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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Ausgleichsvorrichtung für
eine mechanische Fernsteuerung mit einem in einem Mantel gleitverschiebbaren Kabel.
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Im Allgemeinen werden mechanische
Fernsteuerungen mit Hilfe eines Gestänges oder aber eines in einem
Mantel gleitverschiebbaren Kabels verwirklicht. Die zweite Möglichkeit
führt zu
einer höheren
Biegsamkeit und erlaubt es durch die Flexibilität des Kabels und seines Mantels
durch Bereiche, die durch verschiedene Vorrichtungen versperrt sind, hindurchgeführt zu werden,
bei denen es schwierig ist, ein Gestänge hindurchzuführen.
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Diese Art von Fernsteuerung findet
in zahlreichen Industriebereichen Verwendung, zum Beispiel in der
Automobilindustrie. In einem Fahrzeug kann man eine Kabelsteuerung
zum Beispiel im Bereich des Gaspedals, im Bereich zum Öffnen der
Abdeckhaube finden, aber auch für
das Öffnen
der Wagentüren
oder zur Sitzeinstellung.
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Ein Stellkabel wird an einem seiner
Enden mit dem zu steuernden Element verbunden und sein anderes Ende
kann durch eine Steuervorrichtung betätigt werden. Zwischen diesem
Element und dieser Vorrichtung verläuft das Kabel zumindest auf
einem Teil seiner Länge
in einem Mantel. Dieser Mantel wird von Trägern gehalten.
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Es ist in bestimmten Fällen bekannt,
das Ende des Kabels seitens der Steuerung in einem Führungsrohr
anzuordnen. Durch Einwirkung auf dieses Rohr ist es möglich, das
zu steuernde Element zu betätigen.
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Jedoch kann das Kabel zwischen dem
zu steuernden Element und der Steuervorrichtung ein Spiel benötigen. Zur
Vermeidung dieses Spiels ist es bekannt, eine Feder zwischen einem
Mantel und einem seiner Träger
anzuordnen, um das Kabel anzuspannen. Um zu gewährleisten, dass die Spannung ständig aufrecht
erhalten wird, ist es notwendig, im Bereich dieser Feder eine Einstellung
vorzunehmen, um die verschiedenen vorkommenden Spiele zu berücksichtigen,
die während
der Benutzung auftreten können.
Außerdem
kann die Spannung des Kabels während
seiner Lebensdauer trotz der anfänglichen Einstellung
variieren.
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Auch wenn das Kabel angespannt ist,
muss im Bereich der Steuerung ein Weg vorgesehen werden, der länger ist
als im Bereich des zu steuernden Elements notwendig, damit sichergestellt
ist, dass der gesamte Weg seitens des Elements ausgeschöpft wird
und um so ein gutes Funktionieren des gestellten Elements zu gestatten.
Um eine solche zusätzliche
Weglänge
oder Überweglänge zu erhalten, ist
es bekannt, in einem Gehäuse
zwischen dem Mantel oder dem Kabel und dem zu steuernden Element
eine vorgespannte Feder anzuordnen. Die Härte dieser Feder ist so groß, dass
sie einen höheren Widerstand
bietet als das zu steuernde Element. Indem so am Anfang des Wegs
auf das Kabel eingewirkt wird, betätigt das Kabel das zu steuernde
Element, und am Ende des Wegs zieht sich die im Inneren des Gehäuses angeordnete
Feder zusammen und gestattet so den Überweg, wenn das zu steuernde
Element bewegt wurde.
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Das Dokument GB 2 206 663 A zeigt
eine weitere Steuervorrichtung, deren Aufbau dem Oberbegriff von
Anspruch 2 entspricht. Bei dieser Vorrichtung ist eine automatische
Einstellvorrichtung mit einer zweiten Feder verwirklicht, deren
Härte wesentlich
geringer ist als die einer ersten Feder, die zwischen dem Gehäuse und
einem Feststellelement zum Feststellen des Kabels bezüglich des
Gehäuses wirkt.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Ausgleichsvorrichtung
für eine
mechanische Fernsteuerung bereitzustellen, für die kein Einstellen notwendig
ist und die einen Überweg
sowie die konstante Ausübung
einer Spannung auf das Kabel erlaubt, auch wenn die Steuervorrichtung
in Ruhestellung ist.
