DE2440884A1 - Steuervorrichtung - Google Patents

Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DSPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandersheim, 26« August 1974 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

Talegramm-Adrssse: Siedpatent Badgandaraheim

Unsere Akten-Nr. 2803/2

ANSTALT EGRA.

Pat ent ge such, vom 26. August 1974

.ANSTALi¹ EGRA
Vaduz
Liechtenstein

Steuervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, welche gesteuert von der alternativen Bewegung eines von zwei Betätigungsgliedern ein Ausgangsglied bewegt, welch letzteres mit einem von der Steuervorrichtung zu betätigenden Glied verbindbar ist«. Eine solche Steuervorrichtung kann dazu dienenj ausgehend von der Betätigung eines von zwei wirkungsmäßig parallel zueinander angeordneten Betätigungagliedernj, die zur wahlweisen (alternativen) Betätigung vorgesehen sind_? ein Ausgangsglied und über diese eine diesem nachgeschaltete Vorrichtung zu betätigen*

In manchen Fällen soll eine Vorrichtung alternativ mittels eines von zwei Betätigungsgliedern steuerbar sein, welch letztere an verschiedenen Stellen angeordnet sind«, Dies ist z_eB„ häufig der Pail bei- Booten und Schiffen, wo der Gashebel und die Kupplung des Motors mittels eines von zwei Betätigungsgliedern gesteuert werden können, deren

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Ra/Hn,

Bewegungen gewöhnlich über sogenannte Stoßdrahtsteuerungen (Bowdenzüge) zu einer Steuervorrichtung übertragen Werden, die zwischen den Betätigungsgliedern und der zu steuernden Vorrichtung angeordnet istο

Eine solche Steuervorrichtung kann z.B_c ein Hebelsystem sein, welches einen Hebel aufweist, der an zwei verschiedenen Stellen mit den Betätigungsgliedern und an einer dritten Stelle mit der zu steuernden Vorrichtung jeweils über ein geeignetes Übertragungssystem verbunden ist.

Vorrichtungen dieser Art arbeiten langsam und ungenau, insbesondere wegen der Lose bzw. des Spiels zwischen ihren verschiedenen Teilen. Dieser Nachteil macht sich dann besonders stark bemerkbar, wenn die Bewegungsrichtung eines der Betätigungsglieder umgekehrt wird.

Eine andere Art von Steuervorrichtung, die sich zur Verwendung in Verbindung mit Bowdehzugverbindungen zu den Betätigungsgliedern eignet, kann ein Gestell auf v/eisen, auf dem ein Schlitten verschiebbar ist, der sowohl mit dem Zugdraht des einen Bowdenzugs wie mit der Hülle des anderen Bowdenzugs verbunden ist. Der Zugdraht des letztgenannten Bowdenzugs ist direkt mit der zu steuernden Vorrichtung verbunden» - Steuervorrichtungen dieser Art haben den Nachteil, wegen der zu überwindenden Reibung zu ihrer Betätigung relativ große Kräfte zu erfordern«, Außerdem bewegt sich bei der Betätigung die Hüllte des einen Bowdenzugs, wodurch sich der Nachteil ergibt, daß die anfängliche Konfiguration (Lage und Krümmung) der Betätigungsglieder selbst geändert wird«,

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,.

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Erfindungsgemäß wird dies bei einer eingangs genannten .Steuervorrichtung dadurch erreicht, daß sie ein erstes und ein zweites auf einem Gestell längsverschieb— bares Glied aufweist, zwischen welchen Gliedern ein jeweils mit mindestens einem- Teil beider längsverschiebbaren Glieder zusammenwirkender Rollkörper angeordnet ist, wobei der Rollkörper auf dem betreffenden Teil des einen längsverschiebbaren Glieds verdrehbar ist, wenn das andere längsverschiebbare Glied' eine Längsverschiebung erfährt, und daß das Äusgangsglied mit dem Rollkörper in der Weise verbunden ist, daß es bei einer Längsverschiebung dieses Rollkörpers ebenfalls eine Längsverschiebung erfährt. Eine solche Steuervorrichtung ermöglicht bei geringem Kraftaufwand von beiden Betätigungsgliedern aus eine genaue Steuerung»

V/eitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner V/eise als Einschränkung zu verstehenden Ausführungs— beispiel,^swle aus den Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig., 1 eine teilweise Draufsicht auf ein Ausführungs— beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figo 2 eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig«, 3 einen' Längsschnitt durch die Vorrichtung nach den Fig_o 1 und 2,

