-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb für Heizungs-, Lüftungs-
oder Klimaklappen in einem Kraftfahrzeug. Der Stellantrieb weist
eine von einem Elektromotor angetriebene Abtriebswelle zur Verstellung
der Klappe(n), eine Leiterplatte mit konzentrisch auf Kreisringen
mit unterschiedlichen Radien angeordneten Schleifbahnen und einen
mit der Abtriebswelle verdrehfest verbundenen, sämtlichen Schleifbahnen zugeordneten
Schleifer auf. Dabei erfolgt die Versorgung des Elektromotors gesteuert über den
Schleifer und die Schleifbahnen, wodurch die Abtriebswelle in mindestens
zwei Drehwinkelstellungen verfahrbar ist.
-
Ein
derartiger Stellantrieb ist aus der
EP 0414 941 A1 bekannt. Der dort offenbarte
Stellantrieb umfasst zwei zueinander korrespondierende Leiterplatten
(sogenannte Codierscheiben) mit jeweils im BCD-Code codierten Schleifbahnen.
Die erste Codierscheibe ist einem Drehschalter zugeordnet, über den
die gewünschte
Drehwinkelposition eingestellt und eine entsprechende Codierung
der Codescheibe mittels eines mit dem Drehschalter verdrehfest verbundenen
Schleifers vorgenommen wird. Die zweite Codierscheibe ist der Abtriebswelle
zugeordnet, mit der ein Schleifer verdrehfest verbunden ist. Die
Bestromung des Elektromotors erfolgt über einen Komparator, der überprüft, ob die
eingestellte Codierung der Codierscheibe des Drehschalters mit der
aktuellen Codierung der Codierscheibe der Abtriebswelle übereinstimmt.
Im Falle der Nichtübereinstimmung wird
der Elektromotor bestromt.
-
Dieser
Stellantrieb hat den Nachteil, dass er sehr aufwendig und damit
teuer ist, da er zwei Codierscheiben und einen Komparator zur Ansteuerung des
Elektromotors benötigt.
Darüber
hinaus erfordert dieser Stellantrieb aufgrund der zweiten Codierscheibe
insgesamt relativ viel Bauraum, der bei Anwendungen in einem Kraftfahrzeug
oftmals nicht zur Verfügung
steht.
-
Die
deutsche Patentanmeldung
DE
36 36 808 A1 , die als nächstliegender
Stand der Technik für die
vorliegende Erfindung angesehen werden kann, offenbart einen Stellantrieb
für Klimaklappen
in einem Kraftfahrzeug mit einer von einem Elektromotor angetriebenen
Abtriebswelle zur Klappenverstellung, einer Leiterplatte mit konzentrisch
auf Kreisringen mit unterschiedlichen Radien angeordneten Schleifbahnen,
einem mit der Abtriebswelle verdrehfest verbundenen, sämtlichen
Schleifbahnen zugeordneten Schleifer, der für jeden Kreisring einen Schleifkontakt aufweist,
wobei die Versorgung des Elektromotors gesteuert über den
Schleifer und die Schleifbahnen erfolgt. Die Leiterplatte kann beispielsweise
eine erste Schleifbahn, die aus zwei leitend miteinander verbundenen
Schleifbahnabschnitten besteht, welche auf Kreisringen mit unterschiedlichen
Radien angeordnet sind, und eine zweite Schleifbahn, die aus zwei
leitend miteinander verbundenen Schleifbahnabschnitten besteht,
welche auf Kreisringen mit unterschiedlichen Radien angeordnet sind,
aufweisen. Dabei überlappt
der innere Schleifbahnabschnitt der ersten Schleifbahn in einem
gewissen Winkelbereich mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
der zweiten Schleifbahn und der innere Schleifbahnabschnitt der zweiten
Schleifbahn überlappt
in einem gewissen Winkelbereich mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
der ersten Schleifbahn. Dabei wird je nach angewählter Schalterstellung ein
zusammengehöriges Paar
von konzentrischen Schleifbahnen durch zwei Schleifkontaktelemente
elektrisch miteinander verbunden, bis eine Lücke in den Schleifbahnen die Stromversorgung
zum Stellmotor unterbricht. Die elektrische Verbindung radial unterschiedlich
angeordneter Schleifbahnen mittels Umkehrleitungen dient der Möglichkeit
der Rückstellung
des Stellmotors in die entgegengesetzte Richtung.
