DE69423201T2 - Bistabile Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Betätigungsvorrichtung, d. h. eine Betätigungsvorrichtung, die zwei Zustände annehmen kann, die beide stabil sind, und bei der der Wechsel zwischen den zwei verschiedenen Zuständen durch einen äußeren Eingriff angewiesen wird.
• Mit anderen Worten, eine bistabile Betätigungsvorrichtung kann während ihres ersten Funktionszyklus einen festgelegten Arbeitszustand erreichen und halten, um anschließend nach einen nachfolgenden Funktionszyklus in den vorherigen Arbeitszustand zurückzukehren; solche Betätigungssysteme besitzen daher Betätigungsmittel und Mittel zum Halten des erreichten Zustands am Ende des ersten Funktionszyklus; die Betätigungsvorrichtungen des genannten Typs stehen denjenigen gegenüber, die keine Mittel zum Halten der Position besitzen, wenn die Betätigung aufgehoben wird (monostabile Betätigungssysteme).
• Bistabile Betätigungssysteme werden in der Praxis für zahlreiche Anwendungen genutzt: z. B. werden sie für die Verwirklichung von Blockierungssystem von Türen von elektrischen Haushaltsgeräten verwendet, um gefährliche Operationen für den Benutzer zu vermeiden.
• Es sind thermisch bistabile Betätigungssysteme bekannt, bei welchen das Erhalten der erreichten Position mittels mehrerer Bimetallelemente sichergestellt wird; solchen bekannten Systemen fehlt jedoch eine geeignete Funktionsteuereinrichtung, so daß ihre Art der Betätigung, die auf der Umgebungstemperatur beruht, leicht dazu führt, daß sie durch äußere Wärmequellen beeinflußt werden.
• Elektromagnetische bistabile Betätigungssysteme sind ebenfalls bekannt, jedoch sind diese von einer komplexen Schaltung zum Steuern der Polaritätsumkehrung oder der elektrischen Kommutation abhängig.
• Ein weiteres typisches Problem des Standes der Technik besteht in der Komplexität der Komponenten , die die bistabilen Vorrichtungen bilden, sowie deren Anordnung; z. B. macht die Verwendung von Elektromagneten die Betätigungsvorrichtungen komplex, groß und teuer.
• Ein weiteres Problem bei den bekannten thermischen oder elektrischen bistabilen Systemen ist der reduzierte verfügbare Hub, zusammen mit den hohen aufzuwendenden Kräften; normalerweise muß zum Zweck des Erreichens größerer Kräfte bei Vorrichtungen mit begrenzten Abmessungen die elektrische Betätigungseinrichtung der Vorrichtungen im Gebrauch für eine sehr kurze Stromzufuhrzeit bemessen sein; in diesen Fällen besteht jedoch die Gefahr, daß versehentlich verlängerte Stromzufuhrzeiten zur Zerstörung der Betätigungsvorrichtung führen.
• Aus US-A-5,222,277 ist eine Vorrichtung bekannt, die Mittel umfaßt zum Erhalten einer bidirektionalen Bewegung eines Gelenks und die ermöglicht, daß das letztere eine Arbeitsposition selbst dann beibehält, wenn ein relevantes monostabiles Betätigungselement deaktiviert wird; gemäß dieser Lösung muß ein linearer Schub des Betätigungselements in eine bidirektionale Rotation des Gelenks umgesetzt werden. Die Hauptaufgabe der Erfindung ist, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen und eine bistabile Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die einfach, ökonomisch und zuverlässig in vielen verschiedenen Gebrauchsbedingungen ist; eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein bistabiles Betätigungselement zu schaffen, das selbst dann, wenn es sehr begrenzte Abmessungen aufweist, große Kräfte und Hübe erzeugen und mit langen oder kurzen Perioden von Stromzufuhr und/oder Einsätzen arbeiten kann.
• Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst mittels einer Betätigungsvorrichtung, die die charakterisierenden Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 aufweist.
• Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der folgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die Lediglich als erläuterndes und nicht einschränkendes Beispiel gezeigt sind, und in welchen:
• Fig. 1 eine Teilschnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem ersten Funktionszustand ist;
• Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, längs der Linie W-W der Fig. 1;
• Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, längs der Linie A-A der Fig. 1;
• Fig. 4 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, längs der Linie B-B der Fig. 2;
• Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 ist, die die Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem zweiten Funktionszustand zeigt; und
• Fig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist.
