DE6917376U - REAR CONTROL, ESPECIALLY FOR OPERATION - Google Patents
REAR CONTROL, ESPECIALLY FOR OPERATIONInfo
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8 München Ά · L owekystr. 1Ö j.8 Munich Ά · L owekystr. 1Ö j.
Tel. 778956 J Tel. 778956 J.
Unser Zeichen: k-fr-5 Datum: 28. April 1969Our reference: k-fr-5 Date: April 28, 1969
ALFX. FRIEDHANN KOMMANDIT-GESELLS CHAPT in WienALFX. FRIEDHANN KOMMANDIT-GESELLS CHAPT in Vienna
SchaltwerkRear derailleur
Bie Erfindung betrifft ein Schaltwerk, insbesondere zur Betätigung von Regelklappen einer KlinaanlafC, mit von einer elektromagnet is clien Antriebsvorrichtmig ie Schaltimpuls um den gleichen Drehwinkel schaltbarer Arbeitswelle.The invention relates to a rear derailleur, in particular for actuating control flaps of a KlinaanlafC, with from an electromagnetic drive device is the switching pulse output shaft switchable by the same angle of rotation.
Es sind verschiedene Ausführungen von Schaltwerken bekannt, bei denen die hin- und hergehende Bewegung des Ankers eines von aufeinanderfolgenden Schaltimpulsen erregten Elektromagneten oder des Spulenkernes eines von Sehaltimpulses beauf= schlagten Solenoids z.B. über ein Hebelsystem und eine in ein Zahnrad eingreifende Schaltklinke auf die Arbeitswelle übertragen wird. Solche SchrittSchaltwerke werden beispielsweise zum Antrieb von durch Impulse einer zentralen Schaltuhr gesteuerten Nebenuhren, zur schrittweisen Portschaltung vonVarious designs of switching mechanisms are known in which the back and forth movement of the armature an electromagnet excited by successive switching pulses or the coil core of a stop pulse beauf = When solenoids hit, they are transferred to the output shaft, e.g. via a lever system and a pawl that engages in a gear will. Such step switches are for example for driving slave clocks controlled by pulses from a central time switch, for step-by-step port switching of
6?1?376m.726? 1? 376m. 72
Schaltwalzen, für Drehwähler von Fernsprechanlagen u.dgl. Zwecke verwendet.Shift drums, used for rotary dials in telephone systems and the like. Purposes.
Ein Hauptnachteil dieser bekannten Schrittschaltwerke besteht darin, daß sie eine Schaltbewegung der Arbeitswelle jeweils nur in einer Drehriciitung zulassen. Daraus folgt ein verhältnismäßig eingeschränkter Anwendungabereich dieser bekannten Schaltwerke. Darüberhinaus geben die zum Teil ziemlich komplizierten Schaltmechanismen dieser Geräte häufig Anlaß zu Störungen, insbesondere durch mangelhaften Eingriff der Schaltklink* in das Sehaltzahnrad. Vor allem bei Schrittschaltwerken, bei denen die Klinke in der Ausschalt-Endstellung durch ihr Eigengewicht in die entsprechende Zahnlücke des Schaltrades einfallen soll, kommt es daher häufig zu Fehlschaltungen durch Überspringen eines Zahnes oder Fortschalten des Schaltrade3 um mehr als einen Zahn. Außerdem reichen die verhältnismäßig geringen Schaltkräfte dieser bekannten Schrittschaltwerke nicht für alle Anwendungszwecke aus.A major disadvantage of these known stepper mechanisms consists in the fact that they only allow a switching movement of the working shaft in one rotation. It follows a relatively limited area of application of these known derailleurs. In addition, some of them give quite a bit complicated switching mechanisms of these devices often cause to malfunctions, in particular due to inadequate engagement of the pawl * in the retaining gear. Especially with stepper mechanisms, where the pawl is in the switch-off end position If their own weight should fall into the corresponding tooth gap of the ratchet wheel, incorrect shifting often occurs by skipping a tooth or advancing the indexing gear3 by more than one tooth. Besides, they are enough relatively low switching forces of these known stepping mechanisms not for all purposes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für beide Drehrichtungen verwendbares Schaltwerk zu schaffen, welches sich durch besondere Betriebssicherheit auszeichnet und dabei verhältnismäßig große Schaltkräfte liefert. Dieses Schaltwerk soll insbesondere zum Antrieb thermostatisch gesteuerter Luftklappen für Klimaanlagen geeignet sein. Erfindungs$emäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die elektromagneUj-sche An- ü The invention is based on the object of creating a switching mechanism which can be used for both directions of rotation and which is characterized by particular operational reliability and at the same time provides relatively large switching forces. This switching mechanism should be particularly suitable for driving thermostatically controlled air flaps for air conditioning systems. Fiction $ emäß this goal is achieved in that the elektromagneUj-specific arrival ü
M triebsvorrichtung von einem an sich bekannten, von einer Rück- j· zugfeder in die Aussehalt-Enälegο rüekführbaren. Drehmagneten.M drive device from a known per se, from a reverse j tension spring in the Aussehalt-Enälegο retractable. Rotary solenoids.