Fi£> 4 bis 6 Schnitte durch die Anordnung nach den vorhergehenden Figuren, gesehen längs der Linien IV-IV bzw. V-V bzw. VI-VI der Fig. 3, und

Fig« 7 und 8 schematische Seitenansichten der Vorrichtung nach den vorhergehenden Figuren in zwei verschiedenen Arbeitsteilungen«,

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Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein mit der Bezugszahl 1 bezeichnetes Gestell vorgesehen, das Querteile 2 aufweist, welche in geeigneter Weise, z.B. durch (nicht dargestellte) Schrauben zusammengehalten sindc Auf der Außenseite der Teile 2 ist jeweils ein plattenförmiges Teil 3 (Fig· 4) mittels Schrauben 4 fixiert; die Teile 3 sind mit Führungen in Form von länglichen Yorsprüngen 5 versehen, von denen jeder mit einer entsprechenden Hut 6 in zwei längsverschiebbaren Gliedern oder Schlitten 7_t 7' zusammenwirkt, so daß diese relativ zu den Teilen 3 längsverschiebbar sind. Auf der den Teilen 2 zugewandten Seite weisen die Glieder 7 und 7¹ jeweils ein Teil 8 bzw» 8· in Form einer Zahnstange auf, welche Teile jeweils mit einem beim Ausführungsbeispiel als Doppelzahnrad ausgebildeten Rollkörper 9 zusammenwirken_o Die beiden scheibenförmig ausgebildeten Zahnräder 9 des Rollkörpers sind zwischen den längsverschiebbaren Gliedern T₉ 7¹ angeordnet und hemmen daher gleichzeitig mit den Zahnradstangenpaaren 8, 8¹ beider Glieder 7 und 7¹· Naturgemäß kann der Rollkörper 9 auch in anderer Form ausgebildet sein, wobei dann die Teile 8 bzw. 8^f ebenfalls abgewandelt werden müssen» Zum Beispiel könnten Teile aus elastomeren Material verwendet werden, die mit Vorspannung gegeneinander gepreßt werden» Die dargestellte Ausführungsform mit Zahnrädern und Zahnstangen 7, 7' wird aber bevorzugt, da sie bei leichtem Lauf sehr betriebssicher arbeitet»

Eine in eine Innenausnehmung der Zahnräder 9 eingesetzte Buchse 10 verbindet die Zahnräder 9 starr miteinander«, Ferner sind die Zahnräder 9 mit zylindrischen Naben 12 versehen, deren seitliche Enden in entsprechenden länglichen Ausnehmungen 13 (Fig. 3 und 4) der Querteile 2 angeordnet sind. Zwischen den Zahnrädern 9 ist auf dem mittleren Abschnitt der jeweiligen Naben 12 eine Riemenscheibe In Porm eines zylindrischen Glieds 14 angeordnet, welche bei der dargestellten Ausführungsform mit drei

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ringförmigen Führungsbahnen 15 versehen ist. Ein drittes längsverschiebbares Glied 16 ist am Gestell 1 zwischen den Zahnrädern 9 angeordnet und relativ zum Gestell 1 in axialer Richtung längsverschiebbar.

Zwei verformbare Glieder 17 (Fig. 3,4,5), z.B. in Form von flexiblen Drähten, Metallseilen, Bändern oder· Ketten, sind in den beiden seitlichen Führungsbahnen 15 des Glieds 14 angeordnet und um sie mit einem Umschlingungswinkel von ca« 180 herumgewickelt«, Jeweils ein Ende von ihnen ist an einem mit dem Gestell 1 starr verbundenen Block 18 befestigt, vgl. die Fig. 3 und 6, und das andere Ende ist jeweils mit einem Ende 21 des dritten längsverschiebbaren Glieds 16 verbunden, vgl. Fig. 3. '

Ein drittes verformbares Glied 22 (vgl. Fig. 3 und 4) umschlingt mit einem Umschlingungswinkel von ebenfalls ca. 180° die mittlere Führungsbahn 15 des zylindrischen Glieds 14$, wobei eines seiner Enden an einem am Gestell 1 ' befestigten Block 23 (Fig. 3) und sein anderes Ende mit dem anderen Ende 24 des dritten verschiebbaren Glieds fest verbunden ist© Die Lage der Blöcke 18 und 23 einerseits und der Enden 21 und 24 des Glieds 16 andererseits ist dergestalt gewählt^ daß jedes der verformbaren Glieder 17 und 22 zwei zueinander im wesentlichen parallele Endabschnitte aufweist, wie das Fig. 3 klar zeigt.

