專利名稱：致動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種致動器，它包括一機殼，一置于機殼內的電動機，該電動機具有一電動機軸，一連接在所述電動機軸上的傳動裝置，該傳動裝置包含一輸出級，一與傳動裝置的輸出級相連的起動件，該起動件用于使結構內的可調節(jié)元件移動，其中在所述結構內結合有所述致動器。
背景技術：
由典型的24V可逆低壓直流電動機驅動的致動器被用作家具例如床、椅子、桌子的可調物品。在一種線性致動器中，電動機通過傳動裝置驅動帶有螺母的轉軸，所述螺母被不可旋轉地裝配著，這樣根據轉軸的旋轉方向螺母就能夠在轉軸上來回移動。該螺母被置于管狀桿件上，所述桿件的自由端上設置有一附件用于在結構內固定。通常傳動裝置只包括蝸輪裝置，其蝸桿設置在電動機軸的延長線上，并且蝸輪被直接固定在轉軸上。在Linak A/S申請的專利申請WO 02/29284中公開了這樣一個實施例。線性致動器的一種特殊結構可被稱為升降式柱，例如用作桌腿。迄今為止，旋轉致動器還不能像線性致動器那樣普遍與家具相連，只是在Linak A/S申請的專利申請WO 01/17401中公開了一種基于特殊構造的行星齒輪的實施例。在家具行業(yè)中，致動器的價格是一個決定性的因素，這在最近已經引起了特別的關注。當然，這也致使向著更簡單的結構發(fā)展。特別在家具行業(yè)中，一個基本的方面就是要考慮到噪音的等級，對于低價致動器的需求，更難以滿足低噪音的要求。
在調節(jié)家具的過程中，會產生機械噪音，例如傳動噪音，調整件暫停的噪音，在裝置中傳播的振動引起的噪音等。當最強的一種噪音源得到改善時，就會產生一幅復雜的噪音圖，這樣把每一種噪聲源都找出來將會變得非常困難，如果不是不可能的話。
在使用家具時，噪音等級在感覺上是一個非常重要的因素，應當盡可能的低。這適用于床，包括醫(yī)院用床和病床，以及扶手椅和桌子，包括書桌。在家具結構和驅動組件中，通常會采取不同的降噪措施，如使用橡膠/塑料懸掛件、塑料襯套、潤滑劑等以減少噪音，但盡管如此，依然需要另外采取措施來降低噪音等級。
有些噪音來自電動機，這其中的部分噪音是由轉子的結構產生的，因為這種轉子在纏繞有線圈的鐵制凸緣間具有平行于軸的空氣間隙。這將會導致較小的、但明顯的磁場不連續(xù)性，這種不連續(xù)性則引起在結構內傳播的振動并產生噪音。為了消除這種不連續(xù)性，建議扭曲電樞以使空氣間隙不再平行于軸。在General Motors Corporation申請的美國專利US4616151中描述了這種現(xiàn)象。
來自于電動機另一部分的噪音是由轉子的軸向移動引起的，這同樣也導致了振動和由此帶來的噪音。由于制造公差，這種問題很難解決。這種現(xiàn)象也在General Electric Company申請的美國專利US5497039和Fasco Industries Inc.申請的美國專利US6069422中描述，它們提出的解決方案都是通過定子的磁場把轉子固定在軸向上。
另一方面的噪音是傳動噪音，這其中的部分噪音來自齒輪間的嚙合，更特別地來自于變化的嚙合程度。關于這一點，可參考VKRHolding A/S中請的專利申請WO 01/94732A1，該申請?zhí)岢隽岁P于開窗裝置的噪音問題，集中在由傳動部件間的間隙產生的噪音方面，并致力于通過控制蝸輪和蝸桿間的嚙合來減少噪音。
在現(xiàn)有的連接中，所要解決的方案價格昂貴、結構復雜或不易于實施。

發(fā)明內容
本發(fā)明是在基于對減少線性致動器噪音等級的不斷增長的需求之上提出的，同時還要記住一定不能增加或者顯著增加其成本。
