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Die
Erfindung betrifft eine Endschalteranordnung für einen elektrischen Antrieb,
insbesondere für Haushaltgeräte, gemäß Obergriff
des Patentanspruches 1, umfassend eine drehbar gelagerte Gewindespindel,
auf der eine axial verschiebbare Schaltmutter angeordnet ist, die
in Folge der Links- Rechtsdrehung der Gewindespindel nur einen unter
einer Distanz angeordneten Endschalter betätigt.
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Die
Schaltmutter ist gleichzeitig ein Betätigungsglied für einen
mechanischen Antrieb, der durch die Endabschaltung gesteuert wird.
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Aus
dem Stand der Technik, wie beispielsweise aus der
DE 42 15 311 A1 st eine
Endschalter anordnung bekannt, die über zwei unter einer Distanz angeordnete
Endschalter verfügt,
und wobei über eine
angetriebene Gewindespindel die Schaltmutter entweder den einen
Endschalter oder den anderen Endschalter durch Änderung der Drehrichtung der drehbar
gelagerten Gewindespindel betätigt.
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Bei
dieser aus dem Stand der Technik bekannten Endschalteranordnung
sind zwei Endschalter vorgesehen, was dazu führt, dass insbesondere ein
entsprechender Verdrahtungsaufwand vorgehalten werden muss, so dass
die Schalteranordnung hinsichtlich ihrer Auslegung aufwendig baut.
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Aus
dem Patent
US 3,522,506 ist
eine Endschalteranordnung für
einen elektrischen Antrieb, bekannt, der eine drehbar gelagerte
Gewindespindel, auf der eine axial verschiebbare Schaltmutter angeordnet
ist, umfasst. In Folge der Links- Rechtsdrehung der Gewindespindel
wird ein einziger Endschalter betätigt. Hierbei ist am Stößel des
Endschalters ein Betätigungselement
angebracht, das eine radial zur Spindel wirkende Bewegung aus der
Distanz auf den Schalter überträgt. Hierdurch
wird der Schalter von der entfernten Schaltmutter betätigt. Dabei
muss die axiale Bewegung der Schaltmutter durch eine Anschrägung des
Betätigungselements
in eine radiale Bewegung umgelenktwerden. Diese Art der Umlenkung
ist jedoch nur für
kurze Distanzen geeignet.
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Der
Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Schalteranordnung
für einen
elektrischen Antrieb, insbesondere für Haushaltgeräte derart
weiter zu bilden, die zum einen wesentlich einfacher aufgebaut und
die wesentlich kostengünstiger
herzustellen ist.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden
Unteransprüchen.
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Die
mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich dadurch, dass
die Schaltmutter auf der Gewindespindel mit nur einem Endschalter
zusammenwirkt. Hierzu betätigt
die Schaltmutter einerseits in einer ersten Endstellung den Endschalter
unmittelbar und andererseits in einer zweiten Endstellung betätigt sie
den Endschalter mittelbar über
ein die Distanz überbrückendes
Element. Aufgrund dieser Lösung
wird erreicht, dass eine Endschalteranordnung durch den Wegfall
eines Endschalters kostengünstiger
herzustellen ist, mit der Folge, dass dessen Verkabelung gänzlich eingespart
werden kann. Das die Distanz überbrückende Element
kann hierbei beispielsweise aus einem Draht oder Kunststoffteil
kostengünstig
hergestellt werden.
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Dabei
umfasst das überbrückende Element eine
als parallel zur Gewindespindel gegen die Wirkung einer Feder verschiebbare
Zugstange, an dessen einem vom Endschalter entfernten freien Ende ein
Anschlag für
die Spindelmutter angeordnet ist, und wobei dessen anderes freie
Ende mit dem Endschalter zusammenwirkt. Zur Umsetzung einer Schaltkraft
steht das mit dem Endschalter zusammenwirkende Ende über ein
Wippenelement mit einem Taster an dem Endschalter in Wirkverbindung.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass zur federnden Lagerung die Zugstange selbst durch Formgebung
eine Feder bildet. Hierzu weist die Feder eine V-förmige Formgebung
auf, wobei jeweils ein Schenkel als Anschlag für die Schaltmutter dient, und
wobei der andere Schenkel die Federwirkung hervorruft. In vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung bildet der die Federwirkung hervorrufende Schenkel
das Wippenelement selbst, welches den Taster des Endschalters betätigt. Aufgrund
dieser Ausbildung wird allein durch die Formgebung der Zugstange
erreicht, dass ein zusätzliches
Wippenelement eingespart werden kann. Wie bereits schon erwähnt, kann
das überbrückende Element,
welches als Zugstange ausgebildet ist, aus Federstahl oder Kunststoff
hergestellt sein.
