一种升降立柱,最好是用于诸如床和桌子这样的高度可调节家具的升降立柱

本发明的技术领域

本发明涉及一种升降立柱(a lifting column)，最好是用于诸如床和 桌子这样的高度可调节家具的升降立柱，包括有一个驱动装置，并且所 述立柱与至少一根柔性元件一同延伸，所述柔性元件比如是在滑轮上运 转的一根链条、一条带齿皮带或者类似物。

对相关现有技术的描述

医院用或者护理用病床进行高度调节的一般方式，是通过利用线性 致动器与一个联杆机构或者剪式机构协同工作来完成。所述致动器能够 满足强度、工作可靠性以及低成本方面的综合要求。在由J.Nesbit Evans & Company Limited拥有的欧洲专利申请EP 488552 A1中描述了这种床 的一个示例。

进行高度调节的另外一种方式，是通过利用位于病床各个端部处的 一个或者两个升降立柱来完成。在由Joh.Stigegelmeyer GmbH & CO. KG拥有的德国实用新型专利DE 29800015 U1、由Linet Spol SRO拥有的 欧洲专利申请EP 984018 A2以及由Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH & Co.KG拥有的德国实用新型专利DE 29804283中描述了这种方 式的一些示例。

对所述立柱的强度和刚度要求非常高。除了由轴向力产生的冲击之 外，升降立柱还必须能够承受相当大的力矩载荷，这通常是因为一个或 者多个人依坐在床的边缘上而引起的。沿床纵向的力矩载荷相对较小。

由Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH & Co.KG拥有的德国 实用新型专利DE 29720337 U1中公开了一种基于两个高强度平行主轴的 结构。这种结构具有一个相当大的安装高度。

如同在由Stigegelmeyer拥有的前述文献DE 29800015 U1中所公开的 那样，安装于床下方需要一个非常小的安装高度。较小的安装高度也意 味着在立柱的完全延伸状态下，各根联杆(links)之间的叠置部分很少， 从而损害该立柱的稳定性。

升降立柱还被用于高度可调节的桌子中。在这种情况下，安装高度 也很苛刻，并且在实际应用中更倾向于利用带有三根联杆的立柱。在由 MPI Teknik AB拥有的瑞典专利SE 513249中可以发现这种桌子立柱的一 个示例。在这种情况下，问题仍然在于在较大的力矩载荷(moment loads) 作用下缺乏刚性。

近几年，对工作环境的关注已经提出一种需求，即诸如书写桌这样 的工作台通常必须能够进行高度调节。这就意味着高度调节装置的价格 是一个决定性因素。使得价格下降的努力已经研制出一种仅带有一个升 降立柱的桌子(单立柱式桌子)，这种桌子能够同时提供其它优点。但 是，这就对升降立柱的稳定性提出了更高的要求。通常被置于桌子后边 缘处的升降立柱需要经受很大的力矩载荷。环绕一根水平轴的竖直力矩 载荷来源于桌面，包括结构重量和可移动载荷，比如位于桌面上的计算 机或者其它设备以及人体的重量等等。环绕一根竖直轴的水平力矩载荷 是由于对桌子边缘进行施压、撞击和敲打而引起的。因此，所述立柱必 须非常坚固。另外一个需求是驱动机构必须被隐藏在立柱内，立柱必须 具有一个良好的外观并且体积必须尽可能地小。

对本发明的概述

本发明的目的在于提供一种前言部分中所述类型的升降立柱，这种 立柱具有很高的刚度，同时结构和装配操作较为简单，并且制造成本较 低。

根据本发明来实现所述目的，在本发明中，升降立柱包括有两个被 刚性互连起来的滑轮，两个辅助滑轮，这两个辅助滑轮被设置成能够使 得这四个滑轮成为两对，并且均与该立柱中一根最好能够移动的联杆连 接起来，并且带有一根柔性元件，最好是一根在各对滑轮上运转的链条， 其特征在于，位于两个滑轮之间的柔性元件的一段被固定在该立柱中的 一根联杆上，同时另外一段被固定在下一根联杆上。当该立柱承受力矩 载荷时，由于两组滑轮被刚性互连起来，作用力将完全地或者部分地相 互抵消。因此这样的立柱具有很高刚性。与此同时，这种立柱在结构上 和装配操作方面较为简单，并且制造成本相对较低。此外，这种立柱可 以被制成相对紧凑，具有较小的安装高度。

权利要求2至4限定出了所述滑轮的合适配置，这不仅能够易于安装， 而且易于对链条的张紧状态进行调节。这种结构基于将所述滑轮安装到 这样一个元件上，该元件通过一个轴部被设置在一导向装置内并带有一 个头部，该头部被构造成一个用于所述滑轮的轴承托架。被牢固地连接 起来的滑轮被设置在一个固定位置处，与此同时其它的滑轮则可以纵向 滑动，用于张紧两根柔性元件。利用一个位于所述元件下方的可调节楔 状块，可以简便地安装和张紧所述链条。

