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Die
Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung mit einem Aktuator und
ein Verfahren zur Herstellung einer Aktuatorvorrichtung.
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Aus
dem Stand der Technik sind verschiedene Aktuatorvorrichtungen bekannt.
Beispielsweise offenbart die
US
5,211,371 einen linearen Aktuator für ein Ventil,
bestehend aus einer von einer Feder koaxial umgebenen Aktuatordraht
aus einer Formgedächtnislegierung. Die
DE 10 2006 030 140 A1 beschreibt
einen Aktuator, eben falls basierend auf einer Formgedächtnislegierung.
Ferner ist eine Stellvorrichtung, die beispielsweise zur Ver-/Entriegelung von
Kraftfahrzeugtürverschlüssen eingesetzt werden kann,
aus der
DE 102 14
398 A1 bekannt.
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Demgegenüber
liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aktuatorvorrichtung
und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Aktuatorvorrichtung
zu schaffen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden mit den Merkmalen
der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird
eine Aktuatorvorrichtung mit einem Aktuator geschaffen, einem Stellglied einem
von dem Stellglied räumlich beabstandeten Endstück
und einem Federelement, wobei das Stellglied und das Endstück
durch ein Federelement und/oder durch einen Aktuator einstückig
miteinander verbunden sind, wobei der Aktuator einen Wandlerwerkstoff,
z. B. ein Formgedächtnismaterial aufweist. Bei dem Formgedächtnismaterial
kann es sich z. B. um eine Formgedächtnislegierung handeln.
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Die
erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung hat den Vorteil
einer einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit, da
Endstück, Stellglied und Federelement und/oder Aktuator
zusammen in einem Herstellungsverfahren hergestellt werden können.
Da außerdem Endstück, Stellglied, Federelement
und/oder Aktuator einstückig miteinander verbunden sind,
entfällt ein zusätzlicher Arbeitsschritt bei der
Montage der Aktuatorvorrichtung, nämlich ein Montageschritt des
Zusammenfügens von individuellen Bauteilen Stellglied,
Endstück, Federelement und/oder Aktuator, was die Montagekosten
einer entsprechenden Aktuatorvorrichtung wesentlich reduziert.
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Es
sei angemerkt, dass unter „einstückig” verstanden
wird, dass das die verschiedenen Elemente Stellglied, Endstück
und das Federelement entweder aus demselben Material bestehen oder aber
dass diese Elemente ein integrales Bauteil bilden. Letzteres ist
insbesondere bei der einstückigen Ausgestaltung von Stellglied,
Endstück und Aktuator der Fall, da üblicherweise
Stellglied und Endstück aus einem anderen Material wie
der Aktuator bestehen werden. Allgemein kann die vorlegende Erfindung
unter Verwendung einer stoffschlüssigen Verbindung von
Stellglied, Endstück und Federelement realisiert werden,
wobei eine solche stoffschlüssige Verbindung beispielsweise
durch einen Schweiß-, Kleb- oder Vulkanisiervorgang realisiert
werden kann. Allerdings bedeutet dies einen zusätzlichen Herstellungsschritt,
nämlich den besagten Schritt des zusätzlichen
Schweißens, Klebens oder Vulkanisierens.
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Ferner
wird hier unter einem Stellglied eine beliebige mechanische Komponente
verstanden, welche mittels des Federelements und des Aktuators verschiebbar
ist. Das Stellglied kann z. B. ein Schließbolzen insbesondere
für einen Handschuhkasten eines Kraftfahrzeugs sein, oder
auch ein beliebiges mechanisches Kraftübertragungselement
z. B. auf eine Hebelvorrichtung und/oder eine Ventilvorrichtung
und/oder eine Schließvorrichtung.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aktuator mit
dem Stellglied und/oder dem Endstück durch eine kraftschlüssige
Verbindung verbunden. Beispielsweise kann diese kraftschlüssige
Verbindung dadurch erhalten werden, indem der Aktuator von dem Stellglied
und/oder dem Endstück teilweise zur Ausbildung der kraftschlüssigen
Verbindung umschlossen ist. Handelt es sich bei dem Stellglied und
dem Endstück um ein Kunststoffspritzgussteil, so bietet
es sich hier an, dass der Aktuator von dem Stellglied und/oder dem
Endstück umspritzt ist. Somit kann in einem Herstellungsverfahren
eine Herstellung einer Aktuatorvorrichtung erfolgen, welche bereits
ein Stellglied, ein Endstück, ein Federelement sowie einen
integrierten Aktuator aufweist.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist am Aktuator
ein erster Nippel angeordnet, wobei das Stellglied einen Anschlag
für den ersten Nippel zur Ausbildung der formschlüssigen
Verbindung aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann am Aktuator
auch ein weiterer zweiter Nippel angeordnet sein, wobei das Endstück einen
Anschlag für den zweiten Nippel zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung
aufweist. Allgemein bedeutet dies, dass nach einer Ausführungsform
der Erfindung der Aktuator mit dem Stellglied und/oder dem Endstück
durch eine formschlüssige Verbindung verbunden ist.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich,
dass das Stellglied eine Nippelkammer zur Aufnahme des ersten Nippels
aufweist und/oder das Endstück eine Nippelkammer zur Aufnahme
des zweiten Nippels aufweist.
