DE2831537A1 - Linear-betaetigungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch angetriebene Linear-Betätigungseinrichtungen und insbesondere auf eine solche Einrichtung, die zum öffnen und Schließen von Türen in einer Steuereinrichtung für eine Fahrzeug-Klima-Anlage benutzt werden können.

Ein Ziel der Erfindung ist eine Betätigungseinrichtung des beschriebenen Typs, bei der eine elektrische Leiterstange innerhalb eines Motorgehäuses und ein beweglicher Kontakt auf einer Betätigungseinrichtung benutzt werden, die von dem Motor angetrieben ist, wobei die relative Lage des Kontaktes auf der Leiterstange den Betrieb des Motors steuert.

Ein weiterer Zweck ist eine einfach ausgebildete zuverlässig arbeitende Linearbetätigungseinrichtung des beschriebenen Typs.

Ein weiterer Zweck ist eine Betätigungseinrichtung, die zwischen positiv gesteuerten Stellungen bewegbar ist.

809885/0942

TELBlON (Ο··) Ι23Μ9

TBLCX M-MMO

TCUKMItAMMK MONAMT

-fr·

Ein weiterer Zweck ist eine Betätigungseinrichtung, die keinen Strom aufnimmt, nachdem sie eine bestimmte Stellung eingenommen hat.

Ein weiterer Zweck ist eine Betätigungseinrichtung, die nach einem Absehaltzustand trachtet.

Weitere Ziele ergeben sich in der nachfolgenden Beschreibung, Zeichnungen und Patentansprüchen.

Die Erfindung wird schematisch anhand der folgenden Zeichnung erläutert. In deser zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Betätigungseinrichtung des beschriebenen Typs,

Fig. 2 eine Endansicht der Betätigungseinrichtung der Fig.1,

Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der Betätigungseinrichtung und

Fig. 4 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung des Betätigungsgliedes.

Die Idnearbetätigungseinrichtung nach der Erfindung hat ein breites Anwendungsgebiet. Sie wurde als besonders nützlich als eine Einrichtung zum öffnen und Schließen und einstellbaren Einstellen von Türen in einer Steuereinrichtung für eine Fahrzeug-Klimaanlage festgestellt, bei der die Temperatur der dem Fahrgastraum zugeführten Luft für die Behaglichkeit der Fahrgäste gesteuert wird. Die Betätigungseinrichtung arbeitet zuverlässig und kann schnell die gewünschte Größe der Türbewegung bei der beschriebenen Anwendung bewirken.

809885/0942

Nach einem bevorzugten Gedanken der Erfindung hat die elektrisch angetriebene Linearbetätigungseinrichtung ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Leiterstangen, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Ein Elektromotor ist in dem Gehäuse angeordnet und befindet sich in Antriebsverbindung mit einem linear beweglichen Betätigungsglied. Das Betätigungsglied trägt einen Kontakt, der längs und in Berührung mit den Leiterstangen sich bewegt. Es besteht eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterstangen und dem Motor, wobei der Stromfluß durch diese Verbindung durch den beweglichen Kontakt gesteuert wird.

Ein Gehäuse 10 kann aus zwei Gehäuseteilen 12 und 14 gebildet sein, die mit Nieten 16 od.dgl. zusammengehalten sind. Die Nieten können durch fluchtende öffnungen 18 in den Gehäuseteilen 12 und 14 sich hindurch erstrecken, wenn das Gehäuse um die zu beschreibenden Bauelemente herum montiert wird.