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Hierzu ist die von ihr vorgeschlagene
Vorrichtung eine Ausgleichsvorrichtung für eine mechanische Fernsteuerung,
umfassend ein in einem Mantel gleitendes Kabel, ein Führungsrohr,
durch welches das Kabel verläuft,
ein Gehäuse,
das bezüglich des Führungsrohrs
gleitverschiebbar ist, und eine erste vorgespannte Feder, die zwischen
dem Gehäuse
und dem Führungsrohr
angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß wirkt eine zweite Feder mit
wesentlich geringerer Härte
als die erste Feder zwischen dem Kabel oder seinem Mantel und dem Führungsrohr,
und ein Anschlag ist im Inneren des Führungsrohrs für das Ende
des Kabels oder seines Mantels vorgesehen.
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So gewährleistet die zweite Feder,
dass ständig
eine Spannung auf das Kabel ausgeübt wird. Durch Einwirkung auf
die Steuervorrichtung wird die zweite Feder zunächst zusammengedrückt, da
ihre Härte
geringer ist und die Spannung des Kabels wird erhöht. Wenn
das Ende des Kabels oder des Mantels in Anschlag kommt, wird die
Feder durch die Position des Anschlags auf vorbestimmte Weise vorgespannt. Am
Ende dieser ersten Einwirkungsphase auf die Vorrichtung ist die
Spannung also immer noch die gleiche.
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Sobald das Ende des Kabels oder des
Mantels in Anschlag ist und weiterhin auf die Steuervorrichtung
eingewirkt wird, kann sich die zweite Feder nicht weiter zusammenziehen
und zieht ein zu steuerndes Element, das sich aus einer Ruheposition
in eine aktive Position bewegt.
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Wenn das zu steuernde Element, auch
Empfänger
genannt, in Endstellung ist, die zum Beispiel durch einen Anschlag
festgelegt wird, kann die Vorrichtung noch einen Überweg durchlaufen,
um sicherzustellen, dass die Betätigung
seitens des Empfängers
vollständig
stattfindet. Dieser Überweg
wird durch die erste Feder absorbiert.
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Der Gesamtweg setzt sich aus drei
Phasen zusammen: einer erste Phase zur Kompensierung des Totwegs,
einer aktiven Phase und einer Überwegphase.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung erlaubt
also, zwei verschiedene Funktionen zu erfüllen: einerseits erlaubt sie
die automatische Einstellung der Kabelspannung während der ersten Phase und andererseits
erlaubt sie die Sicherstellung des guten Funktionierens des Empfängers, indem
sie einen Überweg
zulässt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Führungsrohr
einen Boden, der mit einem Durchgang für das Kabel ausgestattet ist,
und an dem die zweite Feder anliegt, wobei sich das Ende des Kabels
oder des Mantels auf der dem Boden gegenüberliegenden Seite des Anschlags
im Führungsrohr
verschiebt.
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Die Erfindung schlägt auch
eine Ausführungsform
für das
Gehäuse
vor, bei der das Gehäuse ein
zylindrisches Gehäuse
mit einem Boden ist, der mit einer Öffnung ausgestattet ist, die
den Durchgang des Führungsrohrs
erlaubt, wobei das Führungsrohr zwei äußere Anschläge umfasst,
und zwar einen an jeder Seite des Gehäusebodens, und die erste Feder liegt
an dem Anschlag des Führungsrohrs,
welches sich im Inneren des Gehäuses
befindet, und an dem Boden des Gehäuses an, der andere Anschlag
des Führungsrohrs
dient in Ruhestellung dem Boden des Gehäuses als Anliegefläche.
