DE9319929U1 - Linear actuator - Google Patents
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Description
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Stuttgart, den 23.12.1993 G 10415 Da/EiStuttgart, 23.12.1993 G 10415 Da/Ei
Linearer StellantriebLinear actuator
Die Erfindung betrifft einen linearen Stellantrieb mit einem thermostatischen Arbeitselement, das einen ausfahrenden Arbeitskolben und ein Gehäuse aufweist, das mit einem Führungsteil in einem Führungssteg eines Halters geführt und entgegen der Ausfahrrichtung des Arbeitskolbens mittels einer Überlastfeder gehalten ist, die an dem Halter abgestützt ist.The invention relates to a linear actuator with a thermostatic working element, which has an extending working piston and a housing, which is guided by a guide part in a guide web of a holder and is held against the extension direction of the working piston by means of an overload spring, which is supported on the holder.
Bei einem bekannten Stellantrieb der eingangs genannten Art (DE-GM 88 13 925.5), ist der Halter als ein Druckgußteil hergestellt, an den ein Führungssteg für das Führungsteil des Gehäuses des Arbeitselementes und ein Steg als Widerlager für die Oberlastfeder angeformt sind.In a known actuator of the type mentioned above (DE-GM 88 13 925.5), the holder is manufactured as a die-cast part, to which a guide web for the guide part of the housing of the working element and a web as an abutment for the upper load spring are formed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is based on the object of creating an actuator of the type mentioned above which can be manufactured simply and inexpensively.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Halter ein im wesentlichen U-förmig gestaltetes Blechteil ist, dessen Schenkel im mittleren Bereich mittels eines den Führungssteg bildenden Verbindungsprofils verbunden sind und die an ihren Enden eine Abstützung für die Überlastfeder aufweisen, und daß durch denThis task is solved by the holder being a substantially U-shaped sheet metal part, the legs of which are connected in the middle area by means of a connecting profile forming the guide web and which have a support for the overload spring at their ends, and that
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Quersteg des Blechteils hindurch eine den Arbeitskolben verlängernde Stange ragt.A rod extending the working piston protrudes through the crosspiece of the sheet metal part.
Auf diese Weise wird ein sehr kompakter Stellantrieb geschaffen, bei welchem der Halter einfach und kostengünstig gefertigt werden kann, da er ein einfach gestaltetes Blechteil ist. Mittels des Verbindungsprofils, das gleichzeitig den Führungssteg für das Führungsteil des Gehäuses des Arbeitselementes bildet, wird eine ausreichende Steifigkeit erhalten.In this way, a very compact actuator is created in which the holder can be manufactured easily and inexpensively, since it is a simply designed sheet metal part. Sufficient rigidity is achieved by means of the connecting profile, which also forms the guide web for the guide part of the housing of the working element.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß dem Arbeitskolben eine Rückstellfeder zugeordnet ist, die an den Quersteg des Blechteils abgestützt ist. Eine federnde Rückstellkraft ist bei derartigen Stellantrieben immer erforderlich, da der Arbeitskolben bei Absinken der Temperatur nicht automatisch zurückgeht. In manchen Anwendungsfällen kann diese federnde Rückführung bereits von dem zu verstellenden Bauteil ausgehen, so daß eine gesonderte Rückstellfeder entfallen kann. Die Integrierung der Rückstellfeder in den Stellantrieb hat jedoch den Vorteil, daß der Stellantrieb universell einsetzbar ist, d.h. unabhängig davon, ob das zu verstellende Bauteil eine federnde Rückstellwirkung hat oder nicht.In a further embodiment of the invention, a return spring is assigned to the working piston, which is supported on the crossbar of the sheet metal part. A spring-loaded return force is always required for such actuators, since the working piston does not automatically return when the temperature drops. In some applications, this spring-loaded return can already come from the component to be adjusted, so that a separate return spring can be omitted. However, the integration of the return spring into the actuator has the advantage that the actuator can be used universally, i.e. regardless of whether the component to be adjusted has a spring-loaded return effect or not.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Enden der Schenkel des Blechteils hakenförmig nach innen umgebogen sind. Sie bilden dann in einfacher Weise eine Abstützung für die Uberlastfeder.In a further embodiment of the invention, the ends of the legs of the sheet metal part are bent inwards in a hook shape. They then form a support for the overload spring in a simple manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Quersteg des Blechteils mit einem Einsatz versehen ist, der eine Gleitführung für die den Arbeitskolben verlängernde Stange bildet. Dadurch wird der Arbeitskolben unabhängig von dem zu verstellenden Bauteil linear geführt, so daß nur lineare Kräfte auf diesen Bauteil einwirken.In a further embodiment of the invention, the crosspiece of the sheet metal part is provided with an insert that forms a sliding guide for the rod extending the working piston. As a result, the working piston is guided linearly independently of the component to be adjusted, so that only linear forces act on this component.