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Für Zusatzinformationen
die zur Steuerung benötigt
werden, kann zur Positionserkennung der Schaltmutter auf der Gewindespindel
eine mikroprozessorgeschützte
Ansteuerung des Motors vorgesehen sein. Bei einer solchen Ansteuerung
des Motors für
die Gewindespindel ist es möglich,
die letzte Endstellung in einem entsprechenden nichtflüchtigen Speicher
abzulegen. Hierdurch kann der nächste
Ansteuerungsvorgang des Motors gezielt erfolgen. Das heißt, der
Mikroprozessor weiß jederzeit
in welcher Stellung links oder rechts sich die Schaltmutter befindet
und steuert den Motor bei dem nächsten
Verstellvorgang so an, dass sich die Schaltmutter in Richtung der
anderen Endstellung bewegt.
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Eine
andere Ausführungsform
zur Positionserkennung kann dadurch erreicht werden, dass auf der
Gewindespindel Verstellzeitüberwachungen
vorgesehen sind. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die Steuerung
die aktuelle Position der Schaltmutter kennt. Soll die Schaltmuter
beispielsweise in die linke Endstellung verfahren werden, so wird
der Motor stets so angesteuert, dass sich die Schaltmutter entsprechend
nach links bewegt. Hat sich die Schaltmutter zuvor in der rechten
Endstellung befunden, so erfolgt eine Änderung des Schaltzustandes
des Endschalters, der abgefragt werden kann. Hat sich die Schaltmutter
bereits in der linken Endstellung befunden, so erfolgt keine Änderung
des Schaltzustandes. Da sich der Motor jedoch auch in diesem Fall
zunächst
dreht ist es erforderlich, ihn nach kurzer Zeit abzuschalten, um
ihn nicht zu beschädigen.
Dies kann durch eine zeitgesteuerte Abfrage des Endschalters erfolgen.
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Bei
diesem Verfahren muss sichergestellt sein, dass sich die Schaltmutter,
für den
Fall, dass sie gegen einen Endschlag fährt, auch wieder motorisch lösen lässt oder
es muss eine entsprechend freie Wegstrecke vorgesehen werden, die
die Schaltmutter während
der Abfragezeit zurücklegen
kann, um nicht gegen einen Anschlag zu fahren. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet
das folgendes: Der Motor wird zur Bewegung der Schaltmutter in eine
gewünschte Endstellung
entsprechend angesteuert. Erfolgt nach kurzer Zeit eine Änderung
des Schaltzustandes, so hat sich die Schaltmutter bereits in der
gewünschten Endstellung
befunden und der Motor wird abgeschaltet. Ein weiterer Vorteil dieser
Zeitüberwachung
ist die Möglichkeit
der Überwachung
von Störungen. Kurz
nach der Ansteuerung des Motors zur Bewegung der Schaltmutter in
die andere Endstellung erfolgt wie beschrieben eine Änderung
des Schaltzustandes des Endschalters. Bleibt dann eine weitere Zustandsänderung
des Schalters innerhalb einer typischen Zeitspanne aus, so hat die
Schaltmutter das gegenüberliegende
Ende der Gewindespindel nicht erreicht und es liegt ein Störfall vor.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
eine erste Ausführungsform
einer Endschalteranordnung;
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2: eine Darstellung gemäß der 1 einer
Endschalteranordnung jeweils in den Endstellungen a und b der Schaltmutter;
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3:
eine weitere Ausführungsform
einer Endschalteranordnung gemäß der 1 und
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4: eine Darstellung gemäß der 3, ebenfalls
in Endstellungen a und b der Schaltmutter.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform
einer Endschalteranordnung 1 gemäß der Erfindung. Nicht näher dargestellt,
ist ein elektrischer Antrieb, insbesondere für Haushaltgeräte. Die
Endschalteranordnung 1 umfasst dabei eine drehbar gelagerte
Gewindespindel 2, auf der eine axial verschiebbare Schaltmutter 3 angeordnet
ist. Nicht näher
dargestellt ist ein Motor, der insbesondere die drehbar gelagerte
Gewindespindel 2 antreibt.