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In
allen Fällen ist durch die Verwendung eines Nippels eine
sowohl einfache Herstellung des Stellglieds und des Endstücks
zusammen mit dem Federelement möglich, als auch eine einfache
Montage des Aktuators am Endstück und/oder dem Stellglied
möglich, da die Montage lediglich den einfachen Schritt
eines „Einhängens” des Nippels in die
entsprechende Aussparung des Stellglieds und/oder Endstücks
erfordert. Damit können beispielsweise mit einem Satz von
Stellglied, Federelement und Endstück verschiedene Aktuatoren
verwendet werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Stellglied
und/oder das Endstück durch zwei durch ein Filmscharnier
verbundene Teile gebildet, wobei die beiden Teile durch das Filmscharnier
zusammenklappbar zur Umschließung des Aktuators sind. Damit
ist es möglich, sowohl eine form- als auch eine kraftschlüssige
Verbindung von Stellglied und/oder Endstück mit dem Aktuator
zu erzielen. Im Falle der kraftschlüssigen Verbindung wird
durch die aufeinander gepressten beiden Teile der Kraftschluss mit
dem Aktuator realisiert, wohingegen im Falle des Formschlusses beispielsweise
der Nippel des Aktuators in die Nippelkammer eingelegt wird, welche
daraufhin durch Zusammenklappen der beiden Teile verschlossen wird.
Bildet ein Ende des Stellglieds und/oder des Endstücks
einen Anschlag für den Nippel zur Ausbildung der formschlüssigen
Verbindung, so kann durch Einlegen des Aktuators zwischen die beiden
Teile und anschließendem Zusammenklappen der beiden Teile
das Herausragen des Nippels aus dem jeweiligen Stellglied und/oder
Endstück bewirkt werden.
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In
allen Fällen ist außerdem vorzugsweise vorgesehen,
dass Rastelemente beim Schließen des Filmscharniers ineinandergreifen,
um somit ein ungewolltes Öffnen des Filmscharniers zu verhindern
und um den Aktuator bzw. Nippel in seiner Funktionsposition zu fixieren.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung weist das Federelement
eine Blattfeder auf. Die Verwendung einer Blattfeder hat den Vorteil,
dass diese in einfacher Weise in einem Spritzgussverfahren einstückig
zusammen mit dem Stellglied und dem Endstück hergestellt
werden kann.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Federelement zwei sich gegenüberliegende und räumlich
voneinander beanstandete Blattfedern auf. Im Falle einer zylindersymmetrischen Ausgestaltung
des Aktuatorelements sind vorzugsweise die beiden Blattfedern einander
radial gegenüberliegend angeordnet. Dies hat neben dem
Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit, beispielsweise wiederum
in einem Spritzgussverfahren, den zusätzlichen Vorteil,
dass eine symmetrische Kraftwirkung auf das Stellglied und das Endstück
vorliegt. Ein Verkanten von Endstück oder Stellglied aufgrund
einer einseitig einwirkenden Kraft wird damit verhindert.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Federelement eine sägezahnförmige Feder auf, welche
den Vorteil hat, dass diese für eine hohe Federwirkung
hergestellt werden kann. Vorzugsweise sind dabei die Sägezahnspitzen
abgerundet, sodass Spannungsspitzen aus dem Federelement genommen