Innerhalb eines kreisförmigen Hohlraums 20 im Gehäuseteil 12 ist ein kleiner Gleichstrommotor 22 angeordnet, der ein im wesentlichen zylindrisches äußere und eine sich an einem seiner Enden nach außen erstreckende Antriebswelle 24 hat. Das gegenüberliegende Ende des Gehäuses des Motors 22 hat ein Paar elektrischer Anschlüsse 26, die sich nach außen erstrecken und deren Zweck später noch im einzelnen erläutert wird. Die Motorwelle 24 hat eine Keilwellenoberfläche 28, um ein Schneckenrad 30 zu befestigen. Das Schneckenrad 30 ist auf der Welle 24 fest und dreht sich mit dieser, wenn der Motor sich in eine von beiden Eichtungen dreht. Das Schneckenrad 30 paßt in eine Ausnehmung 32 in der Gehäusehälfte 12, wenn es auf der Welle 24 angeordnet ist. Innerhalb eines länglichen Hohlraums 34 , der sich im wesentlichen in dem Gehäuseteil 14 befindet, ist eine Schnecke und ein Zahnrad 36 angeordnet, das einen Zahn-

809885/0942

-Dr-

teil 38 im Eingriff mit dem Schneckenrad 30 und einen Schneckenteil 40 im Eingriff mit einem Stirnrad 42 hat. Der Zahnradteil 38 ist innerhalb einander gegenüberliegender Hohlräume 44 angeordnet, die in .jedem der Gehäuseteile 12 und 14 ausgebildet sind. Das Stirnrad 42 ist in gleicher Weise innerhalb von Hohlräumen 46 in jedem der Gehäuseteile 12 und 14 angeordnet.

Ein linear bewegliches Betätigungsglied 48 ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und bewegt sich im wesentlichen längs eines Weges, der koaxial zu seiner Achse verläuft. Das Betätigungsglied 48 hat einen abgeflachten Teil 50, der sich im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsachse erstreckt und einen länglichen Schlitz 52 aufweist. Ein Vorsprung 54 erstreckt sich von dem Stirnrad 42 nach außen und ist innerhalb des Schlitzes 52 angeordnet. Die Drehung des Stirnrades 42 bewirkt daher eine geradlinige Bewegung des Betätigungsgliedes 48 längs des beschriebenen Weges der Bewegung.

Das Betätigungsglied 48 umfaßt ein mit einem Auge versehenaa Bolzen 56, der sich aus dem Gehäuse 10 nach außen erstreckt und an dem Innenteil des Betätigungsgliedes mit Hilfe eines Paars von beabstandeten Hülsen 58 und 60 und einer Schraubenfeder 61 befestigt ist. Diese beschriebene Art der Befestigung ermöglicht eine geringe Relativbewegung zwischen dem äußeren Augenbolzen 56 und dem inneren Teil des Betätigungsgliedes, obwohl der Augenbolzen im wesentlichen der Bewegung des inneren Teils des Betätigungsgliedes folgen wird, wenn dieser über das beschriebene Antriebssystem von dem Motor 22 angetrieben wird.

Auf einer Innenwand des Gehäuseteils 14 sind eine Vielzahl von Leiterstangen 62, 64, 66 und 68 angeordnet. Die. Lei-' terstange 62 hat einen Anschlußteil 70, der sich durch

809885/0942

eine Öffnung in dem Gehäuseteil 14 hindurch nach außen erstreckt, um mit einer elektrischen Speisequelle verbunden zu werden. Ein sich nach innen erstreckender Arm 72. der Leiterstange 62 hat einen Anschlußklipp 74 an seinem Ende, der mit einem der Klipps 26 an dem Motor 22 verbunden ist, wodurch eine der zum Motor führenden Verbindungen geschaffen wird. Alle vier Leiterstangen sind parallel zueinander angeordnet und die Leiterstange 64, die neben der Leiterstange 62 angeordnet ist, hat in gleicher Weise einen Anschluß 76» der sich durch eine öffnung in dem Gehäuseteil 14 hindurch nach außen erstreckt. Die Leiterstange 66 hat einen Anschluß 78, der sich durch eine Öffnung in dem Gehäuseteil 14 hindurch nach außen erstreckt und ist unmittelbar neben der Leiterstange 64 angeordnet. Die Leiterstange 68 hat keinen Anschluß, hat jedoch einen Arm 80, der ein Anschluß"· klipp 82 an einem Ende trägt, der mit dem anderen der beiden Anschlüsse 26 auf dem Motor 22 verbunden ist, um so die andere zum Motor führende Verbindung zu schaffen.

