DE2751685A1 - Betaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

LUCAS INDUSTRIE:; LIfITED, Birmingham 319 2XF, Großbritannien

Betätigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse bewegbaren Stellglied, eine elektrisch betätigte Einrichtung, um das Stellglied zu bewegen und ein linear bewegliches Ausgangsglied, wobei das Ausgangsglied mit dem Stellglied so gekoppelt ist,daß es eine lineare Bewegung infolge einer Bewegung des Stellglieds durchfuhrt.

3s ist Aufgabe der ^irfindung, eine derartige Betätigungsvorrichtung einfach und bequem handhabbar auszuführen.

Gemäß der Erfindung enthält eine Betätigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art ein Hebelglied in Form einer eine Öffnung aufweisenden Scheibe, die an oder nahe dem inneren Umfang am Ausgangsglied angreift oder anliegt, wobei die Scheibe in einer ersten Stellung entfernt vom inneren Umfang durch das Stellglied stellbar ist und in einer zweiten Stellung entfernt von der ersten Stellung durch ein Ruckstellglied betätigbar ist, wodurch eine Bewegung des Stellglieds eine Bewegung des Ausgangsglieds um ein MaB erreicht, das vom Hebelverhältnis oder von der HebelÜbersetzung abhängt.

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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die an der Scheibe anliegenden Flächen des Stellglieds und des RUckstellglieds kreis- oder ringförmig ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Scheibe radiale Schlitze auf, die nahe dem inneren Umfangsrand oder dem äußeren Umfangsrand der Scheibe enden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispiele näher erläutert, as zeigen:

Fig. 1 und 2 im Längsschnitt zwei Ausfiihrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3» 4 in Aufsicht zwei verschiedene Ausführungen eines Teils der Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 5 im Längsschnitt ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit einem Vent11-glied gekoppelt ist;

Fig. 6 in Aufsicht ein Teil der Vorrichtung gemäß Fig.5i

Fig. 7 im Ausschnitt einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. in einer anderen Stellung;

Fig. 8 eine im wesentlichen der Vorrichtung gemäß Fig.5 gleichende Vorrichtung, die jedoch mit einem elektrischer Schalter gekoppelt ist.

In Fig. 1 ist ein Hohlkörper 10 mit einer einstückigen wand 11 dargestellt. Das andere ^nde des Hohlkörpers 10 ist durch eine Kappe 12 verschlossen, die mit dem Hohlkörper 10 in Schraubverbindung steht. Der Hohlkörper 10 definiert eine zylindrische Kammer, und in der Endwand 11 ist eine Bohrung enthalten, in der ein Ausgangsglied 13 linear verschiebbar oder gleitbar angeordnet ist. Innerhalb der Kammer ist ein ringförmiges Stellglied 14 vorgesehen, das für eine Linearbe-

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wegung durch die Wand der Kammer geführt ist. Wie in Fig. 2 dar-

gestellt, sind ^inrichtungenyvorgesehen, um eine Winkelverschiebung oder Winkelbewegung des Stellglieds 14 zu verhindern. Das der Endwand 11 gegenüberliegende Ende des Stellglieds 14 ist nach innen gebogen zur Bildung einer ringförmigen Anlagefläche 15. Die AnlagefUfche 15 steht in Eingriff mit dem Außenumfang eines Hebelglieds, das als Scheibe 16 ausgebildet ist. Die Scheibe 16 ist mit einer Zentralbohrung versehen,und ein verengter Abschnitt des Ausgangsglieds 13 erstreckt sich durch die Zentralöffnung und ist mit einem Kopf I7 versehen. Die Scheibe 16 ist mit Radialschlitzen 18, I9 versehen, wobei zwei Ausbildungsformen in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Bei der Ausbildungsform der Scheibe 16 gemäß Fig.3 erstrecken sich Schlitze l8 vom Außenumfang nach innen, enden jedoch kurz vor der Zentralöffnung. Darüber hinaus laufen die Schlitze 18 in Richtung auf die Zentralöffnung konisch zu. Bei der Ausbildung der Scheibe 16 gemäß Fig.4 erstrecken sich die Schlitze I9 von der Zentralöffnung nach außen, wobei die den Schlitz I9 definierenden Wände nach außen über einen wesentlichen Teil der Längsausdehnung des Schlitzes divergieren.