Zweckmäßig ist die Lage der Blöcke 18 und 23 relativ zum Gestell 1 axial einstellbar^ damit man das Ende des jeweils daran befestigten verformbaren Glieds 17 bzw. 22 ■ exakt einstellen kann_o Hierzu sind am Gestell 1 zwei Ausnehmungen 25 vorgesehen? in denen diese Blöcke jeweils axial verschiebbar sind«. Zum Verschieben dient jeweils eine Einstellschraube 25a₅ welche wie dargestellt in ein Innengewinde des zugeordneten Blocks eingeschraubt ist und ein Loch des Gestells 1 durchdringt*,

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Die Enden der verformbaren Elemente 17 und 22 können jeweils mit einer zylindrischen Verstärkung 27 versehen sein, die jeweils in einer zugeordneten zylindrischen Ausnehmung 28 (der Blöcke 18 oder 23 oder der Enden 21 bzw. 24 des Glieds 16) angeordnet ist. Hierzu sind anschließend an die Ausnehmungen 28 jeweils Schlitze 31 zum Durchführen des jeweiligen verformbaren Glieds 17 oder 22 vorgesehen·

An jedes der längsverschiebbaren Glieder 7, 7¹ ist das Ende eines entsprechenden Betätigungsglieds 32 bzw. 32* angeschlossen, das bei der dargestellten Ausführungsform auf einer flexiblen Stoßdrahtsteuerung mit einer sie umgebenden Hülle 33 bzw. 33' besteht, welch letztere zweckmäßig mittels eines Kragens 34 am Gestell 1 der Vorrichtung befestigt ist. Naturgemäß könnte aber statt solcher Bowdenzüge auch jede andere Betätigungsart verwendet werden, z.B. mittels starrer Stangen,

Die Enden der Stoßdrahtsteuerungen 32, 32' sind wie in IPig«, 3 dargestellt - mittels eines Gewindes oder ähnlicher Mittel mit einem zugeordneten Block 35 verbunden_? der innerhalb einer entsprechenden Ausnehmung des betreffenden längsverschiebbaren Glieds 7 oder 7' verschiebbar ist, um das Ende der entsprechenden Stoß— drahtsteuerung in die richtige Lage zu bringen» Hierzu dient ein geriffeltes Rad 37 in einem zugeordneten Schlitz 38 des Glieds 7 bzw. 7', in dessen Innengewinde - wie in Fig» 5 dargestellt - ein am Block 34 befestigter Gewindebolzen 39 geführt ist«,

Ein Ausgangsglied 41 ist am dritten Glied 16 befestigt und kann_s beispielsweise wie dargestellt mittels eines Kugelgelenks 42, mit einem Glied verbunden werden, das mittels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gesteuert werden soll, also z.B«, dem Gas- oder Kupplungshebel eines Bootsmotors«

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Die beschriebene Steuervorrichtung arbeitet wie folgt: Als Beispiel sei angenommen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu verwendet wird, den Gas- oder Kupplungshebel eines Boots- oder Schiffsmotors mittels zweier als Einhebelsteuerungen ausgebildeter Betätigungsglieder zu steuern, welche an verschiedenen Stellen des Boots oder Schiffs angeordnet sind. Die Bewegungen dieser Einhebelsteuerungen (Steuerhebel) werden dann über die Stoßdraht— Steuerungen 32 und 32' zur Steuervorrichtung nach der Erfindung, und zwar zu den längsverschiebbaren Gliedern 7 und 7', übertragen,· v.ührend die Hüllen 33 und 33' am Kragen 34 befestigt sind und die Stange 41 mit einem Hebelsystem verbunden ist, das z.B dazu dient, den Gashebel des Motors zu betätigen.

Es sei nun angenommen, ■daß als erstes Betätigungs— glied die Einhebelsteuerung betätigt wird, die über die Stoßdrahtsteuerung 32 mit dem Glied 7 verbunden ist, und daß hierbei die Stoßdrahtsteuerung 32 nach rechts, bezogen auf Figo 3_? verschoben wird, so daß sich die Anordnung nach -Fig_c 7 ergibt» Wenn sich dabei das Glied 7 in Pfeilrichtung nach rechts bewegt, bewirkt der Eingriff zwischen den Zahnstangen 8, 8' einerseits und den Zahnrädern 9 andererseits, daß sich letztere drehen und auf den (feststehenden) Zahnstangen 8' in Richtung nach rechts abrollen, wie sich das aus Fig« 7 klar ergibt_β