• In den obenerwähnten Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 die bistabile Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als Ganzes; 2 bezeichnet einen Körper, in welchem ein monostabiles Betätigungselement enthalten ist; 3 bezeichnet einen im wesentlichen rohrförmigen Körper, innerhalb dem eine kinematischen Mittel enthalten sind; der Durchmesser des Körpers 3 ist sehr beschränkt (ungefähr 17 mm).
• Wie aus Fig. 2 deutlich wird, ist im Körper 2 eine Kammer 4 definiert, die enthält:
• - ein thermisches Betätigungselement oder Thermobetätigungselement 5,
• - eine elektrische Heizvorrichtung 6, wie z. B. einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten PTC (Kaltleiter), der mit dem Thermobetätigungselement 5 in Kontakt ist; und
• - zwei elektrische Versorgungsanschlüsse 7, die aus dem Körper 2 hervortreten.
• Das Thermobetätigungselement 5 umfaßt einen leitenden Körper 8, der thermisch und elektrisch mit der Heizvorrichtung 6 verbunden ist, die von zwei elektrischen Anschlüssen 7 versorgt wird.
• Die zwei Anschlüsse 7, das Thermobetätigungselement 5 und die Heizvorrichtung 6 bilden eine elektrische Heizschaltung, die aufgrund der PTC-Heizvorrichtung ihre Temperatur selbst regelt.
• Im Körper 8 des Thermobetätigungselements 5 ist eine gekapselte Kammer definiert, die mit einem mittels Wärme dehnbaren Material 9, wie z. B. Wachs, gefüllt ist; in einer solchen gekapselten Kammer ist ein kleiner Kolben 10 angeordnet, dessen Verlängerung 10A aus dem Körper 8 des Thermobetätigungselements 5 hervortritt; die Ausdehnung des Materials 9, wenn es einer erhöhten Temperatur ausgesetzt wird (die durch die Heizvorrichtung 6 hervorgerufen wird, welche mittels der Anschlüsse 7 mit Strom versorgt wird), führt zu einem Druck auf den Kolben 10, wodurch dieser linear bewegt wird, so daß die Verlängerung 10A aus dem Körper 8 herausgedrückt wird.
• Eine bewegliche Stange ist mit 11 bezeichnet, deren Verlängerung 11 A aus dem Körper 2 hervortritt; die Stange 11 ist der Gegenreaktion eines elastischen Elements, z. B. einer Spiralfeder 12, unterworfen; die Feder 12 kann, indem sie mittels der Stange 11 auf den Sitz 11 B einwirkt, den Wiedereintritt des Kolbens 1 0 in das Thermobetätigungselement 5 nach Ende des Heizzyklus des letzteren veranlassen.
• Das Thermobetätigungselement 5, die Heizvorrichtung 6, die elektrischen Kontakte 7, die Stange 11, die Feder 12 und der Körper 2 bilden insgesamt eine thermoelektrische monostabile Betätigungsvorrichtung DA, die z. B. nur dann eine Druckkraft ausübt, wenn Strom zugeführt wird, jedoch die erreichte Position nicht halten kann, sobald die Stromversorgung beendet wird.
• Der Körper 2 der thermoelektrischen Betätigungsvorrichtung ist mit dem Körper 3 mechanisch gekoppelt; genauer sind mit 13 und 14 zwei Flansche bezeichnet, die jeweils einen Teil der Körper 2 und 3 bilden und mit einem Bajonett-Typ-Hakensystem für eine gegenseitige Verbindung ausgerüstet sind; mit 15 und 16 sind Koaxialbohrungen bezeichnet, die in den Flanschen vorhanden sind und zum Fixieren der Vorrichtung 1 an einer weiteren Vorrichtung dienen; der Abstand zwischen dem Haken 15, 16, der im oberen und im unteren Teil der Figur sichtbar ist, beträgt ungefähr 26 mm.
• Der Körper 3 ist im Inneren mit einem bistabilen kinematischen Bewegungselement ausgerüstet, das die erreichte Arbeitsposition aufrechterhalten soll, bestimmt durch die Aktivierung des Thermobetätigungselements 5, selbst nach Beendigung der Stromzufuhr zu letzterem. Der Körper 3 und das interne kinematische Bewegungselement bilden somit einen bistabilen Adapter CB, der das monostabile Betätigungselement DA in die bistabile Betätigungsvorrichtung 1 verwandelt.