werden. Dies erhöht die Langlebigkeit des Federelements.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es
sich bei dem Endstück um ein weiteres Stellglied. In anderen
Worten kann mit der vorliegenden Erfindung entweder ein einzelnes
Stellglied aktuatorisch betätigt werden, wobei in diesem Fall
das Endstück starr mit dem Gehäuse der Aktuatorvorrichtung
vorzugsweise verbunden ist. Im anderen Fall wird durch eine Aktuatorbetätigung
eine Bewe gung beider Enden der Aktuatorvorrichtung im Wesentlichen
gleichzeitig hervorgerufen, das heißt in diesem Fall liegen
zwei Stellglieder vor.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
Aktuatorvorrichtung wie bereits erwähnt ein Gehäuse
auf. Dieses Gehäuse weist nach einer Ausführungsform
der Erfindung Mittel zur Fixierung des Endstücks und/oder
des Federelements am Gehäuse auf. Eine solche Fixierung
hat den Vorteil, dass sowohl im aktivierten als auch im nicht aktivierten
Zustand das Federelement sowie das Endstück und damit das
Stellglied jeweils wohl definierte Positionen einnimmt.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel
zur Fixierung des Federelements durch eine Aussparung des Gehäuses
ausgebildet, wobei die Aussparung des Gehäuses zur Aufnahme
eines gegenstückigen Vorsprungs des Federelements ausgebildet
ist. In anderen Worten kann damit der Vorsprung des Federelements
in einfacher Weise bei einem Montagevorgang in die Aussparung des
Gehäuses eingesetzt werden, wodurch eine einfache Fixierung
des Federelements relativ zum Gehäuse geschaffen wird.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil
auf, wobei die beiden Gehäuseteile durch ein Filmscharnier
miteinander verbunden sind, wobei die beiden Gehäuseteile
durch das Filmscharnier zusammenklappbar zur Umschließung
des Stellglieds und/oder des Aktuators und/oder des Endstücks
sind. Auch hier ergibt sich wiederum der Vorteil einer einfachen
Montage von Stellglied, Aktuator und Endstück in einem
entsprechendem Gehäuse, da lediglich das Stellglied zusammen
mit dem Aktuator und dem Endstück, sowie damit auch dem
Federelement, in das eine Gehäuseteil eingesetzt werden
muss, woraufhin das andere Gehäuseteil unter Verwendung
des Filmscharniers mit dem ersten Gehäuseteil durch einen
Umklappvorgang oder Zusammenklappvorgang verbunden wird. Vorzugsweise weisen
in diesem Fall die beiden Gehäuseteile gegenstückige
Rastelemente auf, sodass nach Zusammenklappen der beiden Gehäuseteile
unter Verwendung des Filmscharniers eine an schließende
Fixierung der Gehäuseteile in der Funktionsposition durch einen
Rastvorgang in einfacher Weise bewirkt werden kann.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Gehäuse ein erstes und zweites Gehäuseteil auf,
wobei die beiden Gehäuseteile gegenstückige Rastelemente
aufweisen, wobei die beiden Gehäuseteile durch Ineinandergreifen
der gegenstückigen Rastelemente zusammensteckbar zur Umschließung
des Stellglieds und/oder des Aktuators und/oder des Endstücks
sind. Damit liegen zwei vollständig voneinander separierte
Gehäuseteile vor, welche zur Überführung
in einer Funktionsposition, in welcher das Stellglied und/oder der
Aktuator und/oder das Endstück aufgenommen sind, lediglich durch
einen einfachen Zusammensteckvorgang montiert werden können.