Da während dieser Drehung der Zahnräder 9 ein Ende des verformbaren Glieds 22 durch den Block 23 am Gestell 1 fixiert ist (vgl. Fig«, 3), rollt die mittlere Führungsbahn 15 des zylindrischen Glieds 14 auf diesem verformbaren Glied 22 und bewirkt so, daß sich dessen anderes Ende nach rechts bewegt, und zwar um eine Weglänge, die etwa das doppelte der Längsverschiebung der Zahnräder 9 " beträgt. Das dritte längsverschiebbare Glied 16 bewegt sich also in dieselbe Richtung wie der Draht 32, und dementsprechend auch das stangenförmige Ausgangsglied 41» welches z.B. den Gaijhebel oder die Kupplung eines Motors "betätigen kann

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Hierbei bewegen sich auch, diejenigen Enden der verformbaren Glieder 17, die mit dem Ende 24 des dritten Glieds 16 verbunden sind, so daß die Glieder 17 ständig auf die entsprechenden Führungsbahnen 15 des zylindrischen Glieds 14 gewickelt bleiben. Am Ende der erstgenannten Bewegung nehmen die Teile der Anordnung die Lage nach Pig. 7 ein.

Uimmt man nun an, die Bewegungsrichtung der Stoßdrahtsteuerung 32 werde umgekehrt, wie das Fig» 8 zeigt, so erkennt man, daß sich das Ausgangsglied 41 analog zur vorherbeschriebenen Arbeitsweise jetzt nach links bewegt. In diesem Fall wird das dritte Glied 16 durch das verformbare Glied 22 gezogen, und nicht durch das Glied 17 wie bei der Rechtsbewegung gemäß Fig, 7·

Nimmt man nun an, das andere Betätigungsglied (Einhebelsteuerung) werde betätigt, um z.B.. das Glied 7¹ nach rechts zu verschieben, so rollen die Zahnräder 9 auf den (feststehenden) Zahnstangen 8 ab, und diese Zahnräder 9 bewegen sich linear in derselben Richtung, Das dritte Glied 16 bewegt sich dann wiederum in Längsrichtung nach rechts, und zwar gesteuert von den verformbaren Gliedern 17, ganz analog zu dem vorstehend beschriebenen Bewegungsvorgang des Glieds 7· Aus der Analogie folgt auch, daß eine Bewegung des Glieds 7' nach links in der zuvor beschriebenen Weise eine Bewegung des dritten Glieds 16 in derselben Richtung zur Folge hat, und zwar bewirkt durch das verformbare Glied 22.

Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt also eine Verschiebung eines der beiden Glieder 7 oder 7¹ in einer von zwei Richtungen zu

einer entsprechenden gleichsinnigen Verschiebung des Rollglieds 9, und zwar um die Hälfte der erstgenannten Verschiebung, und dies hat wiederum - über das zylindrische Glied 14 - eine gleichsinnige Verschiebung des dritten Glieds 16 zur Folge, deren Größe der erstgenannten Verschiebung entspricht. Demzufolge ist es mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, durch eine Verschiebung

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einer der Stoßdrahtsteuerungen 32 oder 32· eine Verschiebung des Ausgangsglieds 14 in derselben Richtung und um denselben Betrag zu bewirken, während das andere Betätigungsglied feststehen bleibt»

Aus der Beschreibung folgt, daß die Kraft, die erforderlich ist, um mittels einer Verschiebung einer der Stoßdrahtsteuerungen 32 oder 32' das Ausgangsglied 41 zu verschieben, infolge der kleinen Reibung während der Relativbewegung der Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr klein ist·

Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Zahnräder auf den Zahnstangen 8 und 8^f abrollen, und daß sich gleichzeitig die biegsamen Glieder 17 und 22 biegen· Anders als die bekannten Vorrichtungen erfordert deshalb eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu ihrer Betätigung eine sehr kleine Kraft,

Ferner ist infolge der konstruktiven Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Bewegung des Ausgangs— glieds 41 stets exakt gleich den Bewegungen der Stoßdraht— Steuerungen 32, 32Ό Da ferner eine Lose oder Spiel zwischen den verschiedenen miteinander gekoppelten Teilen der Vorrichtung fehlt, wenn die Bewegungsrichtung der Glieder 32 oder 32^e umgekehrt wird, erfolgt auch bei Bewegungsumkehr eine sofortige Bewegung des Ausgangsglieds 41 ohne das Erfordernis, das Spiel zu überwinden, wie das bei den bislang bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

Durch Drehen der geriffelten Einstellräder 38 kann die Lage der Blöcke 35 relativ zum zugeordneten Glied 7 oder 7^} eingestellt und dadurch die Phasenbeziehung der Stoßdrahtsteuerungen 32, 32^δ relativ zueinander eingestellt werden» Durch Verschieben der Blöcke 18 und 23 mit.tels Drehung der Schrauben 25a kann die Spannung der verformbaren Glieder 17 und 22 eingestellt werden, um sicherzustellen, daß zwischen den Teilen der Vorrichtung keine Lose oder Spiel besteht«, . ■