• Das bistabile kinematische Bewegungselement umfaßt ein Gleitcursorelement 20, das innerhalb des Körpers 3 linear gleiten kann und in seiner Bewegung durch zwei geeignete Führungen 21 A und 21 B beschränkt wird, die als Vorsprünge auf der Innenwand des Körpers 3 ausgebildet sind; 22 bezeichnet ein bewegliches Element, das ebenfalls innerhalb des Körpers 3 linear gleiten kann und so ausgebildet sein kann, daß es durch den Schub des gleitenden Körpers 20 rotiert, wobei 23 ein elastisches Element ist, wie z. B. eine Spiralfeder, das zwischen der Verlängerung des Körpers 3 und der Stange 24 wirkt und teilweise in das bewegliche Element 22 eingesetzt ist.
• Die Führungen 21 A und 21 B, der Gleitcursor und das Element 22 weisen ein System von geneigten Ebenen und/oder Nocken auf, die die lineare Bewegung des Kolbens 10, der Stange 11 und des Gleitcursors 20 in eine Drehbewegung des beweglichen Elements 22 umsetzen können. Der gleitende Cursor 20 mit kreisförmigem Querschnitt besitzt an einer seiner Verlängerungen einen Sitz 20A, der die Verlängerung 11 A der Stange 11 aufnimmt; an der Kante der gegenüberliegenden Verlängerung des gleitenden Cursors 20 sind kleine Zähne 25 enthalten (Fig. 1), die somit eine Serie geneigter Ebenen 26 bilden; auf der äußeren Oberfläche des gleitenden Cursors 20 sind vier radiale Vorsprünge oder Konturen definiert; wie in Fig. 4 gezeigt, wirken diese mit 27 bezeichneten Konturen mit den Führungen 21 A und 21 B des Körpers 3 zusammen, um somit nur eine lineare Bewegung des gleitenden Cursors 20 zuzulassen; wie in Fig. 2 gezeigt, besitzen die zwei Führungen 21 A ferner eine Kante, die mit geneigten Ebenen versehen ist, die mit 28 und 29 bezeichnet sind.
• Das bewegliche Element 22 besitzt in seinem unteren Teil einen kreisförmigen Querschnitt mit einem kleineren Durchmesser als denjenigen des gleitenden Cursors 20, von welchem vier radiale Zähne 30 ausgehen (siehe Fig. 3), deren Länge kleiner ist als diejenige des gesamten beweglichen Elements 22; die Verlängerung 30A dieser Zähne 30 zeigt in Richtung zum gleitende Cursor 20 und ist nicht flach, sondern geneigt.
• Wie aus den Fig. 1, 2 und 5 deutlich wird, kann das bewegliche Element 22 teilweise in den gleitenden Cursor 20 eingesetzt sein; in das bewegliche Element 22 wird anschließend eine Verlängerung der Stange 24 eingesetzt; die andere Verlängerung derselben steht aus dem Körper 3 hervor.
• Die Formen und Abmessungen der Einzelheiten 20 und 22, die Führungen 21 A und 21 B und des Körpers 3 sind so berechnet, daß der gleitende Cursor mittels der Führungen 21 A, 21 B und der Konturen 27 geführt wird, so daß er sich insgesamt linear gleitend bewegt, wobei das bewegliche Element mittels der Führungen 21 A, 21 B und der Zähne 30 nur für einen beschränkten Abschnitt seines Pfades geführt wird.
• Im folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben; zu diesem Zweck ist zu beachten, daß der Anfangszustand der Vorrichtung so beschaffen ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
• Das Thermobetätigungselement 5 unterliegt dann, wenn es nicht mittels der Anschlüsse 7 mit Strom versorgt wird, der Gegenkraft der Feder 12, deren Kraft größer ist als die vom Material 9 auf den Kolben 10 ausgeübte Schubkraft, wenn dieses Material nicht erwärmt wird: in diesem Zustand befindet sich die Verlängerung 10A des Kolbens 10 in einer zurückgezogenen Position.
• Wenn die Anschlüsse 7 mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, heizt die Heizvorrichtung 6 (PTC), wobei sie ihre Temperatur selbsttätig einstellt; die so erzeugte Wärme wird durch Kontakt auf den Körper 8 des Thermobetätigungselements 5 übertragen und somit auf das ausdehnbare Material 9, das in der gekapselten Kammer enthalten ist.