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Um bei dieser Ausführungsform
einen sicheren Aufbau zu erhalten, ist der äußere Anschlag des Führungsrohrs,
das sich im Inneren des Gehäuses befindet,
von einem elastischen Ring gebildet, der auf dem Führungsrohr
angeordnet ist.
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Wenn die Vorrichtung am Ende des Überwegs
zu sehr belastet wird, zerbricht der Ring und dient als Sicherung,
und die anderen Teile der Vorrichtung bleiben intakt. Weiterhin
wird die Vorrichtung bei Zerbrechen des elastischen Rings in seine
Ruhestellung zurückgeholt
und läuft
nicht Gefahr, in einer Position zu bleiben, in der das zu steuernde
Element betätigt
wird.
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Die Erfindung wird jedenfalls anhand
der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte schematische
Zeichnung gut verstanden werden, die beispielhaft und nicht begrenzend
eine bevorzugte Ausführungsform
darstellt.
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1 bis 4 sind Längsschnittansichten dieser
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
die diese in vier Betriebspositionen zeigen, und
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5 ist
eine abgeänderte
Anordnung der in den 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung.
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Die in der Zeichnung dargestellte
Vorrichtung umfasst einen Geber 2 und einen Empfänger 4.
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Der Empfänger 4 ist durch eine
Masse 4 dargestellt, die sich zwischen zwei Anschlägen 8 und 10 bewegt,
und durch eine Rückstellfeder 12,
die die Masse 6 in eine Ruhestellung an den Anschlag 8 zurückholt.
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Der Empfänger 4 ist mit dem
Geber 2 durch ein Kabel 14 verbunden, das in einem
Mantel 16 gleitet. Das auf den Empfänger gerichtete Ende des Kabels
ist mit der Masse 6 verbunden und das auf den Geber gerichtete
Ende des Kabels trägt
einen Endknopf 18.
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Der Geber 2 umfasst ein
Führungsrohr 20, ein
Gehäuse 22,
eine erste Feder 24, eine zweite Feder 26 und
einen elastischen Ring 28.
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Das Führungsrohr 20 nimmt
das Ende des Kabels 14 auf, das mit seinem Endknopf 18 ausgestattet
ist. Dieses Rohr ist im Wesentlichen zylindrisch und kreisförmig. Es
weist an seiner Innenseite einen Absatz 30 auf, wobei sich
der Abschnitt des Rohres mit dem geringsten Durchmesser auf der Empfängerseite
befindet. Die Innendurchmesser des Führungsrohrs 20 sind
so, dass der Endknopf 18 des Kabels frei in dem Abschnitt
mit dem größeren Durchmesser
gleitverschiebbar ist, aber nicht in den Abschnitt mit dem geringeren
Durchmesser eintreten kann, wobei der Absatz 30 somit einen
Anschlag für den
Endknopf 18 bildet. Das Ende des Führungsrohrs 20, das
auf den Empfänger
gerichtet ist, umfasst einen Boden 32, der eine zentrale Öffnung für den Durchgang
des Kabels 14 aufweist.
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Die Form des Gehäuses 22 ist zylindrisch und
kreisförmig
und weist in Richtung auf den Empfänger einen Boden 34 auf.
Dieser Boden 34 umfasst eine zentrale Öffnung für den Durchgang des Führungsrohrs 20.
Auf der dem Boden 34 gegenüberliegenden Seite ist eine
Zunge auf dem Gehäuse 22 angebracht,
durch die auf den Geber eingewirkt werden kann. Eine in der Zeichnung
nicht dargestellte Zugvorrichtung, ein Handgriff oder ähnliches
erlaubt es, auf den Geber einzuwirken.
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Die erste Feder 24 ist zwischen
dem Gehäuse 22 und
dem Führungsrohr 20 angeordnet.
