auf eine raumsparende Ausgestaltung des Verstellelementes ist über den Linearantrieb ein Gleitstück entlang einer Führungsbahn des Koppelgliedes bewegbar und weist einen Anschluß an den Kraftspeicher auf.

So ist vorgesehen, daß der Kraftspeicher von einer Gasfeder gebildet wird. Dabei kann vorteilhafterweise die Möglichkeit ausgenutzt werden, daß die Gasfeder blockierbar ausgeführt ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal weist der Linearantrieb als Antriebseinheit einen weiteren Kraftspeicher auf, der in Richtung der Führungsbahn wirkt.

Im Hinblick auf eine besonders einfache und zuverlässige Einstellung des Verstellelementes wird der Kraftspeicher des Linearantriebs von einer weiteren Gasfeder gebildet. Auch die weitere Gasfeder kann blockierbar ausgeführt sein.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Linearantrieb von einem Spindelgetriebe gebildet. Ein Spindelgetriebe hat wie eine Gasfeder nur eine geringe Abweichung bei der Einstellung der Hublage.

Des weiteren ist es möglich, daß das Spindelgetriebe bei einer Krafteinleitung ausgehend vom Gleitstück selbsthemmend ausgebildet ist. Es kann sein, daß das Spindelgetriebe eine entsprechende Steigung des Bewegungsgewindes aufweist oder daß z. B. zwischen einer Einstellvorrichtung für das Spindelgetriebe ein Zwischengetriebe ausgeführt ist, das bei einer umgekehrten Krafteinleitung ausgehend von der Ausgangsseite auf die Krafteingangsseite selbstblockierend ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Kraftspeicher mit seinen Anschlüssen jeweils mit einem Koppelglied verbunden ist, so daß das Verstellelement eine in sich abgeschlossene Baueinheit darstellt. Ein Anwendungsproduzent kann das Verstellelement als Zukaufteil ordern und ohne weitere Montagearbeiten am Verstellelement verwenden.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Verstellelement mit Gewindespindel als Linearantrieb

Fig. 2 Verstellelement mit zwei Kraftspeichern

Fig. 3 Detailausschnitt der Fig. 2

Die Fig. 1 zeigt ein Verstellelement 1 zwischen einem Basisteil 3 und einem dazu beweglichen Teil 5, beispielsweise einem höhenverstellbaren Tisch, wobei auch andere Anwendungen sinnvoll sein können. Der Tisch verfügt über teleskopierbare Führungssäulen 7, die vor allem Querkräfte aufnehmen sollen. Die Führungssäulen sind über eine Synchronisationseinrichtung miteinander verbunden, damit auch bei einer ungleichseitigen Belastung des Tisches kein Schiefstand der Tischplatte eintreten kann. Als Synchronisationsmittel können beispielsweise Zahnräder 9 auf einer gemeinsamen Welle 11 eingesetzt werden, die wiederum in entsprechende Zahnleisten, die nicht dargestellt sind, eingreifen.

Das Verstellelement 1 stellt ein Koppelgetriebe mit vier Koppelgliedern dar. Ein erstes Koppelglied 13 erstreckt sich von dem Basisteil 3 bis zu einem Zwischengelenk 15, an dem ein zweites Koppelglied 17 ansetzt, das an seinem anderen Ende an dem zu bewegenden Teil 5 drehgelenkig befestigt ist. Ein Kraftspeicher 19 in der Bauform einer Gasfeder ist zwischen dem ersten und dem zweiten Koppelglied angeordnet und stellt für das Koppelgetriebe ebenfalls eine Koppel dar. Die Gasfeder ist über ein Drehlager 21 am ersten Koppelglied 13 angelegt. Ein Zylinder der Gasfeder ist an einem Gleitstück 23 über einen Anschluß 24 drehgelenkig angeschlossen, wobei das Gleitstück auf einer Führungsbahn 25 innerhalb des hohl ausgeführten zweiten Koppelgliedes 17 in der Ausrichtung des zweiten Koppelliedes verschiebbar ist. Das Gleitstück weist eine zentrale Gewindeöffnung auf, durch die sich eine Gewindespindel 27 erstreckt, die endseitig gelagert ist. An ihrem oberen Ende ist eine Betätigungskurbel 29 angeordnet. Selbstverständlich kann als Alternative auch ein kleiner Elektromotor eingesetzt werden. Die Gewindespindel und das Gleitstück bilden einen Linearantrieb. Andererseits stellt die Gasfeder mit dem Gleitstück ein Schubkurbelgetriebe dar. Je nach Lage des Gleitstücks verändert sich die Winkellage des Kraftspeichers bzw. der wirksame Hebelarm, d. h. der Abstand zwischen dem Gleitstück 23 und dem Zwischengelenk 15 läßt sich einstellen.

Bei einer geänderten Belastung des zu bewegenden Bauteils 5 wird mit der Einstellvorrichtung in der Bauform einer Betätigungskurbel 29 das Gleitstück entlang der Führungsbahn 25 verschoben wird. Die Führungsbahn besteht bevorzugt aus einem Kunststoff mit einem niedrigen Reibungswert. Beispielsweise verlagert sich das Gleitstück aus einer ersten Lage entsprechend der gestrichelten Darstellung in die andere Position. Der dadurch deutlich verlängerte Hebelarm I des wirksamen Kraftspeichers 19, sowie die steilere Winkellage des Kraftspeichers sorgen für eine größere Kraftunterstützung des zu bewegenden Bauteils.

Das Bewegungsgewinde der Gewindespindel ist zu dem Gleitstück selbsthemmend, damit die in Richtung der Führungsbahn wirkende Kraftkomponente des Kraftspeichers keine selbsttätige Verstellbewegung ausführen kann. Die Selbsthemmung kann beispielsweise durch ein entsprechendes Zwischengetriebe an der Betätigungskurbel 29 realisiert werden.