-
Die
europäische
Patentanmeldung
EP
0 905 595 A1 offenbart ein System zur Steuerung von Drehbetätigern für eine Vielzahl
von zentral gesteuerten Einheiten, insbesondere für elektrische
Schlösser von
Kraftfahrzeugen. Dazu umfasst das System eine Zentralsteuerung,
die mehrere Drehbetätiger,
welche mehrere Abschaltpositionen ermöglichen, steuert. Jeder Drehbetätiger besteht
aus mehreren konzentrisch zur Mittelachse angeordneten Strombahnen, die
in einer bestimmten Winkelstellung unterbrochen sind. Ein Schleifkontakt
verbindet die Strombahnen mit einem Stellmotor, wobei keine dauerhaft
mit dem Stellmotor verbundene Strombahn vorhanden ist.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, einen einfach, kompakt und kostengünstig aufgebauten
Stellantrieb zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen Stellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Die Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
unter anderem vor, dass der Stellantrieb mindestens eine 1. Schleifbahn
bestehend aus mindestens zwei leitend miteinander verbundenen Schleifbahnabschnitten
aufweist, die auf Kreisringen mit unterschiedlichen Radien angeordnet
sind, wobei der innere und der äußere Schleifbahnabschnitt
sich winkelmäßig überlappen
oder zumindest winkelmäßig unmittelbar aneinander
angrenzen.
-
Komplementär zur 1.
Schleifbahn weist der Stellantrieb mindestens eine 2. Schleifbahn
bestehend aus mindestens zwei leitend miteinander verbundenen Schleifbahnabschnitten
auf, die auf Kreisringen mit unterschiedlichen Radien angeordnet sind,
wobei die Schleifbahnabschnitte sich winkelmäßig überlappen oder zumindest winkelmäßig unmittelbar
aneinander angrenzen.
-
Dabei überlappt
nun der innere Schleibahnabschnitt der 1. Schleifbahn in einem gewissen
Winkelbereich mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt der
2. Schleifbahn. Zusätzlich überlappt
der innere Schleifbahnabschnitt der 2. Schleifbahn mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
der 1. Schleifbahn in einem gewissen Winkelbereich.
-
Darüber hinaus
weist der Schleifer für
jeden Kreisring einen Schleifkontakt auf.
-
In
jeder Winkelstellung der Abtriebswelle sind zumindest zwei Schleifbahnen
leitend mit einem Schleifkontakt des Schleifers verbunden. Der Schleifer
selbst ist wiederum über
eine zusätzliche
Schleifbahn oder direkt mit der Masseanschlussleitung des Elektromotors
verbunden. Die andere Anschlussleitung ist dauerhaft mit der Bordnetzspannung
des Kraftfahrzeuges verbunden. Selbstverständlich können die Anschlussleitungen
des Elektromotors auch vertauscht sein. In Abhängigkeit davon, welche Schleifbahn
geschaltet mit Masse verbunden wird, wird die Abtriebswelle in verschiedene
Drehwinkelstellungen verfahren. Eine zweite Leiterplatte mit Schleifbahnen
nur zur Codierung der Sollvorgabe und eine Komparator wie im Stand
der Technik gemäß
EP 0414 941 A1 entfällt. Die
Ansteuerung (gesteuerter Stromfluß) des Elektromotors erfolgt
unmittelbar über
die Schleifbahnen, welche die Stromschaltfunktionen direkt ohne
weitere Logik übernehmen.
Durch die Verschachtelung der Schleifbahnen und die Aufteilung einer
Schleifbahn mit verschiedenen leitend miteinander verbundenen Schleifbahnabschnitten
auf unterschiedliche Kreisringe, wird insgesamt eine kompakte Bauweise
ermöglicht.