所述立柱的一个实施例中包括有三根联杆，这种立柱尤其适合于需 要较小安装高度和较长行程的情况下。

在某一实施例中，驱动装置由一个线性电动致动器构成，这种线性 电动致动器在能够可靠工作的同时，坚固并且成本较低。另外，这种致 动器可以相对较为简便地结合到所述结构中。

在一个实施例中，所述立柱基于两个平行的伸缩式圆筒，其中，位 于上端部处的可移动联杆被刚性连接起来。从而获得极其坚固的结构。

一个可替代实施例基于将所述立柱中的组件安装到具有一刚性横断 面的型材上，从而将所述型材用作一个伸缩式导向装置。就这方面而言， 所述型材最好基于弯曲的板状构件，该板状构件具有一个长方形或者基 本上呈长方形的横断面。所述横断面可以敞口或者闭合。

在一个实施例中，伸缩式导向装置由导轨构成。已经发现，尤其用 于抽拉抽屉(pull-out drawers)的滚珠导向装置是优选的。尽管必须使 用一个相对坚固的结构，但是所述立柱的尺寸仍然要适中，并且所述导 向装置的优点在于它们是平整的。在一个特定实施例中，所述导轨结合 前述带有一个长方形断面的型材使用。所述导轨最好被固定在适合于此 目的的型材侧面上。

在一个实施例中，所述立柱包括有一个伸缩式外壳/护套，该伸缩式 外壳用于阻止操作者接触所述立柱中的可移动部件而受伤，同时阻止灰 尘和水分进入到立柱内部。对于医院用病床来说，由于需要在自动清洗 机中以65℃的温度进行洗涤，防止水分渗透到立柱内部非常重要。所述 外壳可以由塑料或者薄金属板制成。当然，也可以使用其它形式的密封 件，比如波纹管。

在一个实施例中，与驱动装置的位置相对的滑轮被与一根穿通轴(a through shaft)牢固地连接起来，该穿通轴有利于将驱动装置定位到所述 立柱内。

在一个实施例中，两组滑轮均被牢固地连接起来，从而提高坚固度 并且减少各根柔性构件上的载荷。

在一个实施例中，所述柔性构件上的一段被固定在固定联杆上。

在另外一个实施例中，所述柔性构件上的另外一段被固定在外侧联 杆上。

在一个实施例中，各根柔性构件均由两个独立的子构件构成，可替 代的是，所述柔性构件可以呈环状。

对附图的简述

从权利要求书和下面参照附图所进行的解释中可以明白本发明的其 它技术特征。在这些附图中：

附图1是一个根据本发明的立柱的基本简图，

附图2是一个根据本发明的立柱的分解视图，

附图3是另外一个根据本发明的升降立柱实施例的基本简图，

附图4是附图3中所示立柱的俯视图，

附图5示出了一个根据附图3中所示原理的立柱实施例，该立柱处于 回缩状态，并且观测点位于下方，

附图6与附图5示出了相同内容，但是观测点位于上方，

附图7示出了附图5中所示立柱的延伸状态，观测点位于一侧，

附图8与附图7示出了相同内容，但是观测点位于另外一侧，

附图9示出了附图5所示立柱中的最内侧联杆，观测点位于一侧，

附图10与附图9示出了相同内容，但是观测点位于另外一侧，

附图11示出了附图5所述立柱中的中间联杆，观测点位于一侧，

附图12与附图11示出了相同内容，但是观测点位于另外一侧，

附图13示出了处于装配状态的最内侧联杆和中间联杆，

附图14示出了一个贯穿附图13中一侧的纵剖面，并且带有一个已安 装到位的致动器，而

附图15示出了一个贯穿附图13中一侧的横剖面。

对优选实施例的详细描述

在附图1中所示升降立柱中，包括有两个平行的伸缩式套管导向装置 1，该导向装置1带有一根外侧联杆1a、一根中间联杆1b和一根内侧联杆 1b。两个套管导向装置1通过外侧联杆1a被连接到一个底部构件2上。

两根中间联杆1b在它们的外侧端部处由一个轭架3相互连接起来，并 且两根外侧联杆1c同样由一个轭架4连接起来，在这里，轭架4还形成了 立柱的顶部。两个轭架3和4均由刚性的平板元件制成。

整个立柱具有一个伸缩式外壳/护套5，该伸缩式外壳5带有一个被固 定在顶板4上的外侧护套元件5a，一个被固定在轭架3上的中间护套元件 5b和一个被固定在底部元件上的内侧护套元件5c。因此，从外观上看， 该立柱具有一个封闭的外表面。为了清楚起见，所示出的外壳是透明的， 以便能够看到立柱的内部构造。