Die Fig. 2 zeigt dasselbe Anwendungsbeispiel mit einem anderen Linearantrieb. Die weiteren Koppelglieder sind identisch zu der Fig. 1. So besteht dieser Linearantrieb aus einem weiteren Kraftspeicher 31 in der Bauform einer blockierbaren Gasfeder, die mittels einer Auslösevorrichtung 33 willkürlich blockiert oder deblockiert werden kann.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Verstellelementes 1 der Fig. 2 im Bereich des Linearantriebs. Der Kraftspeicher 19 ist hinsichtlich seiner möglichen Betriebskraft deutlich stärker ausgebildet als der weitere Kraftspeicher 31 des Linearantriebs. Bei deblockiertem weiterem Kraftspeicher 31 kann sich das Kräftesystem, bestehend aus Belastung des beweglichen Bauteils 7, sowie den beiden Kraftspeichern 19; 31, im Idealfall selbst einstellen und abgleichen, sofern ein eingeschlossener Winkel α zwischen dem zweiten Koppelglied und dem ersten Kraftspeicher kleiner 90° ist. Es ist zu beachten, daß die Kraft des Kraftspeichers 19 in eine Normalkraftkomponente auf die Führungsbahn 25 und eine Querkraftkomponente gegen die Wirkrichtung des weiteren Kraftspeichers 31 gerichtet. Folglich kann die Querkraftkomponente des Kraftspeichers 19, der deutlich stärker ausgebildet ist als der weitere Kraftspeicher 31, das Gleitstück auch gegen die Kraft des Linearantriebs verschieben, bis sich ein Kräftegleichgewicht einstellt.

In der Praxis, wenn auch Reibkräfte zu berücksichtigen sind, kann es sehr sinnvoll sein, wenn auch der Kraftspeicher 19 als eine blockierbare Gasfeder ausgelegt ist. Bei einem Einstellvorgang für eine geänderte Belastung wird zunächst der Linearantrieb deblockiert, hingegen die erste Gasfeder 19 blockiert. Danach wird der Tisch leicht herunter gedrückt, wodurch das Gleitstück 23 beispielsweise aus der gestrichelten Position in die andere dargestellte Stellung verschoben wird. Der wirksame Hebelarm I hat sich vergrößert. In einem weiteren Schritt wird der Linearantrieb blockiert und der Kraftspeicher 19 deblockiert. Wird die gewünschte Höheneinstellung durch diesen Kraftspeicher 19 geleistet, ist die Krafteinstellung optimal. Ggf. muß der Vorgang wiederholt werden, bis die Wirklinie des Kraftspeichers (19) ausgerichtet ist. Für eine Arretierung kann der Kraftspeicher 19 dann wieder blockiert werden. Ansonsten ist eine mechanische Arretierung vorzusehen.

Beide beschriebene Varianten zeigen ein Verstellelement, das durch seine beiden Koppelglieder 13; 17 zwischen dem Basisteil 3 und dem zu bewegenden Teil 5 jeweils über ein Koppelglied verbunden ist. Alle weiteren Bauteil sind an den genannten Koppelgliedern angeordnet, so daß das Verstellelement eine in sich abgeschlossene Baueinheit darstellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verstelleinrichtung mit verstellbarer Nutzkraft, umfassend einen Kraftspeicher, der zwischen einem Basisteil und einem dazu beweglichen Bauteil angeordnet ist, wobei der Kraftspeicher einen veränderlichen Kraftangriffspunkt aufweist, über den die Wirklinie des Kraftspeichers in ihrer Winkellage einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftangriffspunkt des Kraftspeichers (19) auf einem Linearantrieb liegt, wobei durch eine Einstellung der Hublage des Linearantriebs (27; 31) die Winkellage des Kraftspeichers verändert werden kann, indem der Linearantrieb Teil eines Koppelgetriebes (13; 15; 17) ist, das zwischen dem Basisteil (3) und dem zu bewegenden Teil (5) angeordnet ist und dessen Bewegung der Linearantrieb steuert.
  2. 2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wirklinie des Linearantriebs (27; 31) dieselbe Winkellage zum beweglichen Teil (5) aufweist, wie ein Koppelglied (17), wobei der Linearantrieb (27; 31) mit dem Kraftspeicher (19) ein Schubkurbelgetriebe innerhalb des Koppelgetriebes (13; 15; 17) bildet.
  3. 3. Verstellelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Linearantrieb (27; 31) ein Gleitstück (23) entlang einer Führungsbahn (25) des Koppelgliedes (17) bewegbar ist und einen Anschluß (24) an den Kraftspeicher (19) aufweist.
  4. 4. Verstellelement nach Anspruch, 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (19) von einer Gasfeder gebildet wird.
  5. 5. Verstellelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder blockierbar ausgeführt ist.
  6. 6. Verstellelement nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb einen weiteren Kraftspeicher (31) aufweist, der in Richtung der Führungsbahn (25) wirkt.
  7. 7. Verstellelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kraftspeicher (31) des Linearantriebs von einer weiteren Gasfeder gebildet wird.
  8. 8. Verstellelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Gasfeder (31) blockierbar ausgeführt ist.
  9. 9. Verstellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb von einem Spindelgetriebe (27) gebildet wird.
  10. 10. Verstellelement nach Anspruch den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindelgetriebe 27 bei einer Krafteinleitung ausgehend vom Gleitstück (23) selbsthemmend ausgebildet ist.
  11. 11. Verstellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (19) mit seinen Anschlüssen jeweils mit einem Koppelglied (13; 24; 17) verbunden ist, so daß das Verstellelement (1) eine in sich abgeschlossene Baueinheit darstellt.






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