• Die Temperaturerhöhung des Thermobetätigungselements 5 führt zu einer Volumenerhöhung des ausdehnbaren Materials 9 und somit zu einer Schubkraft auf den Kolben 10; es ist zu beachten, daß die Temperatur und die Beziehung zwischen dem Volumen der gekapselten Kammer und dem Volumen des ausdehnbaren Materials 9 geeignet berechnet ist, um einen genauen Druckanstieg zu ermöglichen und eine Bewegung des Kolbens 10 und der Stange 11 ohne übermäßige Schubkraft zu ermöglichen.
• Die Verlängerung 10A des Kolbens 10 drückt auf die Stange 11, die ihrerseits einen Druck auf den gleitenden Cursor 20 ausübt; das gleitende Element 20 gleitet daher linear in den Führungen 21 A und 21 B in Baueinheit mit dem Körper 3 und drückt mit seinen geneigten Ebenen 26 auf die geneigte Verlängerung 30A der Zähne 30 des beweglichen Elements 22.
• Das bewegliche Element 22 gleitet ebenfalls in linearer Weise, beschränkt durch die Führungen 21 A, 21 B und die Konturen 30, jedoch nur über einen kurzen Abschnitt (z. B. während der ersten Phase des Betätigungszyklus), wobei ferner die Stange 24 entgegen der Wirkung der Feder 23 linear bewegt wird. Die resultierende Kraft auf die Stange 24 entspricht somit der Differenz zwischen der Kraft des Thermobetätigungselements 5 und den Gegenkräften der Federn 12 und 23.
• Das bewegliche Element 22 bewegt sich in linearer Weise, bis es nicht mehr vom gleitenden Cursor 20 über die Verlängerungen der Führungen 21 A und 21 B geschoben wird, oder besser bis seine Zähne 30 nicht mehr von den Führungen 21 zurückgehalten werden.
• Somit ist das bewegliche Element 22 im Endabschnitt seines Hubes (d. h. einige Augenblicke vor der Unterbrechung der Stromzufuhr zum Thermobetätigungselement) nicht mehr durch die Führungen 21 A und 21 B beschränkt: zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Schubkraft zwischen den geneigten Ebenen 26 des gleitenden Cursors 20 und der geneigten Verlängerung 30A der Zähne 30 des beweglichen Elements 22 auf das letztere eine Querkomponente, die nicht mehr durch die Führungen 21 A und 21 B beeinträchtigt wird; diese Querkomponente veranlaßt eine Drehbewegung des beweglichen Elements 22 mit einem Winkel von ungefähr 15º: diese Drehbewegung bringt die geneigten Ebenen 30A der gegenüberliegenden Zähne 30 dazu, auf den geneigten Ebenen 28 der zwei Führungen 21 A und 21 B zu ruhen.
• Nach dem Ende der Stromzufuhr kühlen die Heizvorrichtung und das Thermobetätigungselement 5 ab, mit anschließender Reduktion des Drucks innerhalb der gekapselten bzw. abgedichteten Kammer und der Unterbrechung der Schubkraft auf den Kolben 10; die Reaktionskraft der Feder 12 bewirkt somit eine Rückkehr der Stange 11 in die zurückgezogene Position, die ihrerseits die Druckkraft auf den gleitenden Cursor 20 aufhebt. Folglich wird auch die Schubkraft auf das bewegliche Element 22 und somit auch auf die Stange 24 aufgehoben.
• Zu diesem Zeitpunkt bewirkt die Reaktionskraft der Feder 23, die auf die Stange 24 einwirkt, eine Gegenschubkraft auf das bewegliche Element 22; die geneigte Verlängerung der Zähne 30 drückt somit auf die geneigten Ebenen 28 der Führungen 21.
• Ein solcher Druck bewirkt das Gleiten der geneigten Verlängerung der Zähne 30 auf der geneigten Ebene 28 (die somit als Schlitten dient), d. h. eine zweite Drehbewegung des beweglichen Elements 22, mit einer weiteren Winkelbewegung von ungefähr 30º, bis es an dem in Fig. 2 gezeigten Punkt ankommt. Bei dem in Fig. 2 (auch in Fig. 11 gezeigten Zustand wird somit die Vorrichtung nicht mehr mit Strom versorgt, jedoch wird die von der Stange 24 erreichte Arbeitsposition beibehalten.