Dabei wird durch die gegenseitige Überlappung der Schleifbahnabschnitte
unterschiedlicher Schleifbahnen sichergestellt, dass in jeder Stellung
zumindest eine Schleifbahn mit einem Schleifkontakt leitend verbunden
ist, wodurch jederzeit das Verfahren von einer Winkelstellung in
eine andere ermöglicht
wird. Die Zahl der Schleifbahn-Kreisringe, die zur Realisierung von
zwei oder mehr Drehwinkelstellungen und zur ständigen Anbindung des Schleifers
an eine Anschlussleitung des Elektromotors benötigt werden, kann durch die
erfindungsgemäße Verschachtelung und Überlappung
der Schleifbahnen und Schleifbahnabschnitte reduziert werden. Dabei
bedeutet jeder nicht notwendige Kreisring eine deutliche Bauraumverkleinerung.
-
Erfindungsgemäß können zum
Beispiel 4 funktionell notwendige Schleifbahnen (drei für die wahlweise
Massebeschaltung zum Ansteuern von drei Winkelstellungen und eine
für eine
permanente Verbindung des Schleifers mit dem Masseanschluss der
Elektromotors) auf nur drei Kreisringen untergebracht werden.
-
Allgemein
ist es mit dem erfindungsgemäßen Stellantrieb
möglich,
(n + 1) notwendige Schleifbahnen auf der Leiterplatte durch n Schleifbahn-Kreisringe
darzustellen.
-
Anhand
der beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
Explosionsdarstellung der Leiterplatte mit den Schleifbahnen und
der Abtriebswelle mit dem Schleifer,
-
2 eine
Seitenansicht der Leiterplatte und der Abtriebswelle mit Schleifer
im zusammengebauten Zustand,
-
3 eine
Draufsicht auf den Schleifer,
-
4 eine
Schleifbahnanordnung gemäß einer
ersten Ausführungsform,
-
5 eine
Schleifbahnanordnung gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
-
6 die
Schleifbahnanordnung der zweiten Ausführungsform in einer ersten
Drehwinkelstellung,
-
6A eine
Schleifbahnanordnung gemäß 6,
jedoch in einer anderen Drehwinkelstellung,
-
7 eine
Schleifbahnanordnung gemäß einer
dritten Ausführungsform.
-
In 1 ist
eine Explosionsdarstellung der Leiterplatte (7) mit den
darauf angeordneten Schleifbahnen (1, 2, 3)
und der Abtriebswelle (5) mit dem Schleifer (6)
gezeigt. Die Abtriebswelle (5) weist ein Zahnrad auf, über das
die Abtriebswelle (5) durch Getriebezahnräder (nicht
dargestellt) oder unmittelbar durch die Antriebswelle eines Elektromotors
(15) angetrieben wird. Dabei wird die Abtriebswelle (5) durch
eine zentrale Aussparung in der Leiterplatte (7) geführt. Mit
der Abtriebswelle (5) ist ein Schleifer (6) verdrehfest
verbunden, der mit seinen Schleifkontakten (6A–6D) über die
Schleifbahnen (1, 2, 3) schleift, wobei
die Schleifkontakte federnd gegen die Schleifbahnen gedrückt werden.
Der in den 1 bis 3 dargestellte
Schleifer (6) ist für
die Schleifbahnanordnung gemäß 5 ausgebildet.
Dabei ist jedem Schleifbahn-Kreisring ein Schleifkontakt zugeordnet. Um
die Sicherheit der Kontaktierung zu erhöhen, besteht jeder Schleifkontakt
aus zwei federnden Schleifkontaktelementen.