&Iacgr;-3-.Λ-3-.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verbindungsprofil ein gebogenes Blechprofil ist, das mit einem Durchzug zur Aufnahme des Führungsteils des Gehäuses des Arbeitselementes versehen ist. Damit wird erreicht, daß auch das Verbindungsprofil in einfacher Weise herzustellen ist.In a further embodiment of the invention, it is provided that the connecting profile is a bent sheet metal profile that is provided with a passage for receiving the guide part of the housing of the working element. This ensures that the connecting profile can also be manufactured in a simple manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Verbindungsprofil eine ü-förmige Gestalt aufweist und daß seine Schenkel an den Schenkeln des Blechteils befestigt sind. Dadurch wird eine Konstruktion mit einer guten Steifigkeit erhalten. In a further embodiment of the invention, it is provided that the connecting profile has a U-shaped configuration and that its legs are attached to the legs of the sheet metal part. This results in a construction with good rigidity.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Verbindungsprofil entgegen der Wirkung der Überlastfeder gegen von den Schenkeln nach innen abgebogene Laschen abgestützt ist. Damit wird eine sichere Fixierung des Verbindungsprofils entgegen der Wirkung der Überlastfeder erhalten, ohne daß damit die Verbindungsstelle zwischen dem Blechteil und dem Verbindungsprofil belastet wird. Diese Verbindung kann daher relativ einfach gestaltet werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dabei vorgesehen, daß die Schenkel des Blechteils mit Bördellaschen versehen sind, die um die Schenkel des Verbindungsprofils herumgebördelt sind.In a further embodiment of the invention, it is provided that the connecting profile is supported against the effect of the overload spring against tabs bent inwards from the legs. This ensures that the connecting profile is securely fixed against the effect of the overload spring, without putting any strain on the connection point between the sheet metal part and the connecting profile. This connection can therefore be designed relatively simply. In an advantageous embodiment, it is provided that the legs of the sheet metal part are provided with flanged tabs that are flanged around the legs of the connecting profile.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß einer der Schenkel des Blechteils mit mit Befestigungsöffnungen versehenen, seitlich abragenden Laschen versehen ist. Damit wird auch eine Möglichkeit geschaffen, in einfacher Weise das als Halter dienende Blechteil an einem Bauteil zu befestigen.In a further embodiment of the invention, one of the legs of the sheet metal part is provided with tabs that protrude to the side and have fastening openings. This also creates the possibility of easily fastening the sheet metal part that serves as a holder to a component.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellantrieb, wobei eine den Arbeitskolben eines thermostatischen Arbeitselementes verlängernde StangeFig. 1 shows an axial section through an actuator according to the invention, wherein a rod extending the working piston of a thermostatic working element
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nur teilweise geschnitten und im übrigen als Ansicht dargestellt ist,only partially cut and otherwise shown as a view,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 undFig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1 and
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht in Richtung des
Pfeiles III der Fig. 1.Fig. 3 is a partially sectioned view in the direction of the
Arrow III of Fig. 1.
Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte lineare Stellantrieb enthält ein thermostatisches Arbeitselement (10) , das in bekannter Weise aufgebaut ist. Es besitzt ein Gehäuse (11)/ in welchem ein Dehnstoff angeordnet ist, insbesondere eine Wachsmischung, die temperaturabhängig ihr Volumen verändert. In das Gehäuse (11) ragt ein Arbeitskolben (12) hinein, der in bekannter Weise gegenüber dem den Dehnstoff enthaltenden Bereich abgedichtet ist. Bei einer Erwärmung und der damit verbundenen Ausdehnung des Dehnstoffes wird der Arbeitskolben (12) aus dem Gehäuse (11) ausgetrieben. In das offene Ende des Gehäuses (11) ist ein Führungsteil (13) eingebördelt, das einerseits zur Führung des Arbeitskolbens (12) und andererseits zur Führung des Gehäuses (11) dient.The linear actuator shown in Fig. 1 to 3 contains a thermostatic working element (10) which is constructed in a known manner. It has a housing (11) in which an expansion material is arranged, in particular a wax mixture which changes its volume depending on the temperature. A working piston (12) projects into the housing (11) and is sealed in a known manner from the area containing the expansion material. When the expansion material is heated and expands as a result, the working piston (12) is expelled from the housing (11). A guide part (13) is crimped into the open end of the housing (11), which serves on the one hand to guide the working piston (12) and on the other hand to guide the housing (11).
Das Führungsteil (13), das in Richtung zu dem Gehäuse (11) mit einem verbreiterten Ringbund (15) versehen ist, ist in einem Führungssteg (16) geführt, gegen den der Ringbund (15) mittels einer Überlastfeder (17) angedrückt wird, die an das Gehäuse (11) angreift.The guide part (13), which is provided with a widened annular collar (15) in the direction of the housing (11), is guided in a guide web (16) against which the annular collar (15) is pressed by means of an overload spring (17) which engages the housing (11).
Der Arbeitskolben (12) ist mit einer Stange (18) verlängert, an deren Ende sich ein Mitnehmer (19) befindet, der in das zu verstellende Bauteil eingreift. Die Stange (18) ist mit einem tellerartigen Ansatz (20) versehen, an den eine Rückstellfeder (21) angreift, die den Arbeitskolben (12) bei absinkender Temperatur zurück in das Gehäuse (11) drückt. In der Endposition stößt der tellerartige Ansatz (20) gegen das Führungsteil (13) und begrenzt somit die Bewegung. Die Rückstellfeder (21) istThe working piston (12) is extended by a rod (18), at the end of which there is a driver (19) that engages the component to be adjusted. The rod (18) is provided with a plate-like projection (20) to which a return spring (21) engages, which presses the working piston (12) back into the housing (11) when the temperature drops. In the end position, the plate-like projection (20) hits the guide part (13) and thus limits the movement. The return spring (21) is
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deutlich schwächer vorgespannt als die Uberlastfeder (17) , so daß während des normalen Arbeitens des Stellantriebes sich nur der Arbeitskolben (12) mit der Stange (18) bewegt. Wenn die Stange (18) oder ihr Mitnehmer (19) gegen einen Anschlag läuft und eine weitere Temperaturerhöhung auf eine sogenannte Übertemperatur auftritt, so wird der Arbeitskolben (12) weiter aus dem Gehäuse (11) ausgetrieben. Da der Arbeitskolben (12) in diesem Fall angehalten wird, bewegt sich das Gehäuse (11) relativ zu dem Arbeitskolben (12) gegen die Uberlastfeder (17).pre-tensioned significantly less than the overload spring (17), so that during normal operation of the actuator only the working piston (12) moves with the rod (18). If the rod (18) or its driver (19) runs against a stop and a further increase in temperature to a so-called overtemperature occurs, the working piston (12) is driven further out of the housing (11). Since the working piston (12) is stopped in this case, the housing (11) moves relative to the working piston (12) against the overload spring (17).