mit begrenztem Drehwinkel gebildet ist, und daß die Arbeitswelle des Schaltwerkes mit der Abtriebswelle des Drehmagneten über eine elektromagnetische Kupplung kraft- und bzw. oder formschlüssig kuppelbar ist.is formed with a limited angle of rotation, and that the working shaft of the switching mechanism with the output shaft of the rotary magnet over an electromagnetic clutch can be coupled non-positively and / or positively.
Neben dem Hauptvorteil der Arbeitsweise in beiden Drehrichtungen weist die erfindungsgemäße Ausführung des Schaltwerkes auch den Vorzug auf, daß durch entsprechende Beschränkung des Drehwinkels der günstigste Drehmomentbereich des Drehmagneten voll ausgenützt werden kann und überdies infolge der kleinen Schaltschritte eine feinstufige, einer kontinuierlichen Drehbewegung nahezu gleichwertige Drehung der Arbeitswelle erhalten wird. Dies ist bei der bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Schaltwerkes zum Antrieb thermostatisch gesteuerter Luftklappen von besonderer Eedeutung, da hiedurch eine feinfühlige, dem jeweils bestehenden Heizbzw. Kühlluftbedarf eng angepaßte Regelung der freien Durchtrittsquerschnitte für die Heiz- oder Kühlluftzufuhr möglich wird. Bei den bisher bekannten, drehmagnetgesteuerten Luftklappen waren hingegen nur zwei, der Ein- und Ausschaltendlage des Drehmagneten entsprechende Positionen der Luftklappe möglich, wobei auch der Nachteil bestand, daß die Magnetspule des Drehmagneten in der einen Position ständig unter Spannung stand.In addition to the main advantage of working in both directions of rotation, the inventive design of the switching mechanism also has the advantage that the most favorable torque range is achieved by restricting the angle of rotation accordingly of the rotary solenoid can be fully utilized and, moreover, due to the small switching steps, a finely graduated, one continuous rotary motion almost equivalent rotation of the working shaft is obtained. This is the preferred one Use of the switching mechanism according to the invention for driving thermostatically controlled air flaps of particular importance, as a result, a sensitive, the respective existing Heizbzw. Cooling air requirement closely adapted regulation of the free passage cross-sections for the heating or cooling air supply becomes possible. With the previously known, rotating magnet controlled air flaps on the other hand, there were only two positions of the air flap corresponding to the switch-on and switch-off end positions of the rotary magnet possible, whereby there was also the disadvantage that the magnetic coil of the rotary magnet is constantly under tension in one position was standing.
Für die Betätigung des Schaltwerkes nach der Erfindung in der einen Drehrichtung ist gleichzeitig ein Schaltimpuls an den Drehmagneten und die Magnetwicklung der Kupplung zu geben.For the actuation of the switching mechanism according to the invention in one direction of rotation, a switching pulse is simultaneously on to give the rotary magnet and the magnet winding of the clutch.