Auf der Betätigungseinrichtung 48 ist ein Träger 84 angeordnet, der an der Betätigungseinrichtung befestigt ist und sich mit dieser geradlinig bewegt. Auf dem Träger 84 ist ein Kreuzschlitten 86 mit drei Kontaktarmen angeordnet, die mit 88, 90 und 92 bezeichnet sind. Die Arme 88, 90 und 92 stützen sich an den Leiterstangen 64, 66 und 68 jeweils ab und befinden sich mit diesen in elektrischem Kontakt.

Beim Betrieb stellt die Leiterstange 62 die Erdverbindung für den Motor dar und ist unmittelbar mit einem der Eingangsanschlüsse 26 des Motors verbunden. In Abhängigkeit davon, ob die Leiterstange 64 oder die Leiterstange 66 über ihre jeweiligen Anschlüsse 76 und 78 8trom erhalten und däb. er diesen Strom an die Leiterstange 68 über den

809885/0942

Kreuzschlitten 86 geben, wird der Motor entweder gegen oder im Uhrzeigersinn sich drehen. Die Kontaktarme des Kreuzschlittens geben den Strom von einer der beiden Leiterstangen, die die Anschlüsse haben, an die gemeinsame Leiterstange 68. Die Dauer der Motordrehung wird durch die Länge der Leiterstangen bestimmt.

Die Leiterstange 64- erstreckt sich weiter in einer Richtung als die Leiterstange 66, während die Leiterstange 66 sich weiter in der anderen Richtung erstreckt als die Leiterstange 64·. Die Leiterstange 68 erstreckt sich über die gesamte zusammengefaßte Länge der Leiterstangen 64- und 66. Wird daher Strom an die Leiterstange 64- gegeben, so wird der Arm 88 diesen Strom an die Leiterstange 68 über den Arm 92 geben und der Motor wird in einer Richtung sich drehen, bis der Arm 88 nicht langer die Leiterstange 64 berührt, wodurch der Motor sich stillsetzt. In der entgegengesetzten Richtung wird Strom über den Anschluß 73 an die Leiterstange 66 und über die Arme 90 und 92 an die Leiterstange 68 gegeben. Der Motor wird sich in der entgegengesetzten Richtung drehen, bis der Arm 90 nicht langer die Leiterstange 86 berührt. Auf diese Weise bewirkt die unterschiedliche Positionierung der Leiterstangen eine automatische Beendigung des Motorbetriebs, nachdem die Betätigungseinrichtung, angetrieben von dem Motor, über eine bestimmte Entfernung sich bewegt hat.

Es wird angenommen, daß Strom an den Motor in der besärieben en Weise zugeführt wird, so daß die Drehung des Schneckenrades 50 das Stirnrad 4-2 über die Schnecke und die Zahnradkombination 36 antreiben wird. Wenn sich das Stirnrad 4-2 dreht, so bewirkt der im Schlitz 52 sich bewegende Vorsprung 54- die Hin- und Herbewegung in einem geradlinigen Weg des Betätigungsgliedes 4-8. Da der Träger 84- auf dem Be-

809885/0942

tätigungsglied 48 angeordnet ist, wird er sich mit diesem bewegen und, da der Kreuzschlitten auf dem Träger befestigt ist, findet die beschriebene automatische Abschaltung des Motors nach einer bestimmten Bewegung des Betätigungsgliedes 48 statt.

Obwohl die Arbeitsweise beschrieben und die Erfindung erläutert wurde in Verbindung mit einer Anordnung einer Leiterstange und einem Kontaktarm, die für eine im wesentlichen gleiche Bewegung in entgegengesetzten Richtungen vorgesehen sind, kann mit zusätzlichen Leiterstangen eine periodische oder segmentierte Bewegung in einer oder beiden Richtungen erreicht werden.