Der elastische Ring 28 ist auf der Außenseite des Führungsrohrs 20 angeordnet,
in der Nähe
seines vom Empfänger
entfernten Endes. Die Feder 24 ist zwischen dem Boden 34 des
Gehäuses
und dem elastischen Ring 28 in Anschlag. Diese erste Feder 24 ist vorgespannt,
und da das Gehäuse 22 feststehend
ist, wirkt sie auf das Führungsrohr 20 ein
und entfernt ihn vom Empfänger 4.
Ein äußerer Anschlag 38 ist
zur Begrenzung des Wegs des Führungsrohrs
20 im Gehäuse
vorgesehen. Dieser Anschlag 38 ist mit dem Führungsrohr 20 aus
einem Stück
geformt.
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Die zweite Feder 26 ist
einerseits auf dem Boden 32 des Führungsrohrs 20 in
Anschlag und andererseits auf dem Endknopf 18 des Kabels.
Sie wirkt in der den Endknopf 18 vom Empfänger 4 entfernenden
Richtung, d. h. sie wirkt so, dass sie eine Spannung des Kabels 14 bewirkt.
Die Härte
dieser zweiten Feder 26 ist wesentlich geringer als die
der ersten Feder 24. Tatsächlich ist die Härte der
ersten Feder 24 größer als
die Härte
der Rückstellfeder 12,
deren Härte
selbst größer ist
als die Härte
der zweiten Feder 26.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung
wird im Folgenden beschrieben.
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1 stellt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
im Ruhestellung dar. Die Masse 6 liegt auf der Empfängerseite
an dem Anschlag 8 an und auf der Geberseite ist der Boden 34 des
Gehäuses
am äußeren Anschlag 38 des
Führungsrohrs
in Anschlag, und der Endknopf 18 des Kabels ist in dem
Bereich mit dem größeren Durchmesser
des Führungsrohrs 20. Die
zweite Feder 26 wirkt auf das Kabel ein, damit dieses immer
angespannt ist.
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Indem in der durch den Pfeil 40 angezeigten Richtung
an der Zunge 36 gezogen wird, wird die Feder mit der geringeren
Härte,
d. h. die zweite Feder 26, zunächst komprimiert. Dies ist
die sogenannte Phase zur Kompensierung des Totwegs. Während dieser
Phase steigt die Spannung des Kabels. Die den Geber bildende Einheit
verschiebt sich, bis der Endknopf 18 am Absatz 30 in Anschlag
kommt. Der Gesamtweg des Gebers wird durch eine Maßlinie 42 (1) dargestellt. Der Totweg
wird durch eine Maßlinie 44 in 2 dargestellt. In dieser
Position (2) befindet
sich das Kabel in einem angespannten Zustand, der von der Länge der
zweiten Feder 26 bestimmt wird. Diese Spannung ist bei
jeder Betätigung der
Vorrichtung konstant, da die von der Feder 26 ausgeübte Kraft
von ihrer Länge
abhängt
und weil diese jedes Mal gleich dem Abstand zwischen den Boden 32 und
dem Führungsrohr
des Absatzes 30 ist.
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Wenn weiterhin an der Zunge 36 gezogen wird,
wobei die zweite Feder 26 nicht weiter komprimiert werden
kann, wird die Feder 12 belastet. Dann verschiebt sich
die Masse 6, verlässt
den Anschlag 8 und kommt an den Anschlag 10 (3). Diese Phase wird Betätigungsweg
genannt und wird durch eine Maßlinie 46 in 3 dargestellt. Während dieser
Verschiebungsphase wird der Empfänger
betätigt.
Seitens des Gebers 2 ändert
sich nichts. Der gesamte Geber verschiebt sich um eine Strecke,
die gleich der Strecke ist, um die sich die Masse 6 verschiebt.
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Die letzte Phase wird Überweg genannt. Eine
Maßlinie 48 in 4 schematisiert diesen Überweg.
Während
dieser Phase wird die erste Feder 24 komprimiert und das
Führungsrohr 20 verschiebt
sich im Gehäuse 22.