• Die Kommutation, d. h. der Übergang aus dem ausgeglichenen Zustand der Fig. 2, wird mit einer anschließenden Stromversorgung der Vorrichtung erreicht.
• Diese erneute Stromversorgung bewirkt in ähnlicher Weise wie bereits beschrieben eine neue Schubkraft des gleitenden Cursors 20, der frei längs der Führungen 21 gleitet, bis er die geneigten Ebenen 26 der geneigten Verlängerungen 30A der zwei Zähne 30 berührt; genauer sind die zwei Zähne 30 diejenigen, für die die Bewegung nicht auf die Verlängerung der Führungen 21 A und 21 B beschränkt ist.
• Die relative Schubkraft erlaubt somit, daß die Verlängerungen 30A der anderen zwei Zähne 30 sich von den geneigten Ebenen 28 der Führungen 21 A und 21 B lösen, wodurch eine neue Querkomponente erzeugt wird, die eine Drehbewegung des beweglichen Elements 22 hervorrufen kann: auf diese Weise wird eine Winkelbewegung von ungefähr 15º erreicht, die es ermöglicht, daß die geneigte Verlängerung 30A der Zähne 30 eine Unterstützung der geneigten Ebene 29 (Fig. 2) der Führungen 21 A und 21 B erreichen.
• Mit der anschließenden Beendigung der Stromzufuhr zum Betätigungselement 5, wie oben beschrieben, wird eine Rückkehr in die zurückgezogene Position der Stange bewirkt, die die Schubkraft auf den gleitenden Cursor 20 und somit auf das bewegliche Element 22 beendet; infolge der Gegenkraft der Feder 23, die auf die Stange 24 einwirkt, wird erneut eine Gegenschubkraft auf das bewegliche Element 22 ausgeübt; die Schubkraft der geneigten Verlängerung 30A der Zähne 30 auf die geneigten Ebenen 29 bewirkt eine Drehbewegung des beweglichen Elements 22 mit einer weiteren Bewegung um 30º.
• In dieser Situation kehren somit die Zähne 30 in ihre Anfangsposition zurück, d. h. sie beschränken die lineare Gleitbewegung mittels der Führungen 21 A und 21 B derart, daß unter der Schubkraft der Feder 23 das Zurückziehen der Stange 24 ermöglicht wird.
• Somit wird wieder die in Fig. 5 gezeigte Position erhalten.
• Es ist zu beachten, daß die beschriebene bestimmte Konfiguration mit einem Adapter CB, der mit dem System der geneigten Ebenen und/oder Nocken ausgerü stet ist, das Erhalten eines bistabilen Systems mit deutlich reduzierten Abmessungen erlaubt; im beschriebenen Fall erlauben außerdem die Leistungscharakteristiken des Thermobetätigungselements 5 das Handhaben hoher Lasten; folglich kann das monostabile Betätigungselement DA leicht in ein bistabiles Betätigungselement umgewandelt werden, in einer einfachen und modularen Weise mittels des Adapters, sofern die gezeigten Komponenten DA und CB separat zusammengefügt und getestet werden können.
• In der Figur wird die bistabile Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dargestellt, d. h. in einer Anwendung einer Türblockierung für elektrische Haushaltsgeräte, wie z. B. Waschmaschinen und/oder Kochherde; ein solches Sicherheitssystem hat sich im Fall von Waschmaschinen als besonders nützlich erwiesen, um das Öffnen der Tür während des Gebrauchs zu vermeiden, und im Fall der Kochherde, um das Öffnen der Tür z. B. während Pyrolyse-Reinigungsprozeduren zu vermeiden.
• In Fig. 6 ist die Türblockierungsvorrichtung als Ganzes mit 40 bezeichnet, welche einen Körper 41, ein Türblockierungselement 42 und einen Mikroschalter 43 zum Erfassen der verschiedenen Funktionszustände besitzt.
• Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung in Baueinheit mit einem Gehäusekörper 41 ausgebildet, wobei dessen Stange 24 in der obenbeschriebenen Weise auf das Blockierungselement 42 Schubkräfte ausübt und dieses in Position hält, welches am Punkt 44 angelenkt ist und im Punkt 45 gehalten wird; der Mikroschalter 43 erfaßt mit seinem Hebel 46 die zwei Arbeitspositionen des Elements 42.