利用一个位于底部元件2与轭架3之间的线性电动致动器13对所述立 柱进行驱动，该线性电动致动器13带有一个被固定在底部元件2上的马达 单元15和被固定在轭架3上的伸缩杆14(the extension rod)。

在每一侧，一个呈杆状的悬架拉杆6被固定在轭架3的下侧面上。一 个滑轮7被固定在悬架拉杆6的底部处，并且一个对应的滑轮16在悬架拉 杆6的顶部处被设置在一根穿通轴8上。一根链条9在每一侧的滑轮7a，16a 和7b，16b上运转。该链条9由一根支臂10固定在所述伸缩式圆筒上，其 中，所述支臂10位于外侧联杆1a的上端部处。

同样，在每一侧，一个呈平整钢制构件形式的悬架拉杆11被固定在 顶板4上，链条9同样被固定在悬架拉杆11的下端部12上。

当致动器13受到触发而使得伸缩杆14发生延伸时，轭架3将同时得以 提升，从而，伸缩式圆筒中的外侧联杆1b也将被向上抽拉出来。由于链 条装置被轭架3悬挂起来，所以链条装置也将向上移动。这就会导致链条 发生运动。由于链条在伸缩式圆筒上的部位10处被固定在外侧联杆的上 端部上，所以随着上部齿轮16被提升起来，链条将向上拉动位于顶板上 的悬架拉杆11。当顶板4向上移动时，还会向上拉动伸缩式圆筒1中的两 个最内侧联杆1c。将会明白的是，当所述伸缩式圆筒延伸时，护套元件 5a和5b将一起得以运送。

因此，所述延伸操作涉及所述伸缩式圆筒中的两个可移动联杆同步 移动。其优点在于，所述联杆之间具有良好的叠置状况，有益于所述立 柱的刚性。

如果所述立柱仅经受一个中部轴向作用力，那么两条链条将均匀地 承受载荷。如果所述立柱经受一个力矩载荷，比如力图与附图1中的右侧 伸缩式圆筒发生接触的力矩载荷，那么位于顶板上的悬架拉杆11将进一 步向下拉动所述链条，从而力图使得上部滑轮16b逆时针转动。

在左侧，力矩载荷将力图进一步向外拉动伸缩式圆筒。由于轴8被刚 性连接在左侧的另一滑轮16a上，该滑轮16a也将逆时针转动，并且从而 在延伸至最外侧联杆1a上固定部位10的链条段上施加一个拉力，该拉力 力图沿着相反方向回拉所述立柱。这两个反方向作用力会将立柱锁定起 来，从而该立柱将极其坚固和刚性。

如果反向施加所述力矩载荷，或者如果两个下部滑轮而并非上部滑 轮被刚性连接起来，那么情况将完全相同。

附图2示出了一个基于挤压铝质型材的实施例，并且上部齿轮组和下 部齿轮组均被刚性连接起来。伸缩式导向装置中的两根下部联杆被一体 挤压而成，并且带有一个中间构件，该中间构件形成了所述立柱的一个 侧面，和一个护套部件20，该护套部件20形成了另外一个侧面。所述两 个伸缩式圆筒形成了所述端部。一个中间构件23被设置在所述两个圆筒 之间。在其它方面，与附图1中相同的附图标记用于指代相应部件。需要 指出的是，21用于指示一个轴承托架，该轴承托架用于连接上部齿轮16 的上部轴8。

在附图3和4中示出了另外一个实施例，包括有三根伸缩联杆。该实 施例与前述实施例的不同之处在于，不具有两个平行的伸缩式圆筒。在 这里，伸缩式联杆30a，30b，30c本身构成了所述结构中的承载元件。在 这里，线性致动器被设置成与附图1和2中所示相反，也就是说带有向上 运动的马达部件。在其它方面，与前述附图中相同的附图标记用于指代 相同构件。