按照本發(fā)明這樣實現(xiàn)上述目的電動機安裝在一緊密配合的凹槽內，而所述凹槽則位于被設置并固定在機殼內的泡沫塑料或類似的材料塊中。泡沫塑料可用作減震器和消音器，并且泡沫塑料還可以具有額外的給定特性以用于特定類型的電動機和傳動裝置從而最大限度地減少振動/噪音。在這些情形下，部分或整個傳動裝置被構造成與電動機連接在一起作為一個組件，泡沫塑料塊應具有適宜的形狀以便整個組件能夠被容納在凹槽內?？墒褂脗鹘y(tǒng)的方式將電動機固定在機殼內，但如果結構允許的話，可以將結構成形為專門把電動機緊固在泡沫塑料塊內，泡沫塑料塊一定程度上節(jié)省了傳統(tǒng)的緊固裝置，并且當電動機剛好設置在泡沫塑料塊上時在一定程度上實現(xiàn)了電動機的便利安裝。因此，當只把電動機與傳動裝置一起固定并裝入到泡沫塑料塊內的時候，電動機和傳動裝置的振動就可以非常理想的被泡沫塑料所吸收并且不傳遞到機殼上。電動機、傳動裝置和可能存在的制動裝置產生的熱量被傳遞到機殼上。因此泡沫塑料塊不會導致電動機零件過熱，但如果想要使溫度下降，電動機和機殼間的泡沫塑料在其一些重要位置上就可以做得薄一點以便于傳熱，也可以選擇把熱傳導金屬箔/片插入位于機殼外的泡沫塑料塊中。
適宜的是，用泡沫塑料塊把機殼的內部全部填滿或基本填滿，這樣就可以使安裝更容易，同時也避免了共鳴腔，因此也有助于減震和消音。泡沫塑料塊可以由幾部分組成，優(yōu)選由例如在電動機的縱向平面上具有裝配面的兩部分組成，以便將電動機向下布置到一個部分的凹槽中，然后將另一部分置于電動機之上。為了安裝和制造，適宜把泡沫塑料塊做成一個帶有用于放置電動機的凹槽的整體，所述凹槽具有一向外延伸到端部或側面的開口，以用于將電動機插入到泡沫塑料塊中。
在本發(fā)明的一實施方案中，一爪式連接器位于傳動裝置內或位于傳動裝置與致動器的起動元件之間，這使得裝配特別容易。電動機組件，即帶有傳動部件的電動機可以僅僅與爪式連接器的一個部件一起被寬松地放置到該爪式連接器的另一個部件內。在一特別適宜的實施方案中，將一橡膠或類似材料的墊圈放置到爪式連接器的單個爪之間。這可以確保振動/噪音從電動機組件傳播到結構內，另外保證了該結構相對來說沒有噪音。為了吸收所關心的結構中產生的振動，所述橡膠或橡膠類材料的墊圈還可以具有給定的特性。


以下將參照附圖對本發(fā)明的典型實施方案進行詳細說明。圖中圖1示出了一種升降柱形式的線性致動器，圖2示出了圖1中升降柱的驅動組件，圖3示出了圖1中升降柱的驅動組件，它可用于各個元件的同時延伸，圖4示出了一個機殼，圖5a示出了圖2中驅動組件的轉軸部分，圖5b示出了圖5a中轉軸部分的縱剖面，圖5c示出了直接從上向下看到的圖5a中的轉軸部分，圖5d示出了轉軸部分上端的細節(jié)，圖6a示出了圖3中驅動裝置的轉軸部分，圖6b示出了圖6a中轉軸部分的縱剖面，圖6c示出了直接從上向下看到的圖5a中的轉軸部分，圖6d示出了轉軸部分上端的細節(jié)。
具體實施例方式
圖1示出了一用于高度可調節(jié)(坐/站)桌子的升降柱式線性致動器，它具有三個在內部互相伸縮設置的元件1，2，3，其外部元件1的下端用于連接到底座中。內部元件3的上端具有一從支柱較寬一側垂直延伸的機殼4。背離的機殼的側面和端部上形成有孔5，用于安裝桌面/支撐桌面的框架。一用于安裝邊框(rim)的托架1，設置在外部元件1頂部的較寬一側上。所述支柱還配置有不被引導或被引導的中間元件2。在使用不被引導的元件2時，首先將內部元件1推出，然后通過接合帶出中間元件2。然而，由于單獨的元件間存在摩擦，因此中間元件2的移動具有不同程度的隨意性。圖2示出了使中間元件不被引導地移動的驅動組件，圖3示出的組件則使內部元件1和中間元件2同步移動。
圖4示出了機殼4的分解圖，該機殼是由深沖壓的鋼制造而成。電動機組件10包括一具有兩個平行平面?zhèn)鹊闹绷麟妱訖C6。電動機的前端包括一帶有蝸輪8的金屬前托架7，所述蝸輪可與由電動機的軸延伸而成的蝸桿嚙合。參見申請人為Linak A/S的丹麥專利申請PA200301650，一用作制動裝置的螺旋彈簧14安裝在前端支架朝上的一側。爪式連接器的部件9a安裝在蝸輪8朝下的一側上。