Der Gesamtweg setzt sich also aus einem Totweg, bei dem das Kabel 14 automatisch
unter eine vorbestimmte Spannung gesetzt wird, einem Betätigungsweg,
bei dem der Empfänger 4 in
Bewegung gesetzt wird, und einem Überweg zusammen, durch den
sichergestellt wird, dass der Betätigungsweg vollständig ausgeführt wird.
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Um aus der Endstellung (4) in die Ruhestellung (1) zurückzukommen, reicht es aus,
die auf das Gehäuse 22 und
seine Zunge 36 ausgeübte Zugkraft
zu verringern. Durch die drei Federn 12, 24, 26 wird
die Rückkehr
in die Ruhestellung sichergestellt.
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Ein Variante zur Anordnung der Vorrichtung der 1 bis 4 ist in 5 dargestellt.
Die 1 bis 4 erläutern eine sogenannte Kabelanordnung,
während 5 eine Mantelanordnung erläutert.
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Es sind bei dieser Variante die gleichen
Teile wie in den vorhergehenden Figuren zu finden. Die Bezugszeichen
bleiben also unverändert.
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Der Unterschied in der Anordnung
zu den vorhergehenden Figuren ist, dass der Geber nicht auf dem
Kabel 14 angeordnet ist, sondern auf seinem Mantel 16.
Hierzu genügt
es, den Geber umzudrehen. Die Böden 32 und 34 des
Führungsrohrs 20 bzw.
des Gehäuses 22 sind
nicht mehr zum Empfänger
hin gerichtet, sondern zur dem Empfänger gegenüberliegenden Seite. Weiterhin
liegt die zweite Feder nicht mehr auf dem Endknopf des Kabels an, sondern
auf dem Ende des Mantels 16.
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Bei dieser Mantelanordnung ist das
Gehäuse 22 mittels
der Zunge 36 an einem Anschlag 54 befestigt. Seitens
des Empfängers
ist das Kabel 14 an der Masse 6 angekuppelt und
ist beispielsweise an seinem auf der Seite des Gebers liegenden
Ende mit einer Öse 50 ausgestattet.
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Um auf die Masse 6 einzuwirken
und sie vom Anschlag 8 zum Anschlag 10 zu bewegen, muss
in der durch den Pfeil 52 angezeigten Richtung auf die Öse 50 des
Gehäuses 22 eingewirkt
werden. Die Wirkungsweise ähnelt
also der mit Bezug auf die Kabelanordnung Beschriebenen.
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Die zweite Feder wird zunächst komprimiert, bis
das Ende des Mantels am Absatz 30 anschlägt. Dann
bewegt sich das Kabel 14 im Mantel 16 und zieht die Masse 6 entgegen
der durch die Feder 12 ausgeübten Kraft. Wenn die Masse 6 schließlich am Anschlag 10 anschlägt, wird
das Führungsrohr 20 bezüglich des
Gehäuses 22 entgegen
der durch die erste Feder 24 ausgeübten Kraft gleitverschoben,
wenn weiterhin an der Öse 50 gezogen
wird.
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Es sind bei dieser Anordnung also
die selben Techniken zur Kompensierung des Totwegs und des Überwegs
wie in der Kabelanordnung aufzufinden.
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Diese beiden Anordnungsvarianten
sind Sicherungsanordnungen. Wenn auf den Geber 2 tatsächlich eine
zu große
Kraft ausgeübt
wird und es zu einem Bruch kommt, geschieht dieser Bruch im Bereich
des elastischen Rings 18, welcher die "Schwachstelle" der Anordnung ist. In diesem Fall ist keine
Steuerung möglich
und der Empfänger 4 bleibt in
der Ruhestellung oder kehrt in diese zurück, wenn sich der Bruch während des
Betriebs ereignet.
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Wie sich von selbst versteht ist
die Erfindung nicht auf die oben beispielhaft beschriebene Ausführungsvariante
begrenzt; sie umfasst vielmehr alle Varianten.