An der Snd-Kappe 12 1st ein Teil 20 befestigt, das ein ringförmiges Ruckstellglied 21 bildet. Das RUckstellglied 21 ist im Durchmesser kleiner als der Teil des Stellglieds 14, der die Auflagefläche 15 bildet. Das RUckstellglied 21 liegt an der Scheibe 16 an einer Stelle 47 (Fig. 3, Fig.4) an zwischen dessen Innen- und Außenumfang. Die Scheibe 16 bildet ein Hebelglied und dessen Anordnung ist so, daß eine

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Bewegung des Stellglieds 14 nach oben, wie in Fig.l dargestellt, eine Abwärtsbewegung des Ausgangsglieds 13 hervorruft. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die HebelUbersetzung so, daß das Ausgangsglied 13 eine Bewegung in Pfeilrichtung durchführt, die größer ist als die Bewegung des Stellglieds 14. Die Scheibe 16 besteht aus elastischem oder federndem Werkstoff und die Teile möchten in die dargestellte Lage zurückkehren, wenn das Stellglied 14 eine Abwärtsbewegung durchgeführt hat.

Die elektrische Einrichtung, die die Bewegung des Stellglieds 14 hervorruft, ist elektromechanischer Art, wobei das Stellglied 14 aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, der mittels eines Magnetfeldes bewegbar ist, wenn am Teil 20 vorgesehene Wicklungen 22 mit elektrischem Strom versorgt sind. Beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist das Stellglied 14 mit einem zweigängigen wendeiförmigen Gewinde versehen und das Teil 20 ist ebenfalls mit einem ähnlichen Gewinde versehen, wodurch zwei wendeiförmige Nuten gebildet sind. Die elektrische Wicklung 22 ist innerhalb der Nuten angeordnet und besteht wie dargestellt aus einer mehrlagigen Windung, wobei die Windung durch Führen eines Drahtes in einer der Nuten nach unten und durch Rückführen des Drahtes durch die andere Nut gebildet wird, wobei diese Vorgehensweise wiederholt wird, bis die gewünschte Windungszahl erreicht ist. Auf diese Weise werden, wenn Gleichstrom den Wicklungen zujpführt wird, die beiden Hippen des Teils 20 Magnetisch ssit entgegengesetzten Polaritäten polarisiert. Folglich werden die Bippen am Stellglied 14 zu den Rippen des Teils 20 hin angezogen.

Selbstverständlich ist die beschriebene elektromagnetisehe Anordnung lediglich ein Ausführungsbeispiel einer verwendbaren

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elektromagnetischen Anordnung. Darüber hinaus können andere elektrisch betätigbare einrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise ein Stapel piezoelektrischer Kristalle.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist in vieler Hinsicht ähnlich der gemäß Fig. 1. Das Teil 20 bildet wendeiförmige Rippen oder ein Gewinde,bildet jedoch nicht, wie in Fig.l, das RUckstellglied. Vielmehr ist das RUckstellglied durch eine Stufe/gebildet, die in einem Endverschluß 23 vorgesehen ist, in dem das Ausgangsglied 13 verschiebbar oder gleitbar ist. Darüber hinaus ist die Stufe kg in Eingriff oder in Anlage mit dem Außenumfang der Scheibe Darüber hinaus greift das Stellglied 14 an der Scheibe 16 in einer Lage zwischen der Scheibenmitte und dem Außenumfang der Scheibe 16 an. Die praktische Wirkung ist, daß das Stellglied 14 und das Ausgangsglied 13 sich in der gleichen Richtung bewegen, wenn die Wicklung 22 erregt wird. Ebenso wie beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig.l ist die Hebe!übersetzung so, daß das Ausgangsglied 13 sich über eine größere Entfernung bewegt als das Stellglied 14.

Beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist die Betätigungsvorrichtung im wesentlichen gleich der gemäß Fig.2, wobei jedoch hier das Ausgangsglied als Ventilglied 24 ausgebildet ist, das in einem Körperabschnitt 25 verschiebbar oder gleitbar ist. Der Körperabschnitt 25 weist einen Einlaß 56 zur Verbindung mit einer Druckfluidquelle auf, und dieser führt in eine Kammer 27, die einen Sitz 28 zur Anlage mit einem Kopf 29 bildet, der am Ventilglied 24 vorgesehen ist. Das Ventilglied 24 ist mittels einer wendeiförmigen Druckfeder 30 unter Federspannung, die mit dem Sitz 28 in Berührung ist, und über dem Kopf 29 weist das Ventilglied 24 verringerten Durchmesser auf zur Bildung einer Ringkammer 3I, die mit einem Auslaß 32 in Verbindung ist.