機殼4內容納有一塊帶有凹槽12的泡沫塑料11如聚亞安酯，所述凹槽可用于電動機部件1。該凹槽被構造成與電動機6本身以及涉及到的相鄰的傳動裝置形成緊配合。將蝸輪8設置于塑料塊之前。泡沫塑料塊恰好裝配在機殼內，即充滿了機殼中放置塑料塊的空的部分。在安置泡沫塑料塊之前，將帶有電動機的電動機部件移入到終止于塑料塊前端的凹槽內。最后，安裝塑料蓋13，該塑料蓋具有可與機殼側面和端部的凹槽相接合的彈簧鎖腿(snap locking leg)，其用于鎖定目的。因此，電動機部件能夠被寬松的、唯一的裝入到泡沫塑料塊里。來自電動機和傳動裝置的振動能夠被泡沫塑料吸收并且不會被傳遞到機殼。因此，泡沫塑料可用作減震器和消音器。電動機和制動裝置產生的熱量會被傳送到機殼，在電動機平行面?zhèn)扰c機殼之間具有一空隙。據此可以想象到，泡沫塑料塊不會導致電動機部件過熱。
圖5a-5d示出了圖2中驅動組件的轉軸部分。該轉軸部分包括一外部管件14，其下端固定在外部元件1的底部。一帶有用于中空轉軸15的內螺紋的套筒固定在管件14的頂部，并且另一個帶有用于實心轉軸16的內螺紋的套筒也固定在其頂部。被軸承襯套18包圍著的球軸承17固定在實心桿部16的端部。用于與電動機組件上的部件9a接合的爪式連接器另一部件9b恰好固定在實心轉軸16的外側端部。將橡膠星形元件19嵌入到爪式連接器的另一端9b以便在兩個連接部件的爪之間為其配置徑向突出的臂。即通過橡膠墊圈19在兩個連接部件9a，9b之間產生力的傳遞，由此可以完全或部分確保振動/噪音可以從一個部件傳遞到另一個部件，正如在連接中橡膠元件吸收不規(guī)則性一樣。
利用一板形件20來實現(xiàn)機殼4的連接，通過把兩個螺栓21a，21b擰進螺絲孔里從而在內部將板形件20擰緊到機殼的底部上。箱體底部上形成一孔，通過所述孔能夠安裝軸承襯套，從而可利用一位于底部內側和板形件20之間帶有四個邊的凸緣固定軸承襯套，所述板形件可用作壓縮安全裝置以用于承受來自于桌面的載荷，而軸承箱則可用作拉伸安全裝置。
圖6a-6d示出了圖3中用于同步引導內部元件3和中間元件2的驅動組件的轉軸部分。所述轉軸部分包括驅動管22，空心轉軸23和實心轉軸24，該實心轉軸24的下端固定在外部元件1的底部。驅動管22下端設置有一端部元件25，它具有一帶內螺紋的通道以用于與中空轉軸23配合。端部元件25裝配在內輪廓3下端。在所述內部元件3和中間元件2之間設置有一帶有塑料滑板的框架，利用銷將該塑料滑板緊固到內部元件3側壁的孔中。要將定位銷造得稍長一些，這樣才能將其安裝到端部元件25的孔25a中以用于固定。襯套26固定在中空轉軸23的上端，并且具有突出的翅片，以用于與驅動管22內側的凹槽接合(花鍵連接)。驅動管22的旋轉可以把中空轉軸23從端部元件25中擰出。
帶有用于中空轉軸的軸承28的端部元件27被固定在中空轉軸23的下端。中空轉軸的端部具有一帶螺紋的套筒29，用于與實心轉軸24接合。當中空轉軸旋轉時，就會把其自身擰到實心轉軸上，同時擰出驅動管，為此可將中空轉軸/實心轉軸設置成分別具有右旋螺紋和左旋螺紋。端部元件27以類似于如上所述的方式由滑板上的銷釘固定，其位于中間元件2和外部元件1之間。由于中間元件2通過端部元件被緊固到中空轉軸23的下端，因此能夠迫使中間元件2以一種方式與中空轉軸一起移動，所述方式與SMS Hasenclever GmbH申請的專利DE3910814中所公開的(特別是圖7B中的)，以及和ZW HydraulikAG申請的專利FR26254 88中所公開的方式類似。
驅動管22的上端被緊固到爪式連接器的一個部件9b上，用于與電動機組件10處的另一部件9a接合。爪式連接器的部件9b通過端塞30固定到驅動管中，所述端塞具有一花鍵，用于與驅動管內的鍵相配合。端塞在其突出部分上具有一帶鋸齒的凹槽，爪式連接器的部件9b有一相應帶鋸齒的環(huán)形壁31，以與所述凹槽匹配實現(xiàn)旋轉傳動的互連。此外，連接器的部件還通過中心螺釘緊固在驅動管的端塞上。