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Wie
in der Zusammenschau der 2a und b
deutlich wird, bewegt sich die Schaltmutter 3 in Folge
der Links- Rechtsdrehbewegung der Gewindespindel 2 entweder
in die eine oder die andere Richtung gemäß der dargestellten Pfeile.
Wie aus der Zusammenschau der 1 und 2 deutlich wird, weist die erfindungsgemäße Endschalteranordnung 1 nur einen
Endschalter 4 auf, wobei die Schaltmutter 3 einerseits
in einer ersten Stellung (2a) den Endschalter 4 unmittelbar
betätigt,
und wobei die Schaltmutter 3 andererseits in einer zweiten
Endstellung (2b) den Endschalter 4 mittelbar über ein
die Distanz überbrückendes
Element 5 betätigt.
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Wie
aus der Zusammenschau der 1 und 2 zu
erkennen ist, umfasst das überbrückende Element 5 eine
parallel zur Gewindespindel 2 gegen die Wirkung einer Feder 6 verschiebbare
Zugstange 7, an dessen einem der dem Endschalter 4 entfernten freien
Ende ein Anschlag 8 für
die Schaltmutter 3 angeordnet ist. Am anderen freien Ende 9 der
Zugstange 7 wirkt diese mit dem Endschalter 4 zusammen. Wie
aus der 1 und 2 weiter zu
erkennen ist, steht das mit dem Endschalter 4 zusammenwirkende
Ende 9 über
ein Wippenelement 10 mit einem Taster 11 an dem
Endschalter 4 in Wirkverbindung. Zur Beaufschlagung einer
Federwirkung, damit der Taster 11 über das Wippenelement 10 nicht
in Wirkstellung verbleibt, drückt
die Feder 6 die Zugstange 7 in ihre Ausgangsposition,
wie dies in der 2b dargestellt ist.
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Dabei
wird die Feder 6 durch Formgebung der Zugstange 7 gebildet.
Die in die Zugstange 7 durch Formgebung integrierte Feder 6 weist
dabei eine V-förmige
Formgebung auf, wobei ein Schenkel 12 als Anschlag für die Schaltmutter 3 dient,
und wobei der andere Schenkel 13 in Folge seiner Spreizung
die Federwirkung hervorruft. Es versteht sich von selbst, dass zur
Stabillage der V-förmigen
Feder 6, wie in 1 und 2 angedeutet
ist, diese in einer Halterung 14 vorgehalten wird, die
die Federwirkung nicht beeinträchtigt.
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Gemäß der Ausführungsform
der 3 und 4, die dem
Grunde nach das Gleiche Prinzip verwirklicht, wie dies bereits zu
den 1 und 2 beschrieben
wurde, unterscheidet diese sich letztendlich nur dadurch, dass der
die Federwirkung hervorrufende Schenkel 13 das Wippenelement
selbst bildet, welches den Taster 11 des Endschalters 4 betätigt. Entsprechend
ist hierzu die Halterung 14 im Bereich des Endschalters 4 angeordnet,
wobei durch die Zusammenschau der 4a und 4b deutlich
wird, wie sich die Wirkung des Schenkels 13 vollzieht,
wenn die Schaltmutter 3 entweder am Anschlag 8 oder
am Endschalter 4 selbst aufläuft. Wie aus der 4a zu erkennen
ist, wirkt beim Auffahren der Schaltmutter 3 auf den Endschalter 4 der
Schenkel 13 als kraftübertragendes
Element, um den Endschalter 4 zu betätigen. Entfernt sich die Schaltmutter 3 vom
Endschalter 4 und betätigt
den Anschlag 8, so verschiebt sich die Zugstange 7,
wobei der Schenkel 13 sich gegen ein Lager 15 abstützt, so
dass der obere Hebelarm des Schenkels 13 den Taster 11 betätigt. Entfernt sich
die Schaltmutter 3 wieder von dem Anschlag 8, so
zieht sich die V-förmige
Feder wieder zusammen, so dass der obere Hebelarm des Schenkels 13 den Taster 11 wieder
freigibt und der Endschalter 4 aus der Betätigung genommen
wird.