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Darüber hinaus ist im Ventilglied 24 ein Zentraldurchtritt gebildet,der den Einlaß 26 mit dem der Feder 30 entgegengesetzten ^nde des Ventilglieds 24 verbindet. An diesem Ende ist das Ventilglied in einem schalenförmigen Teil oder einem Becher 34 verschiebbar, der einen geschlossenen Zylinder derart bildet, daß der ^inlaßdruck auf das entgegengesetzte "nde des Ventilglieds 24 einwirkt. Folglich ist bei geöffnetem Ventilglied 24 dieses im wesentlichen im Druck ausgeglichen. Wenn das Ventilglied 24 geschlossen ist, wird es durch die Feder und den Federdruck in der Schließlage zwangsgehalten, wobei das Ventilglied 24 in der Schlieölage nicht ausgeglichen ist, da die durch den Sitz 28 definierte Fläche größer Ist als die Fläche &m entfernten oder anderen "r&ie des Ventilglieds 24»

Die Scheibe 16 ist genauso wie in Fig.2 dargestellt angeordnet, wobei in Fig. 5 ein Stellglied 35 nicht direkt auf die Scheibe 16 einwirkt. Das Stellglied 35 ist vielmehr mit einem Ringrippen aufweisenden Teil 36 gekoppelt, das einen äußeren Ringvorsprung 37 aufweist, der an der Scheibe 16 in einer Stellung angreift, die nach innen von seinem Außenumfang beabstandet ist, sowie einen zweiten Ringvorsprung 38 aufweist, der an der Scheibe 16 in einer Stellung angreifen kann, die näher am Innenumfang der Scheibe 16 ist« In Fig. 6 ist durch Strichlinien der jeweilige Abstand der Vorsprung 37» 38 angedeutet,

Im Betrieb bewegt sich bei erregter Wicklung 22 das Stellglied 35 nach unten und damit bewegt sich auch der Ringvorsprung 37 nach unten, wodurch die Scheibe 16 durchgebogen wird« Die Seheibe 16, die aus elastischem oder federndem Werkstoff be-

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steht, speichert die während dieser Bewegung durch das Stellglied 35 erhaltene Energie. Die Scheibe 16 biegt sich nach unten, und wenn eine vorgegebene Durchbiegung der Scheibe 16 erfolgt ist, berührt der Vorsprung 38 die Scheibe 16 und die auf das Stellglied 35 ausgeübte Magnetkraft wird dann auf das Ventilglied 24 ausgeübt zusammen mit einem Anteil der durch das Stellglied 35 während dessen Bewegung erhaltenen Energie. Diese Kraft reicht aus, um das Ventilglied 24 aus seinem Sitz 28 zu heben und das Ventilglied 24 wird beschleunigt in die Offenstellung bewegt. Dabei ist das Ausmaß der Bewegung des Ventilglieds 24 größer als das der Bewegung des Stellglieds 35, und zwar um einen Betrag, der von der HebelUbersetzung der Scheibe 16 abhängt. Die Lage, die vorhanden ist, wenn der Vorsprung 37 die Scheibe 16 berührt, ist in Fig. 7 dargestellt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 8 ist das Ausgangsglied 39 mit einem Kopf 40 versehen, der mit der Scheibe 16 in Eingriff steht, wobei letztere weiterhin mit einer Zentralöffnung versehen 1st. Das Ausgangsglied 39 besitzt einen Kopf am entgegengesetzten Ende, der mit einem Kontaktmesser 41 in Eingriff stehen kann, an dem ein Kontakt befestigt ist, der normalerweise einen weiteren Kontakt an einem festen Kontaktmesser 42 berührt. Eine Feder 48 ist vorgesehen, um diese Kontakte in Anlage zu halten. Darüber hinaus wird das Ausgangsglied 39 in einer eine Betätigung verbindenden Lage durch ein Paar federgespannter oder federbelasteter Kugeln 43 gehalten, die in einer im Ausgangsglied 39 vorgesehenen Nut 50 eingreifen.

Ein HandrUckstell-Knopf 44 ist vorgesehen, um die Teile in die dargestellte Lage zu bewegen, wobei bei einer solchen Be-

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wegung das Ausgangsglied 39 gegen die Wirkung einer Feder 45 bewegt wird.

Wenn das Stellglied 35 durch Erregung der Wicklung bewegt wird, findet ein Ablauf wie anhand Fig. 5 erläutert statt und an einem bestimmten Punkt wird die von den Kugeln 43 ausgeübte iinspannung überwunden und wird das Ausgangsglied in eine Stellung bewegt, in der die Kontakte voneinander getrennt werden, ^ine darartige Bewegung erfolgt sehr schnell, wobei die Kraft der Feder 45 so ist, daß auch dann, wenn der Stromfluß in den Wicklungen aufhört, die Kontakte weiter in ihrer Offenstellung gehalten werden.