• Aus der gegebenen Beschreibung werden die Eigenschaften der Vorrichtung gemäß der Erfindung deutlich, ebenso wie ihre Vorteile.
• Insbesondere gilt in der beschriebenen Ausführungsform:
• - die Verwendung eines Thermobetätigungselements 5 erlaubt die Entwicklung einer beträchtlichen Kraft mit dem Ziel der Bewegung auch schwerer Lasten, z. B. in der Größenordnung von 20 kg, bei gleichzeitig reduzierten Abmessungen: der Körper 2, 3 der dargestellten Vorrichtung 1 weist die folgenden Abmessungen auf: 17 · 18,5 · 71,5 mm (ausschließlich der Flansche 13 und 14, der Anschlüsse 7 und der Stange 24);
• - die Verwendung einer elektrischen Heizvorrichtung 6 des PTC-Typs erlaubt die thermische Einstellung des Betätigungselements 5 ohne Hinzufügen anderer Steuersysteme, und ermöglicht somit das Erhalten einer genaueren Steuerung der Betätigungsvorrichtung bei geringen Kosten;
• - die Verwendung eines thermoelektrischen Betätigungselements, das ein Thermobetätigungselement 5 und eine elektrische PTC-Heizvorrichtung 6 umfaßt, erlaubt die Betätigung bei unabhängig von der Versorgungsspannung betriebenem System, während ein geringer Energieverbrauch erreicht wird;
• - das bistabile kinematische Bewegungselement (CB) erlaubt eine weitere Energieeinsparung während der langen Betätigungszyklen der Vorrichtung 1, da es in Arbeits- und/oder Ruhezuständen mit kurzen Stromversorgungszyklen arbeitet;
• - die speziellen geneigten Ebenen und/oder die Nockenstruktur des kinematischen Systems erlauben, ein einfaches bistabiles mechanisches System zu erhalten mit reduzierten Abmessungen, das sehr zuverlässig ist und eine Schubkraft auf große Lasten ausüben kann, auch im Fall einer sporadischen Erhöhung der Kräfte, die auf die Stange 24 ausgeübt werden;
• - die relativ langsamen Einsetzzeiten, normalerweise mehrere Sekunden, erlauben die Beseitigung von Schwingungen oder von Geräuschen während des Stromversorgungzyklus;
• - die Modularität des Systems erlaubt die Herstellung und getrennte Prüfung des Betätigungselements und der bistabilen Teile bei einer Reduktion der Kosten, die durch Produktionsabfall entstehen.
• Aus dem vorangehenden folgt daher, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein sehr viel größeres Anwendungsgebiet besitzt als die Vorrichtung des bekannten Typs, da sie unter sehr verschiedenen Gebrauchsbedingungen richtig funktioniert, wie z. B. in reduzierten Räumen, ohne hochentwickelte Steuersysteme, mit großen Lasten und sowohl mit Hochspannungs- als auch Niedrigspannungsstromversorgungen.
• Es ist klar, daß ein Fachmann zahlreiche Varianten der beispielhaft beschriebenen Vorrichtung ausführen kann, ohne von den Neuartigkeitsprinzipien, die der erfinderischen Idee eigen sind, abzuweichen.
• Ferner ist klar, daß die bistabile Betätigungsvorrichtung, die in einer Anwendung eines Türblockierungssystems für elektrische Haushaltsgeräte gezeigt und beschrieben worden ist, vorteilhaft für verschiedene Verwendungen genutzt werden kann, wie z. B. beim Öffnen/Schließen von Belüftungsklappen in nicht frierenden Kühlschränken, oder zusammen mit Ventilen; in diesem zweiten Fall erlaubt die Vorrichtung gemäß der Erfindung, daß aufgrund ihrer relativ langsamen Einsetzzeiten das Auftreten von Turbulenzen vermieden wird, was normalerweise als "Wasserhämmern" bezeichnet wird.