Der Drehmagnet kehrt sodann durch die Wirkung der Rückzugfeder in die Ausschalt-Endlage zurück, wogegen die entkuppelte Arbeitswelle in der entsprechenden Sehaltstellung verbleibt. Zur rückläufigen Bewegung des Schaltwerkes wird zuerst ein Impuls an den Drehmagneten gegeben, .^olcß closer die Einschalt-Endlage erreicht. Sodann wird ein Schaltimpuls an die elektromagnetische Kupplung gegeben und der Drehmagnet abgeschaltet. Dieser kehrt sodann unter Mitnahme der Arbeitswelle durch die Kraft der Rückzugfeder in die Ausschalt-Endlage zurück. Diese Schaltoperationen können entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck des Schaltwerkes von Hand aus oder selbsttätig vorgenommen werden.The rotary magnet then returns due to the action of the return spring back to the switch-off end position, whereas the uncoupled Working shaft remains in the corresponding holding position. To move the switching mechanism backwards, a pulse is first given to the rotary magnet, closer to the switch-on end position achieved. A switching pulse is then given to the electromagnetic clutch and the rotary magnet is switched off. This then returns to the switch-off end position, taking the working shaft with it, due to the force of the return spring. These Switching operations can be performed according to the respective purpose of the switching mechanism can be carried out manually or automatically.
Vorteilhafterweise ist jedoch nach der Erfindung vorgesehen, daf ier Drehmagnet und die elektromagnetische Kupplung über ein vorgeschaltetes Steuergerät wahlweise zugleich oder alternierend mit Schaltimpulsen beaufschlagbar sind. Mit Hilfe des Steuergerätes, welches beispielsweise mit Steuerrelais ausgerüstet oder als elektronische Steuereinrichtung mit kontaktlosen Halbleiter-Sehaltelementen ausgeführt werden kann, läßt sich der Betrieb des Schaltwerkes vollständig automatisieren .Advantageously, however, it is provided according to the invention that there is a rotary magnet and the electromagnetic clutch switching pulses can optionally be applied simultaneously or alternately via an upstream control unit. With help of the control unit, which is equipped, for example, with a control relay or as an electronic control device contactless semiconductor elements can be implemented, the operation of the switchgear can be fully automated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht die elektromagnetische Kupplung aus einem die Magnetspule aufweisenden, an der Abtriebswelle des Drehmagneten befestigten Anker und einer an der Arbeitswelle drehfest angeordneten, gegen die Kraft einer Kupplungsdruckfeder axial verschiebbarenAccording to a preferred embodiment of the invention, there is the electromagnetic clutch from one having the magnetic coil, attached to the output shaft of the rotary magnet Armature and one on the working shaft fixed against rotation, axially displaceable against the force of a clutch pressure spring
Ankerplatte. Der die Magnetspule tragende Kupplungsteil bedarf hiebei keiner separaten Lagerung und die gesamte Einrichtung kann in sehr gedrängter Bauweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden.Anchor plate. The coupling part carrying the solenoid requires There is no separate storage and the entire facility can be housed in a very compact design in a common housing be accommodated.
In besonderen Anwendungsfällen, die eine genaue Einhaltung des jedem Schaltschritt entsprechenden Drehwinkels an der Arbeitswelle erfordern, empfiehlt es sich, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an der Ankerplatte in einer den Schaltschritten des Drehmagneten entsprechenden Winkelteilung Mitnehmer, z.B. radiale Rippen, anzuordnen, wobei der Anker zumindest einen bei eingerückter Kupplung in die rfitnehmer formschlüssig eingreifenden Ansatz aufweist. Diese Ausführung hat unter anderem auch den Vorteil, daß dieIn special applications that require precise compliance with the angle of rotation corresponding to each switching step require on the output shaft, it is recommended, according to a further feature of the invention on the anchor plate in to arrange drivers, e.g. radial ribs, at an angular spacing that corresponds to the switching steps of the rotary solenoid, wherein the armature has at least one shoulder which engages positively in the retainer when the clutch is engaged. This version has the advantage, among other things, that the
Magnetspule der Kupplung nicht auf die zur kraftSchlussigen
t
i· Übertragung des Drehmomentes erforderliche Magnetkraft be-The clutch solenoid is not on the force-locking t
i Transmission of the torque required magnetic force
messen werden muß sondern lediglich auf die zum Einrückenmust be measured but only on the one to engage
der Kupplung gegen die Kraft der Kupplungsdruckfeder er-the clutch against the force of the clutch pressure spring
j forderliche Magnetkraft auszulegen ist.j required magnetic force is to be interpreted.
< Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungs-<The invention is described below in an embodiment
. beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen ' Pig. 1 einen Axialschnitt eines bevorzugten Anwendungs-. example explained in more detail with reference to the drawing. It show 'Pig. 1 an axial section of a preferred application
• beispieles der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig* einen Schnitt nach der Linie II-II in Γig. 1 und Fig. 3 einen weiteren Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1. Die Fig.4 bis 6 zeigen den Fig. 1 bis 3 entsprechende Darstellungen• Example of the invention in a schematic representation, Fig * a section along the line II-II in Γig. 1 and 3 a further section along the line III-III in Fig. 1. Fig.4 1 to 6 show representations corresponding to FIGS. 1 to 3
• des selben Ausführungsbeispieles in einer anderen Schalt— stellung.• the same embodiment in a different switching position.
In einem hohlzylindrischen Gehäuse 1 mit Boden 2 ist ein Drehmagnet 3 untergebracht, welcher aus einem die Magnetwicklung 4 tragenden Eisenkern 5 mit vier Polschuhen 6 besteht. Den Polschuhen 6 stehen am Innenmantel des Gehäuses 1 angeordnete und über das Gehäuse 1 mit dem Kern 5 kurzgeschlossene Magnetpole 7 gegenüber.In a hollow cylindrical housing 1 with bottom 2 is housed a rotary magnet 3, which consists of a magnet winding 4 supporting iron core 5 with four pole pieces 6 consists. The pole pieces 6 are arranged on the inner jacket of the housing 1 and opposite magnetic poles 7 short-circuited to the core 5 via the housing 1.
In einer zentralen Bohrung des Kernes 5 ist die Abtriebswelle 8 des Drehmagneten gelagert, welche den vierpoligen Anker 9 des Drehmagneten 3 trägt. An einem Pol des Ankers 9 greift eine Rückzugfeder 10 an, deren anderes Ende an einem der Magnetpole 7 des Gehäuses 1 befestigt ist. Ein Anschlag 11 an einem der Magnetpole 7 begrenzt den Drehwinkel des Ankers 9, welcher in Fig. 2 in der Ausschalt-Endstellnng dargestellt ist. Auf der Abtriebswelle 8 des Drehmagneten ist der mit einer Magnetwicklung 12 versehene Anker 13 einer elektromagnetischen Kupplung befestigt. Dem Anker 13 liegt eine Ankerplatte 14 im Abstand gegenüber, welche auf einer zur Welle 8 koaxialen, im Boden 2 des Gehäuses 1 gelagerten Arbeitswelle 15 drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem Anker 13 und der Ankerplatte 14 befindet sich eine Kupplungsdruckfeder 16, welche diese Teile der elektromagnetischen Kupplung im Abstand voneinander hält.The output shaft 8 of the rotary magnet, which carries the four-pole armature 9 of the rotary magnet 3, is mounted in a central bore in the core 5. A return spring 10 acts on one pole of the armature 9, the other end of which is attached to one of the magnetic poles 7 of the housing 1. A stop 11 on one of the magnetic poles 7 limits the angle of rotation of the armature 9, which is shown in FIG. 2 in the switch-off end position. On the output shaft 8 of the rotary magnet, provided with a magnetic winding 12 anchor 13 is attached to an electromagnetic clutch. The armature 13 is opposite an armature plate 14 at a distance , which is arranged on a working shaft 15, which is coaxial to the shaft 8 and mounted in the base 2 of the housing 1, so as to be non-rotatable but displaceable in the axial direction. Between the armature 13 and the armature plate 14 there is a clutch compression spring 16 which keeps these parts of the electromagnetic clutch at a distance from one another.