-
In 4 ist
eine Schleifbahnanordnung für eine
erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Stellantriebs
gezeigt. In dieser Ausführungsform kann
die Antriebswelle (5) in zwei Drehwinkelstellungen (P1,
P2) verfahren werden. Es sind zwei konzentrisch zueinander angeordnete
Kreisringe vorhanden, auf denen drei Schleifbahnen (1, 2, 4) verschachtelt
angeordnet sind. Wird die 1. Schleifbahn (1) über das
Schaltelement (14) auf Masse gelegt so wird der Elektromotor
(15) solange bestromt, bis die Abtriebswelle (5) – und der
damit fest verbundene Schleifer (6) – die Drehwinkelposition (P1)
erreicht hat. Wird die 2. Schleifbahn (2) über das
Schaltelement (14) auf Masse gelegt, so wird der Elektromotor (15)
solange bestromt, bis die Abtriebswelle (5) die Drehwinkelposition
(P2) erreicht hat. Die zusätzliche Schleifbahn
(4) ist über
eine Leiterbahn (92) dauerhaft mit dem Masseanschluss (15B)
des Elektromotors 15) verbunden. Über die ebenfalls auf der Leiterplatte
(7) angeordnete Leiterbahn (91) und eine entsprechende
Steckbuchse (13) ist die andere Anschlussleitung (15A)
des Elektromotors (15) dauerhaft mit der Bordnetzspannung
(UB) des Fahrzeuges verbunden. Die erste und die zweite Schleifbahn (1,2)
sind ebenfalls über
Leiterbahnen (81, 82) mit Steckbuchsen (10, 11)
verbunden, die über
das schematisch dargestellte Schaltelement (14) wahlweise mit
Masse verbindbar sind.
-
Die
erste Schleifbahn (1) weist zwei leitend miteinander verbundene
Schleifbahnabschnitte (1A, 1C) auf, und zwar einen
inneren Schleifbahnabschnitt (1A) und einen äußeren Schleifbahnabschnitt (1C),
die jeweils auf dem inneren Kreisring und dem äußeren Kreisring liegen. Dabei überlappen
sich der innere und der äußere Schleifbahnabschnitt
(1A, 1C) dieser Schleifbahn (1) in einem
bestimmten Winkelbereich, wobei der Überlappungsbereich der Breite eines
leitenden Übergangssteges
zwischen den beiden Schleifbahnabschnitten (1A, 1C)
entspricht.
-
Die
Schleifbahnabschnitte und der Übergangssteg
sind vorzugsweise einstückig
als leitende Schicht galvanisch strukturiert auf die Leiterplatte aufgebracht.
Alternativ dazu ist es auch möglich,
die auf verschiedenen Kreisringen liegenden Schleifbahnabschnitte
einer Schleifbahn durch rückseitig angeordnete
Verbindungselemente (z. B. eine Drahtbrücke) leitend miteinander zu
verbinden.
-
Die
zweite Schleifbahn (2) weist zwei leitend miteinander verbundene
Schleifbahnabschnitte (2A, 2C) auf, und zwar wieder
einen inneren Schleifbahnabschnitt (2A) und einen äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C), die jeweils auf dem inneren Kreisring und dem äußeren Kreisring
liegen. Dabei überlappen sich
der innere und der äußere Schleifbahnabschnitt (2A, 2C)
dieser Schleifbahn (2) in einem bestimmten Winkelbereich,
wobei auch hier der Überlappungsbereich
der Breite eines leitenden Übergangssteges zwischen
den beiden Schleifbahnabschnitten (2A, 2C) entspricht.
-
Nun überlappt
der innere Schleifbahnabschnitt (1A) der 1. Schleifbahn
mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C) der 2. Schleifbahn in einem gewissen Winkelbereich
und der innere Schleifbahnabschnitt (2A) der 2. Schleifbahn
ebenfalls mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(1C) der 1. Schleifbahn. Die sich überlappenden Schleifbahnabschnitte
unterschiedlicher Schleifbahnen sind durch isolierende Bereiche
voneinander getrennt.
-
Der
Schleifer (6) besitzt zwei Schleiferarme, wobei auf dem
einen Schleiferarm 2 Schleifkontakte radial fluchtend hintereinander
angeordnet sind, während
auf dem anderen Schleiferarm nur ein Schleifkontakt (6D)
angeordnet ist.