Claims (8)

1. Betätigungsvorrichtung, die in der Lage ist, ihren Betriebszustand von einem stabilen Außerbetriebszustand in einen stabilen Arbeitszustand zu ändern, enthaltend:

- ein Betätigungselement (DA) mit einer monostabilen Betätigungseinrichtung (5), welche in der Lage ist, eine axial nach außen gerichtete Bewegung einer ersten linear bewegbaren Stange (10, 11) hervorzurufen, wenn die Betätigungseinrichtung (5) aktiviert wird, und welche eine axial nach innen gerichtete Bewegung der ersten Stange (10, 11) ermöglicht, wenn die Betätigungseinrichtung (5) deaktiviert wird, und

- einen Adapter (CB) zum Umwandeln der linearen Bewegung der ersten Stange (10, 11) in eine bistabile Betätigung, um den Arbeitszustand sogar dann aufrecht zu erhalten, wenn die Betätigungseinrichtung (5) deaktiviert ist, wobei der Adapter (CB) enthält:

- eine zweite Stange (24),

- ein elastisches Element (23), welches auf die zweite Stange (24) einwirkt und die zweite Stange (24) in Richtung der ersten Stange (10, 11) vorspannt, wobei die zweite Stange (24) in der Lage ist, eine Bewegung entgegen der Kraft des elastischen Elements (23) auszuführen,

- einen Körper (3), der zumindest einen Teil der zweiten Stange (24) und des elastischen Elements (23) aufnimmt und im Inneren mit Führungselementen (21 A, 21 B) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß ein erstes Element (20) vorgesehen ist, welches zwischen der ersten Stange (10, 11) und der zweiten Stange (24) eine axiale Gleitbewegung gegenüber dem Körper (3) ausführen kann und welches durch die Führungsmittel (21 A, 21 B) an einer Drehung gehindert wird,

- daß ein zweites Element (22) vorgesehen ist, welches neben dem ersten Element (20) und gleitbar sowie drehbar gegenüber dem Körper (3) zwischen der ersten Stange (10, 11) und der zweiten Stange (24) angeordnet ist,

wobei das erste und das zweite Element (20, 22) schräg verlaufende Flächen (26, 30A) aufweisen, welche zum Drehen des zweiten Elements (22) bei Eingriff des ersten Elementes (20) mit dem zweiten Element (22) unter einem durch die erste Stange (10, 11) ausgeübten Druck miteinander in Eingriff bringbar sind, und wobei das zweite Element (22) Vorsprünge (30) aufweist, welche mit Enden (28, 29) der Führungsmittel (21 A, 21 B) in Eingriff bringbar sind, um das zweite Element (22) und die zweite Stange (24) nach der ersten Verschiebung der Elemente (20, 22) durch die erste Stange (10, 11) im Arbeitsstand zu halten, wobei ein nachfolgendes Verschieben der Elemente (20, 22) durch die erste Stange (10, 11) den Vorsprüngen (30) ermöglicht, außer Eingriff von den Enden (28, 29) der Führungsmittel (21 A, 21 B) und des elastischen Elements (23) zu gelangen, um die zweite Stange (24) zurückzuziehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge radiale Zähne (30) des zweiten Elements (22) enthalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge oder Zähne (30) und die Enden (28, 29) der Führungsmittel (21 A, 21 B) schräg verlaufende Oberflächen aufweisen.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (DA) eine Wärmebetätigungseinrichtung (5) mit einem Betätigungskörper (8) enthält, der thermisch und/oder elektrisch mit einer elektrischen Heizeinrichtung (6) verbunden ist, wobei in dem Körper (8) eine Kammer ausgebildet ist, die mit einem bei Einwirkung von Wärme expandierbaren Material (9), insbesondere Wachs, gefüllt ist, wobei ein Kolben (10) zumindest teilweise in der Kammer eingesetzt ist und wobei die Expansion des Materials (9) in der Lage ist, eine Druckkraft auf den Kolben (10) in Richtung der Außenseite des Betätigungskörpers (8) aufzubringen, wenn das Material einem Temperaturanstieg ausgesetzt ist, der durch die Heizeinrichtung (6) bewirkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (DA) und der Adapter (C8) entsprechende Körper (2, 3) aufweisen, welche wechselseitig miteinander verbunden werden können, insbesondere mittels wechselseitig vorgesehener Hakenmittel (13-16).

6. Verwendung der Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche zum Blockieren der Tür eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Waschmaschine oder eines Backofens.

7. Verwendung der Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5 für das Öffnen und Schließen von Luftzirkulationsklappen in einem Kühlschrank ohne Gefrierfach.

8. Verwendung der Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5 in Kombination mit Ventilen.