Der lineare Stellantrieb enthält weiter einen Halter (22), der alle die bisher erwähnten Teile aufnimmt und auf diese Weise mit diesen Teilen eine fertig montierte, einsatzfähige Baueinheit bildet. Der Halter (22) besteht im wesentlichen aus einem U-förmig gebogenen Blechteil, dessen Quersteg (23) quer zu dem Arbeitskolben (12) verläuft, während die beiden Schenkel (24, 25) parallel zu dem Arbeitskolben (12) verlaufen. Die freien Enden (26, 27) der Schenkel (24, 25) sind hakenförmig nach innen abgebogen und dienen unmittelbar als Abstützung für die Überlastfeder (17).The linear actuator also contains a holder (22) which holds all the previously mentioned parts and thus forms a fully assembled, operational unit with these parts. The holder (22) essentially consists of a U-shaped sheet metal part, the crosspiece (23) of which runs transversely to the working piston (12), while the two legs (24, 25) run parallel to the working piston (12). The free ends (26, 27) of the legs (24, 25) are bent inwards in a hook shape and serve directly as a support for the overload spring (17).
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind die Schenkel (24, 25) in dem Bereich des Gehäuses (11) des thermostatischen Arbeitselementes (10) , d.h. in dem "Fühlbereich" schmaler als in dem übrigen Berich, so daß das Medium, dessen Temperatur die Stellarbeit des Stellantriebes auslösen soll, gut das Gehäuse (11) umspülen kann. Um den Durchtritt des Mediums zu dem GehäuseAs can be seen from Fig. 3, the legs (24, 25) in the area of the housing (11) of the thermostatic working element (10), i.e. in the "sensing area", are narrower than in the rest of the area, so that the medium, the temperature of which is to trigger the actuating work of the actuator, can easily flow around the housing (11). In order to ensure the passage of the medium to the housing
(11) zu verbessern, ist es möglich, die Schenkel (24, 25) in den Bereich des Gehäuses (11) mit einem zusätzlichen Fenster(11), it is possible to install the legs (24, 25) in the area of the housing (11) with an additional window
(28) zu versehen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.(28) as shown in Fig. 3.
Die beiden Schenkel (24, 25) des Blechteils sind mit einem Verbindungsprofil (29) miteinander verbunden, das gleichzeitig als Führungssteg (16) für das Führungsteil (13) dient. Das Verbindungsprofil (29) ist ein U-förmig gebogenes Blech, dessen Quersteg mit einem Durchzug (30) versehen ist, der als Führung fürThe two legs (24, 25) of the sheet metal part are connected to one another with a connecting profile (29), which also serves as a guide web (16) for the guide part (13). The connecting profile (29) is a U-shaped bent sheet metal, the cross web of which is provided with a passage (30) which serves as a guide for
das Führungsteil (13) dient. Die Schenkel des Verbindungsprofils (29) liegen innen an den Schenkeln (24, 25) an und sind mit diesen derart verbunden, daß die Schenkel (24, 25) sich weder auseinanderbewegen noch näher zueinander bewegen lassen. Die Schenkel (24, 25) sind mit nach innen abgebogenen, mittels eines U-förmigen Ausschnittes geschaffenen Laschen (31) versehen, die in unmittelbar an den Quersteg anschließende Aussparungen der Schenkel des Verbindungsprofils (29) eindringen und somit den Quersteg in Richtung der Kraftwirkung der Überlastfeder (17) in dem Halter (22) abstützen. Aufgrund dieser Abstützung kann die Verbindung zwischen den Schenkeln (24, 25) des Halters (22) und den Schenkeln des Verbindungsprofils (29) so gestaltet werden, daß von dieser Verbindung nur Querkräfte aufgenommen werden, d.h. Kräfte quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (12) . Es genügt daher eine Bördelverbindung, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die beiden Schenkel (24, 25) sind jeweils beidseits mit Bördellaschen (32) versehen, die um die Schenkel des Verbindungsprofils (29) nachthe guide part (13) is used. The legs of the connecting profile (29) rest