-
Die
Funktionsweise eines Stellantriebs mit dieser Schleifbahnanordnung
beim Wechsel von der Drehwinkelposition (P1) in die Drehwinkelposition (P2)
ist folgende:
In der Ausgangslage hat der Schleifkontakt (6C)
bereits die äußere Schleifbahn
(1C) der ersten Schleifbahn (1) verlassen und
befindet sich in dem isolierenden „Abschaltbereich" zwischen den äußeren Schleifbahnabschnitten
(1C, 2C) der ersten und der zweiten Schleifbahn.
Der innere Schleifkontakt (6A) befindet sich auf dem inneren
Schleifbahnabschnitt (2A) der zweiten Schleifbahn (2).
Wird nun die 2. Schleifbahn (2) über das Schaltelement (14)
auf Masse gelegt, so kann über
die Schleifbahn (4), den Schleifkontakt (6D) und
den Schleifkontakt (6A) und die Schleifbahn (2)
der Motorstrom nach Masse abfließen. Dies hat zur Folge, dass
der Elektromotor (15) anläuft und eine Drehung der Abtriebswelle (5)/Schleifers
(6) im Uhrzeigersinn bewirkt. Nach einer gewissen Drehung
erreichen dann die Schleifkontakte (6A, 6C) den Überlappungsbereich
zwischen dem inneren und dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(2A, 2C) der zweiten Schleifbahn (2).
In diesem Überlappungsbereich
ist dann auch der äußere Schleifkontakt
(6C) mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C) in Kontakt, so dass hier die „Übergabe" der Stromführung vom inneren Schleifkontakt
(6A) auf den äußeren Schleifkontakt
(6C) erfolgt. Im weiteren Verlauf der Drehung verlässt dann
der innere Schleifkontakt (6A) den inneren Schleifbahnabschnitt (2A)
der zweiten Schleifbahn (2) und geht über einen isolierenden Bereich
auf den inneren Schleifbahnabschnitt (1A) der ersten Schleifbahn
(1) über.
Die erste Schleifbahn ist jedoch in diesem Zustand potentialfrei.
Die Drehung (Bestromung des Elektromotors) erfolgt nun solange,
bis der äußere Schleifkontakt (6C)
den äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C) der zweiten Schleifbahn (2) in der Drehwinkelposition (P2)
verlassen hat, und in den isolierenden „Abschaltbereich" zwischen dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C) und der Schleibahn (4) eintritt. Jetzt ist die
Bestromung des Elektromotors unterbrochen, wodurch die Drehbewegung
gestoppt wird.
-
In
der Drehwinkelposition (P2) befindet sich der innere Schleifkontakt
(6A) auf dem inneren Schleifbahnabschnitt (1A)
der ersten Schleifbahn (1). Wird nun die erste Schleifbahn
(1) über
das Schaltelement (14) an Masse gelegt, so kann über den
inneren Schleifkontakt (6A) der Motorstrom fließen und die
Drehung der Abtriebswelle (5) im Uhrzeigersinn zurück in die
erste Position (P1) erfolgen.
-
Die Überlappung
zwischen den Schleifbahnabschnitten unterschiedlicher Schleifbahnen
stellt somit sicher, dass in jeder Stellung zumindest eine Schleifbahn
mit einem Schleifkontakt leitend verbunden ist, so dass die dieser
Schleifbahn zugeordnete Drehwinkelposition angefahren werden kann.
-
Damit
der Stromfluss bei der „Übergabe" vom inneren Schleifkontakt
auf den äußeren Schleifkontakt
im Übergabebereich
zwischen dem inneren Schleifbahnabschnitt und dem äußeren Schleifbahnabschnitt
einer Schleifbahn nicht unterbrochen wird, sind der innere und der äußere Schleifkontakt
vorzugsweise radial fluchtend beabstandet hintereinander angeordnet.
Ein gewisser Winkelversatz des inneren gegenüber dem äußeren Schleifkontakt ist jedoch
auch möglich,
solange nur die „Übergabe" gewährleistet
ist.