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Naturgemäß sind im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankeris der vorliegenden Erfindung zahlreiche
weitere Ausgestaltungen und Abwandlungen möglich.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel

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Claims (1)

1. DIPL.-ING. HORST RÜSE DIPL.-ING. PETER KOSEL

   PATENTANWÄLTE

   3353 Bad Gandershelm, 26. August 1974

   Postfach 129 Hohanhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

   Telegramm-Adresse: Siedpalen! Badgandershelm Unsere Akten-Nr. 2803/2

   ANSTALT EGRA

   Patentgesuch vom 26. August 1974

   Patentansprüche

   h *J Steuervorrichtung, welche gesteuert von der alternativen Bewegung eines von zwei Betätigungsgliedern ein Ausgangsglied bewegt, welch letzteres mit einem von der Steuervorrichtung zu betätigenden Glied verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein erstes und ein zweites auf einem Gestell (1) längsverschiebbares Glied (7 und 7¹) aufweist, zwischen v/elchen Gliedern ein jeweils mit mindestens einem Teil (8,8^!) beider längsverschiebbaren Glieder zusammenwirkender Rollkörper (9) angeordnet ist, wobei der Rollkörper (9) auf dem betreffenden Teil des einen längsverschiebbaren Glieds verdrehbar ist, wenn das andere längsverschiebbare Glied eine Längsverschiebung erfährt, und daß das Ausgangsglied (41) mit dem Rollkörper (9) in der V/eise verbunden ist, das bei einer Längs verschiebung dieses Rollkörpers (9) ebenfalls eine Längsverschiebung erfährt _o

   2_e Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper mindestens ein Zahnrad (9) aufweist, und daß die ihm zugeordneten Teile der längs— verschiebbaren Glieder (7, 7') jeweils mindestens eine mii; diesem Zahnrad kämmende Zahnstange (8,8') aufweisen©

   Ra/Hn.

   5098U/0276

   Bankkonto; Norddeutsche Landesbank. Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

   -η-

   3. Steuervorriclitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (9) mit einem zylindrischen Teil (H) versehen ist, auf das wenigstens ein verformbares Element (15, 22) mindestens teilweise aufgewickelt ist, wobei ein erstes Ende des verformbaren Elements mit dem Gestell (1) und ein zweites Ende mit dem Ausgangsglied (16, 41) verbunden ist.

   4·.Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zylindrischen Teil (14) zwei verformbare Elemente (15, 22) mit einem Ümschlingungswinkel von jeweils rund 180° aufgewickelt sind, und daß die beiden Enden des einen verformbaren Elements (15) bezogen auf den Rollkörper (9) den beiden Enden des anderen verformbaren Elements (22) gegenüberliegen.

   5. Steuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gestell (1) ein drittes Glied (16) längsverschiebbar angeordnet ist, und daß an ihm das Ausgangsglied (41) und das zweite Ende (27, 28) des mindestens einen verformbaren Glieds (17, 22) befestigt sind.

   6. Steuervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) zwei miteinander verbundene Teile (2) aufweist, zwischen welchen der Rollkörper (9) angeordnet ist, wobei an jedem dieser Teile (2) ein mit Führungen (5) für das erste und das zweite längsverschiebbare Glied (7 und 7') versehenes, vorzugsweise plattenförmiges Teil (3) befestigt (4) ist_o

   7· Steuervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper zwei jeweils mit einem Zahnring versehene scheibenartige Teile (9) aufweist, zwischen welchen das zylindrische, mit dem mindestens einen verformbaren Glied (17, 22) bewickelte Teile (14) und das dritte längsverschiebbare Glied (16) angeordnet sind«,

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   8_O Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zylindrischen Teil (14·) drei verformbare Elemente (15, 15, 22) aufgewickelt sind, wobei jeweils ein Ende der beiden bezogen auf die Achsrichtung dieses Teils (14) äußeren Elemente (15) an einem Ende · (21) des dritten längsverschiebbaren Glieds.(16) und ein ; Ende des zwischen ihnen liegenden dritten verformbaren | Elements (22) am anderen Ende (24) des dritten längs— verschiebbaren Glieds (16) befestigt sind,

   i 9β Verwendung einer Steuervorrichtung nach mindestens

   einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung eines Boots- oder Schiffsmotors„

   Patentanwälte

   Dipl.-Ing. Horst RÖse Dipl-Ing. Peter Kosel

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