Ein besonderer Vorteil ist die Beziehung zwischen der Leiterstange und den Kontaktarmen, die von dem Betätigungsglied getragen sind, wodurch der Motor automatisch seinen Betrieb nach einer Bewegung über eine bestimmte Entfernung beendet. Die vereinfachte Konstruktion ermöglicht eine solche Bewegung nur mit drei Leiterstangen. Die vierte Leiterstange könnte bei einigen Anwendungen eine gerichtete elektrische Verbindung und braucht keine Leiterstange insgesamt zu sein.

Wenn sich das Betätigungsglied in eine gewünschte Lage bewegt hat, wird die Stromzufuhr an den Motor unterbrochen. Es wird daher nicht langer ein Strom verbraucht, wenn die Betätigungseinrichtungsbewegung beendet ist. Der dan Motor eigentümliche Bremseffekt und die Antriebsverbindung wirken als eine Bremse zum positiven Festhalten des Betätigungsgliedes in seiner Stellung.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrie ben und gezeigt wurde, ist darauf hinzuweisen,daß es viele Modifikationen, Austauschmöglichkeiten und Änderungen gibt.

809885/0942

L e e r s e i t e

Claims (11)

Patentansprüche

1.)Linearbetätigungseinrichtung mit einem Gehäuse, einem

dem Gehäuse angeordneten Elektromotor, einem linear beweglichen Betätigungsglied und einer den Motor und das Betätigungsglied verbindenden Antriebseinrichtung, g e kennzeichnet durch mindestens eine auf dem Gehäuse (10) angeordnete elektrische Leiterstange (62,64,66,68), einem von der Antriebseinrichtung (22 bis 56) angetriebenen Kontaktglied (86), das sich in elektrischem und mechanischem Kontakt mit der Leiterstange befindet und eine elektrische Verbindung (74,82) zwischen der Leiterstange und dem Motor (22), wobei die Stellung des Kontaktgliedes auf der Leiterstange den Stromfluß an den Motor steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens drei, im wesentlichen parallele Streifen (64,66,68) als Leiterstangen (62,64,66,68) vorgesehen sind, daß die elektrische Verbindung eine Einrichtung (82,74) zum Verbinden einer (68) der Streifen und des Motors (22) aufweist, und daß das Kontaktglied (86) Arme (88,90,92) aufweist, die sich im Kontakt mit den Streifen befinden.

809885/0942

ORIGINAL INSPECTED

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktglied (86) von dem Betätigungsglied (48) getragen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstangen (62,64,66,68) Anschlußteile (82,74) auf v/eisen, die sich nach außen durch das Gehäuse (10) hindurch erstrecken.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche Λ bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung (22 bis 56) ein Zahnrad (42), das von dem Motor (22) angetrieben ist, und eine Antriebsverbindung zwischen dem Zahnrad (42) und dem Betätigungsglied (48) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungsglied (48) einen Längsschlitz (52) hat, der sich im wesentlichen senkrecht zur Richtung seiner linearen Bewegung erstreckt, und daß ein Vorsprung (54) auf dem Zahnrad (42) vorgesehen ist, der sich in den Längsschlitz hinein erstreckt, um zwischen diesen die Antriebsverbindung zu schaffen.

7-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsverbindung außerdem eine von dem Motor (22) angetriebene Schnecke (40) hat, die sich in Antriebskontakt mit dem Zahnrad (42) befindet.

8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß ein mit der Motorwelle (24) befestigtes Zahnrad (30) vorgesehen ist, und daß die Schnecke (40) sich in Antriebskontakt mit dem Zahnrad (42) befindet.

9- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungsglied (48)

809885/0942

unabhängige koaxiale Elemente (48,56) aufweist, die federnd miteinander befestigt sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (61) die federnde Verbindung zwischen den unabhängigen und koaxial angeordneten Elementen (4-8,56) herstellt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß zwei (64,66) der Leiterstangenstreifen (64,66,68) unterschiedlich angeordnete Enden haben und daß der dritte Streifen (68) eine Länge hat, die gleich der zusammengefaßten Länge der beiden Streifen (64,66) ist.

809885/0942