-
In
den 5, 6 und 6A ist
eine Schleifbahnanordnung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
für den
erfindungsgemäßen Stellantrieb gezeigt.
Bei dieser Schleifbahnanordnung können drei Drehwinkelpositionen
(P1, P2, P3) angefahren werden. Es sind drei konzentrische Kreisringe
vorhanden, auf denen vier Schleifbahnen (1, 2, 3, 4)
verschachtelt angeordnet sind.
-
Die
erste Schleifbahn (1) weist drei leitend miteinander verbundene
Schleifbahnabschnitte (1A, 1B, 1C) auf,
und zwar einen inneren Schleifbahnabschnitt (1A), einen
mittleren Schleifbahnabschnitt (1B) und einen äußeren Schleifbahnabschnitt
(1C), die jeweils auf dem inneren, dem mittleren und dem äußeren Kreisring
liegen. Dabei überlappen
sich der innere und der mittlere Schleifbahnabschnitt (1A, 1B) dieser
Schleifbahn (1) sowie der mittlere und der äußere Schleifbahnabschnitt
(1B, 1C) dieser Schleifbahn (1) jeweils
in einem bestimmten Winkelbereich, wobei der Überlappungsbereich der Breite
eines leitenden Übergangssteges
zwischen den jeweiligen Schleifbahnabschnitten (1A, 1B, 1C)
entspricht.
-
Die
zweite Schleifbahn (2) weist ebenfalls drei leitend miteinander
verbundene Schleifbahnabschnitte (2A, 2B, 2C)
auf, und zwar einen inneren Schleifbahnabschnitt (2A),
einen mittleren Schleifbahnabschnitt (2B) und einen äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C), die jeweils auf dem inneren, dem mittleren und dem äußeren Kreisring
liegen. Dabei überlappen
sich der innere und der mittlere Schleifbahnabschnitt (2A, 2B)
dieser Schleifbahn (2) sowie der mittlere und der äußere Schleifbahnabschnitt
(2B, 2C) dieser Schleifbahn (2) jeweils
in einem bestimmten Winkelbereich, wobei der Überlappungsbereich der Breite
eines leitenden Übergangssteges
zwischen den jeweiligen Schleifbahnabschnitten (2A, 2B, 2C)
entspricht.
-
Die
dritte Schleifbahn (3) weist ebenfalls drei leitend miteinander
verbundene Schleifbahnabschnitte (3A, 3B, 3C)
auf, und zwar einen inneren Schleifbahnabschnitt (3A),
einen mittleren Schleifbahnabschnitt (3B) und einen äußeren Schleifbahnabschnitt
(3C), die jeweils auf dem inneren, dem mittleren und dem äußeren Kreisring
liegen. Dabei überlappen
sich der innere und der mittlere Schleifbahnabschnitt (3A, 3B)
dieser Schleifbahn (3) sowie der mittlere und der äußere Schleifbahnabschnitt
(3B, 3C) dieser Schleifbahn (3) jeweils
in einem bestimmten Winkelbereich, wobei der Überlappungsbereich der Breite
eines leitenden Übergangssteges
zwischen den jeweiligen Schleifbahnabschnitten (3A, 3B, 3C)
entspricht.
-
Die
vierte Schleifbahn (4), welche dauerhaft mit der Masseanschlussleitung
des Elektromotors (15) verbunden ist, ist als Kreisringabschnitt
auf dem äußeren Kreisring
integriert.
-
Dabei überlappen
folgende Schleifbahnabschnitte:
- – der innere
Schleifbahnabschnitt (1A) der ersten Schleifbahn (1)
mit dem mittleren Schleifbahnabschnitt (3B) der dritten
Schleifbahn (3),
- – der
mittlere Schleifbahnabschnitt (3B) der dritten Schleifbahn
(1) mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(2C) der zweiten Schleifbahn (2),
- – der
innere Schleifbahnabschnitt (2A) der zweiten Schleifbahn
(2) mit dem mittleren Schleifbahnabschnitt (1B)
der ersten Schleifbahn (1),
- – der
mittlere Schleifbahnabschnitt (1B) der ersten Schleifbahn
(1) mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(3C) der dritten Schleifbahn (3),
- – der
innere Schleifbahnabschnitt (3A) der dritten Schleifbahn
(1) mit dem mittleren Schleifbahnabschnitt (2B)
der zweiten Schleifbahn (2),
- – der
mittlere Schleifbahnabschnitt (2B) der zweiten Schleifbahn
(2) mit dem äußeren Schleifbahnabschnitt
(1C) der ersten Schleifbahn (1).