on the inside of the legs (24, 25) and are connected to them in such a way that the legs (24, 25) can neither move apart nor move closer to each other. The legs (24, 25) are provided with inwardly bent tabs (31) created by means of a U-shaped cutout, which penetrate into recesses in the legs of the connecting profile (29) immediately adjacent to the crossbar and thus support the crossbar in the direction of the force effect of the overload spring (17) in the holder (22). Due to this support, the connection between the legs (24, 25) of the holder (22) and the legs of the connecting profile (29) can be designed in such a way that this connection only absorbs transverse forces, i.e. forces transverse to the direction of movement of the working piston (12). A flanged connection, as shown in the embodiment, is therefore sufficient. The two legs (24, 25) are each provided with flanged tabs (32) on both sides, which can be wrapped around the legs of the connecting profile (29) in the direction of
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innen herumgebördelt sind. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Schenkel des Verbindungsprofils (29) etwas schmaler als die Schenkel (24, 25) des Halters (22), so daß die Bördellaschen (32) nicht über die Seitenränder der Schenkel (24, 25) überstehen. Um das Bördeln zu erleichtern, sind beidseits der Bördellaschen Einschnitte (33) in den Schenkeln (24, 25) vorgesehen.are flanged around the inside. As can be seen in particular from Fig. 2, the legs of the connecting profile (29) are somewhat narrower than the legs (24, 25) of the holder (22), so that the flanged tabs (32) do not protrude beyond the side edges of the legs (24, 25). To facilitate the flanged operation, incisions (33) are provided in the legs (24, 25) on both sides of the flanged tabs.
In den Quersteg (23) des Halters (22) ist von innen her ein Einsatz (34) eingesetzt, der vorzugsweise eingepreßt ist, um den Einsatz (34) drehfest zu halten. Dieser Einsatz (34) ist innen innerhalb des Halters (2 2) in der Art eines Federtellers gestaltet, an dem sich die Rückstellfeder (21) abstützt und zentriert. Der Einsatz (34) dient zur Führung der Stange (18) , die eine zylindrische Gestalt aufweist und mit einer Längsrippe (35) versehen ist. Der Einsatz (34) enthält eine der LängsrippeAn insert (34) is inserted from the inside into the crosspiece (23) of the holder (22), which insert is preferably pressed in to hold the insert (34) in a rotationally fixed manner. This insert (34) is designed inside the holder (22) in the manner of a spring plate, on which the return spring (21) is supported and centered. The insert (34) serves to guide the rod (18), which has a cylindrical shape and is provided with a longitudinal rib (35). The insert (34) contains one of the longitudinal ribs
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(35) entsprechende Aussparung, so daß die Stange (18) in Umfangsrichtung positioniert ist.(35) corresponding recess so that the rod (18) is positioned in the circumferential direction.
Der Schenkel (24) ist mit zwei seitlich abragenden Laschen (36) versehen, die Befestigungsöffnungen (37) aufweisen. Diese Laschen (36) dienen zur Befestigung des gesamten Stellantriebs an einem Träger o.dgl.The leg (24) is provided with two laterally protruding tabs (36) which have fastening openings (37). These tabs (36) are used to fasten the entire actuator to a support or similar.
Der Halter (22) wird mit allen seinen Teilen als Blechstanzteil hergestellt und dann durch Biege- und Kantvorgänge in die gewünschte Form gebracht. Gleiches gilt für das Verbindungsprofil (29), so daß sich eine äußerst einfache Fertigung ergibt.The holder (22) and all its parts are manufactured as a stamped sheet metal part and then brought into the desired shape by bending and folding. The same applies to the connecting profile (29), which makes it extremely easy to manufacture.
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