Das Gehäuse 1 ist mit dem Βοίβι 2 an dem nur teilweise dargestellten Gehäuse 17 der Regeleinrichtung einer Luftheizbzw. Kühlanlage befestigt. An dem zylindrischen Mantel 18 des Gehäuses 17 ist eine Luftauslaßöffnung 19 vorgesehen, welche The housing 1 is with the Βοίβι 2 on the only partially shown housing 17 of the control device of a Luftheizbzw. Cooling system attached. On the cylindrical jacket 18 of the housing 17, an air outlet opening 19 is provided which
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von einer an der Innenfläche des Mantels 18 federnd anliegenden, nach einer Zylinderfläche gewölbten Regelklappe 20 gesteuert ist.controlled by a control flap 20, which rests resiliently on the inner surface of the jacket 18 and is curved towards a cylinder surface is.
Die Regelklappe 20 greift mit einem radialen Stift 21 in eine entsprechende Sackbohrung 22 eines mit der Arbeitswelle 15 fest verbundenen radialen Armes 23 ein. Eine zwischen der Stirnfläche des Armes 23 und der Regelklappe 20 angeordnete Druckfeder 24 sorgt für den erforderlichen Anpreßdruck der Regelklappe 20 am Gehäusemantel 18. Der Innenraum des Gehäuses 17 ist in nicht dargestellter Weise an ein Luftheizbzw. Kühlsystem angeschlossen.The control flap 20 engages with a radial pin 21 in a corresponding blind bore 22 of a radial arm 23 that is firmly connected to the working shaft 15. One between the end face of the arm 23 and the control flap 20 arranged compression spring 24 provides the required contact pressure the control flap 20 on the housing shell 18. The interior of the housing 17 is in a manner not shown to a Luftheizbzw. Cooling system connected.
In der Ruhestellung des Schaltwerkes (Fig. 1 bis 3) sind die beiden Magnetwicklungen 4 und 12 ausgeschaltet. Die Pole des Drehmagnetankers 9 sind gegenüber den Polpaaren 6, 7 des Drehmagneten 3 um etwa 45 Grad versetzt. Die elektromagnet!ser Kupplung 13, 14 ist geöffnet und die Regelklappe 20 hält die Luftauslaßöffnung 19 des Gehäuses 17 geschlossen.In the rest position of the switching mechanism (Fig. 1 to 3) the two magnet windings 4 and 12 are switched off. The poles of the rotary magnet armature 9 are offset by approximately 45 degrees with respect to the pole pairs 6, 7 of the rotary magnet 3. The electromagnet! Ser Coupling 13, 14 is open and the control flap 20 keeps the air outlet opening 19 of the housing 17 closed.
Wird nun, beispielsweise durch den Schaltimpuls eines Thermostaten, welcher sich in dem über die Luftauslaßöffnung 19 mit Warmluft beheizbaren Raum befindet, die Wicklung 4 des Drehmagnets 3 und gleichzeitig die Wicklung 12 der magnetisch^: Kupplung eingeschaltet, so treten, wie aus Fig. 5 ersichtlir]-die Pole des Drehmagnetankers 9 zwischen die Polpaare 6, 7 des Drehinagneten 3, bis der Anker 9 am Anschlag 11 anläuft. In diesem Verstellbereich gibt der Drehmagnet 3 sein größtes Drehmoment ab. Die Drehung des Ankers 9 wird über die AbtriebIs now, for example by the switching pulse of a thermostat, which is in the air outlet opening 19 with hot air heated room is located, the winding 4 of the rotary magnet 3 and at the same time the winding 12 of the magnetic ^: The clutch is switched on, as shown in FIG Poles of the rotating magnet armature 9 between the pole pairs 6, 7 of the rotating magnet 3 until the armature 9 hits the stop 11. The rotary magnet 3 emits its greatest torque in this adjustment range. The rotation of the armature 9 is via the output
welle 8, den Anker 13 und die von diesem angesogene Ankerplatte 14 auf die Arbeitswelle 15 übertragen. Der mit der Arbeitswelle 15 fest verbundene Arm 23 wird dabei um einen dem Drehwinkel des Drehmagneten 3 entsprechenden Schaltschritt verdreht, sodaß die Regelklappe 20 einen Teil des Querschnittes der Luftauslaßöffnung 19 freigibt.shaft 8, the armature 13 and the anchor plate sucked in by this 14 transferred to the output shaft 15. The arm 23 fixedly connected to the output shaft 15 is thereby around a the rotation angle of the rotary magnet 3 corresponding switching step rotated, so that the control flap 20 is part of the Cross section of the air outlet opening 19 releases.