-
Mit
dieser Schleifbahnanordnung ist es möglich, dass aus jeder Drehwinkelposition
heraus jede der beiden anderen Drehwinkelpositionen angefahren werden
kann:
P1 → P2
P1 → P3
P2 → P1
P2 → P3
P3 → P1
P3 → P2.
-
Damit
ist ein Stellantrieb mit dieser Schleifbahnanordnung sehr flexibel
einsetzbar. Außerdem ist
die Ansteuerung eines solchen Stellantriebs relativ einfach.
-
Die
Funktionsweise eines Stellantriebs mit dieser Schleifbahnanordnung
ist prinzipiell so wie bei der Schleifbahnanordnung gemäß 4.
Der Mechanismus der „Übergabe" der Stromführung zwischen
Schleifkontakten, die auf unterschiedlichen Kreisringen liegen,
entspricht dem im Zusammenhang mit der 4 beschriebenen
Mechanismus.
-
Die
isolierenden Bereich zur Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors
befinden sich bevorzugt auf dem äußersten
Kreisring. Dadurch wird der Winkelfehler für die einstellbaren Drehwinkelpositionen
im Falle von Ungenauigkeiten beim Layout der Schleifbahnabschnitte
minimiert.
-
P1 → P2:
-
Der
Schleifkontakt (6B) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(2B). Wenn die zweite Schleifbahn (2) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P2) verfahren. Die Schleifbahnen (1,3)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
P1 → P3:
-
Der
Schleifkontakt (6A) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(3A). Wenn die dritte Schleifbahn (3) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P3) verfahren. Die Schleifbahnen (1, 2)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
P2 → P1:
-
Der
Schleifkontakt (6A) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(1A). Wenn die erste Schleifbahn (1) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P1) verfahren. Die Schleifbahnen (2, 3)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
P2 → P3:
-
Der
Schleifkontakt (6B) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(3B). Wenn die dritte Schleifbahn (3) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P3) verfahren. Die Schleifbahnen (1, 2)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
P3 → P1:
-
Der
Schleifkontakt (6B) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(1B). Wenn die erste Schleifbahn (1) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P1) verfahren. Die Schleifbahnen (2, 3)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
P3 → P2:
-
Der
Schleifkontakt (6A) befindet sich auf dem Schleifbahnabschnitt
(2A). Wenn die zweite Schleifbahn (2) auf Masse
gelegt wird, kann der Motorstrom fließen und die Abtriebswelle wird
in die Drehwinkelposition (P2) verfahren. Die Schleifbahnen (1, 3)
sind während
des Verfahrens potentialfrei.
-
In 7 ist
eine Schleifbahnanordnung gemäß einer
dritten Ausführungsform
für den
erfindungsgemäßen Stellantrieb
gezeigt. Auch hier sind drei konzentrische Kreisringe vorhanden,
auf denen vier Schleifbahnen (1, 2, 3, 4)
verschachtelt angeordnet sind. Da die Verschachtelungstiefe in dieser
Ausführungsform
geringer ist, können
bei dieser Schleifbahnanordnung die drei Drehwinkelpositionen (P1, P2,
P3) nur sukzessive angefahren werden:
P1 → P2,
P2 → P3,
P3 → P1.
-
Die
vierte Schleifbahn (4) die dauerhaft mit dem Masseanschluss
des Elektromotors (15) verbunden ist, ist in dieser Ausführungsform
als geschlossenen Kreisring ausgebildet, der im Zentrum der Schleifbahnanordnung
liegt.