一橡膠的星形件19以如前所述的相同方式嵌入到爪式連接器的另一部件9b中，以便在爪式連接器的兩個部件的爪之間設置徑向突出的臂(這里是6個臂)，其中每個部件都具有三個爪。圖6c示出了轉軸部分的三個爪，同時還有更多的空間來容納電動機組件中爪式連接器的部件9a的三個爪。
轉軸部分與機殼4的連接在這里同樣也是通過一板形件20實現(xiàn)的，通過令兩個螺釘穿過螺釘孔21a，21b從而在內部把板形件緊緊的擰在機殼的底部上。應當理解，驅動管沿軸向被緊固在端部元件25和板形件20的套環(huán)之間，其中所述端部元件25固定在內部元件3上，而板形件20則固定在機殼上，機殼與內部元件3焊接在一起。
在此，盡管結合一種構造為升降柱的、用于可調節(jié)高度的桌子的致動器對本發(fā)明進行說明，但應當理解的是本發(fā)明并不局限于此。電動機在機殼內的泡沫塑料塊里的安裝和帶橡膠墊圈的爪式連接器的使用也可以在其它致動器上使用以取得良好的效果，當然，正如實施例所述，線性致動器還可用于醫(yī)院用床和病床或者用于家用床。
權利要求
1.一種致動器，它包括一機殼；一置于機殼內的電動機，該電動機具有一電動機軸；一連接在所述電動機軸上的傳動裝置，該傳動裝置包含一輸出級；一與傳動裝置的輸出級相連的起動元件，該起動元件用于使結構內的調節(jié)元件移動，其中在所述結構內結合有所述致動器，其特征在于至少將電動機(6)安裝在緊密配合的凹槽內(12)，而所述凹槽(12)則位于被設置并固定在機殼(4)內的泡沫塑料塊(11)或類似材料中。
2.如權利要求1所述的致動器，其特征在于傳動裝置(8)的至少一部分與電動機構造在一起，并且傳動裝置(8)的這一部分同樣也容納在泡沫塑料塊的凹槽中。
3.如權利要求1或2所述的致動器，其特征在于泡沫塑料塊完全填滿或基本填滿機殼的內部。
4.如權利要求1，2或3所述的致動器，其特征在于泡沫塑料塊由具有在電動機的縱向平面上的裝配面的兩部分組成。
5.如權利要求1，2或3所述的致動器，其特征在于泡沫塑料塊為一整體，并且其凹槽具有一向外延伸到塑料塊外側的開口，以用于至少插入電動機。
6.如權利要求1或2所述的致動器，其特征在于爪式連接器(9a，9b)被設置在傳動裝置內，或設置在傳動裝置與致動器的起動元件(2，3；15，16；23)之間。
7.如權利要求6所述的致動器，其特征在于將一橡膠或類似材料的墊圈(19)放置到爪式連接器的單個爪之間。
8.如權利要求6或7所述的致動器，其特征在于爪式連接器的兩個部件(9a，9b)各自都具有三個軸向延伸的爪，并且所述墊圈(19)具有六個從中間的環(huán)壁或實心處突出的片狀物。
9.如權利要求1、6，7或8所述的致動器，其特征在于還包括一轉軸部分，并且爪式連接器的一端固定在轉軸端部。
10.如權利要求1和6，7或8所述的致動器，其特征在于還包括一帶有用于旋轉轉軸的驅動管的轉軸部分，并且爪式連接器被固定在驅動管的一端。
11.如權利要求9或10所述的致動器，其特征在于其轉軸部分通過一用螺釘擰緊在機殼底部的板形件固定在機殼上。
全文摘要
在致動器中，電動機通過一傳動裝置驅動起動元件，使致動器結合在其中的結構中的調整元件產生運動，所述結構特別用于家具、醫(yī)用床和病床。這樣可減小噪音的等級，這是因為至少電動機(6)被安裝在緊密配合的凹槽內(12)，而所述凹槽(12)則位于被設置并固定在機殼(4)內的泡沫塑料塊(11)或類似減小振動/噪聲的材料塊中。此外，通過插入爪式連接器(9a，9b)也可以減少振動/噪音，在爪式連接器的單個爪之間設置有橡膠或橡膠類材料的墊圈。
文檔編號H02K5/24GK1784937SQ200480012138
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月6日 優(yōu)先權日2003年5月6日
發(fā)明者N·克林克, C·普拉茨 申請人:利納克有限公司