Wenn der RUckstell-Knopf 44 gedrückt wird, wird die von der Feder 45 ausgeübte Kraft überwunden und werden die Kugeln 43 in die Nut/fcwangsbewegt, um das Ausgangs glied 39 in der dargestellten Stellung zu halten. Wie bei den in Fig.5 dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist die Bewegung des Ausgangsglieds39 größer als die des Stellglieds 35.

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Leerseite

Claims (14)

Ansprüche

1. Betatigungsvorichtung,

mit einem Gehäuse,

mit einem innerhalb des Gehäuses bewegbaren Stellglied,

mit einer elektrisch betätigten Einrichtung zur Bewegung des Stellglieds, und

mit einem Ausgangsglied,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Hebelglied das Ausgangsglied (13, 24, 39) mit dem Stellglied (14, 35, 36) koppelt,

daß das Hebelglied eine eine öffnung aufweisende Scheibe (l6) enthält, die am oder nahe dem Innenumfang mit dem Ausgangsglied (13, 24, 39) in Eingriff steht,

daß das Stellglied (14, 35* 36) an der Scheibe (16) in einer vom Innenumfang entfernten ersten Stellung angreift,und

daß ein RUckstellglied (2l·, 49) in einer von der ersten Stellung entfernten Stellung an der Scheibe (16) angreift, wodurch eine Bewegung des Stellglieds (14, 35» 36) eine Bewegung des Ausgangsglieds (13» 24, 39) um ein Ausmaß erreicht, das von der Hebelübersetzung abhängt.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet» daß die Flächen den Stellglieds (14, 35, 36) und des RUckstellglieds (21, 49), die ander Scheibe (l6) anliegen, kreis- oder ringförmig sind.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (l6) mit radialen Schlitzen (l8, I9) versehen ist, die kurz vor entweder dem Innenumfang oder dem Außenumfang der Scheibe (16) enden.

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4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (35, 36) eine weitere Ringfläche aufweist, die an der Scheibe (16) nach einer vorgegebenen Bewegung des Stellglieds (35» 36) angreift, wobeidie vorgegebene Bewegung eine Biegung der Scheibe (16) hervorruft.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die elektrisch betätigte einrichtung eine elektromagnetische Einrichtung aufweist, wobei das Stellglied den Anker der elektromagnetischen einrichtung bildet,

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die elektrisch betätigte Einrichtung eine elektromagnetische Einrichtung aufweist, die einen Anker besitzt, wobei das Stellglied von dem Anker getragen ist.

7· Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß der Anker ringförmig ist und zur Bewegung in einem Gehäuse (10, 11, 12) geführt ist, wobei das Stellglied an einem Ende des Ankers befestigt ist und sich nach innen erstreckt.

8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Halten oder Verzögern der Bewegung des Ausgangsglieds wobei die durch diese Einrichtung ausgeübte Kraft durch die Magnetkraft überwunden wird, die auf den Anker ausgeübt wird sowie durch die in der Scheibe (16) nach der vorgegebenen Bewegung gespeicherten Energie.

9. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegungshemmung eine federbelastete Sperre aufweist.

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10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Sperre eine Kugel (43) aufweist, die in eine im Ausgangsglied (39) gebildete Nut (50) eingreift.

11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch zwei elektrische Kontakte, eine nachgiebige einrichtung (Feder 48),um die Kontakte in Schließstellung zu halten, wobei einer der föntakte vom Ausgangsglied (39) betätigbar ist, wenn die Sperre gelöst ist, um so die Kontakte zu öffnen.

12. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine weitere elastische Einrichtung (Feder 45), die auf das Ausgangsglied (39) einwirkt und so wirkt, daß die Kontakte in der Offenstellung gehalten werden.

13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine handbetätigbare Einrichtung zur Bewegung des einen Kontakts und des Ausgangsglieds (39) gegen die Wirkung einer bzw. der weiteren elastischen Einrichtung (Feder 45).

14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß das Ausgangsglied als Ventilglied (24) ausgebildet ist , das zum Steuern eines Fluidstroms durch einen Durchtritt (26, 32) betätigbar 1st, wobei die bewegungshemmende

Einrichtung eine durch das Ventilglied (24) gebildete Fläche aufweist, gegen die der Fluiddruck wirken kann, wobei das Ventilglied (24) so ausgebildet ist, daß dann, wenn das Ventilglied (24) durch das Stellglied (35, 36) bewegt worden ist, die auf es wirkenden Fluidkräfte im wesentlichen Null sind.

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15· Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine elastische einrichtung (Feder 30),die auf das Ventilglied (24) wirkt entgegengesetzt zur Bewegung des Ventilglieds (24) mittels des Stellglieds (35, 36) (Fig. 5).

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