Bei Unterbrechung der Stromzufuhr zu den Wicklungen 4 und 12 werden die Teile 13 und 14 der elektromagnetischen Kupplung durch die Kupplungsdruckfeder 16 getrennt und der Anker 9 des Djpehmagneten kehrt zusammen mit dem Anker 13 der Kupplung durch die Wirkung der Rückzugfeder 10 in die Ausschalt-Endlage (Pig. 2) zurück. Die Regelklappe 20 verharrt hingegen in der aus Pig. 6 ersichtlichen Schaltstellung.When the power supply to the windings 4 and 12 is interrupted, the parts 13 and 14 of the electromagnetic Clutch separated by the clutch pressure spring 16 and the armature 9 of the Djpehmagneten returns together with the armature 13 of the Coupling back into the switch-off end position (Pig. 2) through the action of the return spring 10. The control flap 20 remains in place on the other hand in the one from Pig. 6 visible switch position.
Soferne der von der Regelklappe 20 freigelegte Luftquerschnitt zur Beheizung des Raumes nicht ausreicht, gibt der Raumthermostat einen weiteren Schaltimpuls ab, durch den die Regelklappe 20 um einen weiteren Schaltschritt verdreht und der freie Querschnitt der Luftauslaßöffnung 19 entsprechend vergrößert wird.As long as the air cross-section exposed by the control flap 20 is not sufficient to heat the room, the room thermostat emits another switching impulse through which the control flap 20 is rotated by a further switching step and the free cross section of the air outlet opening 19 accordingly is enlarged.
Um das Schaltwerk im entgegengesetzten Drehsinne zu betätigen, bedarf es einer abwechselnden Abgabe von Schaltimpulsen an den Drehmagneten und die elektromagnetische Kupplung. Und zwar wird zuerst der Drehmagnet eingeschaltet und bei noch in der Einschalt-Endlage befindlichen Drehmagnetanker die Kupplung zugeschaltet. Sodann wird die Stromaufuhr zum Drehmagneten unterbrochen. Die Rückzugfeder 10 führtIn order to operate the switching mechanism in the opposite direction of rotation, an alternating output of switching pulses is required on the rotary magnet and the electromagnetic clutch. The rotary magnet is switched on first and when the rotary magnet armature is still in the switch-on end position, the clutch is switched on. Then the current supply to the rotary magnet interrupted. The return spring 10 leads
den "Drehmagnetanker in die Ruheetelluug zurück, wobei die Arbeitswelle 15 über die geschlossene Kupplung und damit die Regelklappe 20 iLitbewegt und dabei um einen Schaltschritt zurückver3tellt wird.the "moving magnet armature back into the rest position, whereby the Working shaft 15 via the closed clutch and thus the control flap 20 iLit moved and thereby by one switching step is shifted back.
Die entsprechenden Schaltvorgänge werden vorteilhafterweise von einem aus der Zeichnung rieht ersichtlichen Steuergerät ausgelöst, welches beispielsweise mit Steuerrelais oder elektronischen Schaltelementen versehen ist.The corresponding switching operations are advantageously carried out by a control device shown in the drawing triggered, which is provided, for example, with control relays or electronic switching elements.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene Anwendungsbeispiel. So kann insbesondere auch anstelle der kraftschlüssig! arbeitenden Magnetkupplung eine Kupplungsausführung vorgesehen sein, bei der Mitnehmer an den beiden Kupplungshälften für eine formscnlüssige Übertragung des Drehmomentes des Drehmagneten sorgen.The invention is not limited to the illustrated and described application example. So in particular, too instead of the frictional! working magnetic coupling Coupling design can be provided with the driver on the two coupling halves for positive transmission of the torque of the rotary magnet.
Patentansprüche;Claims;
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