在附图5至16中示出了这种立柱实施例的更具体示例，并且将在下方 更全面地说明。与前述附图中相同的附图标记用于指代相同部件。

下面将从附图11和12开始进行解释，在附图11和12中示出了所述立 柱中的中间联杆40b。该中间联杆40b基于一个平板元件41，该平板元件 41带有向上折叠的侧边缘41a，该侧边缘41a终止于法兰部41b。在每一侧， 均存在有一个通道42，该通道42通过将一个Z形平板43固定到向上折叠的 侧边缘41a上而形成。一个构件44的轴端部44a被插入在各个通道42的一 个端部处，所述构件具有一个头部44b和一些用于齿轮16的凹槽，所述头 部44b被构造成一个用于所述穿通轴8的轴承托架。一个相似的构件45被 插入在通道42的另一端部处，一个齿轮7被安装在所述头部内。正如从附 图11中所示出的那样，构件45端部的一个倾斜端面45c被置放在一个楔形 件46上，其中所述楔形件46被插入侧边缘41b上的一个开口47内。楔形件 46在所述通道42内被置放于一个中间底部48上。在与所述开口相对的侧 壁中，一个螺钉49穿过一个通孔被插入到所述楔形件46内。所述螺钉延 伸穿过所述楔形件46内的一个通道，其中，在该通道内安装有一个螺母。 通过操作所述螺钉49，可以调节链条的张紧状态。当楔形件46被拉动到 所述通道内时，承载有齿轮7的构件45被向外推动，从而将链条9张紧。 通过朝向所述侧部开口47向外移动楔形件46，可以将所述链条松弛下来。 在链条9上设置有呈倾斜托架形式的安装托架50和51，用于固定两根其它 联杆40a和40c。此外，在联杆40b上存在有一个托架52，用于固定位于致 动器13上的伸缩杆14的端部。

在附图9和10中示出了最内侧的联杆40c。该联杆同样基于一个向上 折叠的平板构件53，并且在其顶部由一个顶板4封闭起来。所述平板构件 向上折叠，并且带有一个由第一子边缘53b构成的阶梯状侧边缘，所述第 一子边缘合并入一个平行于所述平板的侧壁部件53b中，并且端部带有一 个第二子边缘53c。在所述联杆的两侧上固定有一个导向装置54。该联杆 40c穿过安装孔55被固定在最下方的链条托架51上。顶板4被制成带有一 组安装孔56，用于安装致动器13。

所述立柱中的最外侧联杆40a在附图5至8示出，并且该联杆同样由一 个带有向上折叠侧边缘57a的平板构件57构成，所述侧边缘57a的端部带 有相互正对的翼板57b。平板构件57由一个被固定在所述翼板上的侧板 57c封闭起来。所述联杆经由安装孔58被固定在最上方的链条托架52上。

在其回缩状态下，所述立柱因此而呈现出一个长方形匣子状，如同 附图5和6中所示出的那样，在这种情况下，最外侧联杆40a的底部由一个 底板2封闭起来。

参见附图15、6和8，导向装置54基于两个用于抽拉抽屉的滚珠导向 装置54a和54b。各个滚珠导向装置均由两个C形导轨54a′、54a″和54b′、 54b″构成，这些C形导轨被旋转成开口相互正对，并且相互嵌套在一起， 另外，在所述翼板上还成形有用于滚珠的沟槽。最外侧滚珠导向装置54b 中的一条导轨54b′被固定在最外侧联杆40a的侧边缘57a上，与此同时，另 外一条导轨54b″被固定在位于中间联杆40b上的中间构件59上，也就是说 被固定在翼板41c上。另一滚珠导向装置54a中的一条导轨54a″被固定在 中间构件59的另一侧面上，与此同时，其中的另外一条导轨54a′被固定在 位于侧边缘构件53c上的最内侧联杆40c上。

参照附图7和8，示出了处于延伸状态的立柱。触发致动器13来将最 内侧联杆40c与中间联杆40b相互推离，从而也使得链条9发生移动。由于 所述链条被固定在最外侧联杆40a的上端部58处，所以中间联杆40将同时 被提升起来或者被推出外侧联杆40a之外。当所述致动器反向运动时，即 当驱动杆14被拉入时，所述立柱发生回缩。

应该指出的是，所述平板构件、链条托架和滚珠导向装置均由铆钉 固定起来，利用铆钉进行连接有利于进行安装，但是，当然也可以利用 螺钉或者焊接连接部进行连接。

可以设想，将所述最外侧联杆40a制成固定联杆，但是从本质上来说， 最内侧联杆40c也可以被制成固定联杆。

一个伸缩式外壳护套可以被固定在立柱的顶部上，或者被固定在最 外侧联杆的侧面上，如同前面所述和在附图1中所示出的那样。也可以将 外壳中的各根联杆固定到立柱中的相应联杆上，从而形成一个连续抽拉 式护套。最好，正如在附图1中所示出的那样，使用一个其中的最外侧联 杆直径最大的护套。除了能够将所述护套中的各根联杆之间的间隙隐藏 起来之外，利用所述护套的优点还在于使得灰尘和水分不易于渗透到所 述立柱内。在所述立柱被用于医院用病床中的情况下，这些尤为重要， 因为医院用病床需要在清洗系统中进行洗涤。

当然，将会明白的是，本发明还可以应用于带有更多联杆或者带有 恰好两根联杆的升降立柱上，并且可以用于除了床和桌子之外的其它目 的。作为另外一个示例，所述立柱可以与可调节椅子一同使用。当然， 所述立柱也可以被用于除了家具之外的其它目的。