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Es
sei angemerkt, dass in einem Spritzgussvorgang Stellglied, Federelement,
Endstück sowie die beiden Gehäuseteile in einem
Arbeitsschritt hergestellt werden können, als in diesem
Fall die beiden Gehäuseteile über Stegelemente
mit Sollbruchstellen mit dem Stellglied und/oder dem Federelement und/oder
dem Endstück verbunden sein können, sodass für
eine Montage durch einen einfachen Abbrechvorgang der beiden Gehäuseteile
an den Sollbruchstellen die beiden Gehäuseteile von dem
Stellglied und/oder dem Federelement und/oder dem Endstück
separiert werden können, um daraufhin unter Aufnahme von
Stellglied und/oder Aktuator und/oder Endstück zusammengeklappt
zu werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Aktuatorelement eine Schlaufe aufweist, wobei die Schlaufe am Stellglied
und/oder am Endstück ausgebildet ist, wobei die Schlaufe
zur Fixierung der Aktuatorvorrichtung am Gehäuse ausgebildet
ist. Damit lässt sich ein einfacher Weise die Aktuatorvorrichtung
am Gehäuse einhängen fixieren.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Aktuatorelement ferner eine elektrische Leitung auf, wobei die elektrische
Leitung zur Stromzufuhr zum Aktuatorelement ausgebildet ist, wobei
die Zuleitung einstückig mit dem Stellglied und/oder dem
Endstück ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Zuleitung
vom Stellglied und/oder dem Endstück mit einem Kunststoff
umspritzt ist, wobei das Material des Stellglieds und/oder des Endstücks elektrisch
leitfähig ist.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Aktuatorvorrichtung, wobei ein Stellglied, ein von dem Stellglied
räumlich beabstandetes Endstück und ein Federelement
einstückig miteinander verbunden werden und/oder wobei
das Stellglied und das Endstück durch einen Aktuator einstückig
miteinander verbunden werden, wobei der Aktuator einen Wandlerwerkstoff
aufweist.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird der Aktuator vom
Endstück und/oder dem Stellglied umspritzt.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird am Aktuator-Ende
eine Schlaufe gebildet, wobei die Schlaufe teilweise vom Endstück und/oder
Stellglied umspritzt wird.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das
Verfahren ferner den Schritt einer elektrischen Kontaktierung des
Aktuators mit einer Zuleitung, wobei die Zuleitung vom Stellglied und/oder
dem Endstück mit einem Kunststoff umspritzt wird, wobei
das Material des Stellglieds und/oder des Endstücks elektrisch
leitfähig ist.
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Im
Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung,
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2 eine
weitere schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung,
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3 eine
weitere schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung,
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4 eine schematische Ansicht von zusammenklappbaren
Gehäusehälften,
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5 eine schematische Ansicht von zusammensteckbaren
Gehäusehälften,
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6 eine
schematische Ansicht einer Nippelkammer
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7 weitere
schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung in zwei verschiedenen
Ausführungsbeispielen.
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Im
Folgenden sind einander ähnliche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In
den 1 bis 6 wird ohne Beschränkung
der Allgemeinheit zunächst davon ausgegangen, dass lediglich
das Endstück, das Stellglied und das Federelement einstückig
miteinander verbunden sind.
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Die 1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung. Die Aktuatorvorrichtung besteht
aus zwei Stellgliedern 102, welche in gegenstückige
Aufnahmen 106 eingreifen können. Die 1 zeigt
dabei den Zustand, in welchem der Aktuator 104 nicht aktiviert
ist und in welchem die Stellglieder 102 in die Aufnahmen 106 eingreifen.
Beispielsweise kann die Anordnung der 1 für
eine Handschuhkastenverriegelung in einem Kraftfahrzeug Anwendung
finden, wobei in diesem Fall das Gehäuse 100 der
Aktuatorvorrichtung fest mit dem Handschuhkasten verbunden ist und
die Stellglieder 102 in entsprechend gegenstückige
Aufnahmen 106 eines Handschuhkastendeckels eingreifen.
Im nicht aktivierten Zustand, das heißt wenn beim Aktuator 104 keine
Spannung einer Stromquelle 118 angelegt ist, befinden sich
die Stellglieder 102 im Eingriff mit den gegenstückigen
Aufnahmen 106. Wird hingegen über die Spannungsquelle 118 eine
elektrische Spannung an den Aktuator 104 angelegt, so verkürzt der
Aktuator 104 seine Länge, sodass die Stellglieder 102 aus
den Aufnahmen 106 herausgezogen werden, um somit die Aufnahmen 106 für
eine Bewegung, beispielsweise des Handschuhkastendeckels freizugeben.
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Bei
dem Aktuator 104 handelt es sich um ein Formgedächtniselement,
beispielsweise einen SMA (Shape Memory Alloy) Draht. Solch ein Formgedächtniselement
zieht sich bei Temperaturerhöhung, in diesem Fall durch
die Anlegung der elektrischen Spannung, in einer vorbestimmten Weise
zusammen und wird anschließend nach Wegnehmen der Spannung
und erfolgter Abkühlung wieder durch mechanisches Strecken
in seinem Ursprungszustand zurückgeführt. Dieses
Strecken des SMA-Drahtes 104 erfolgt durch Federelemente 114,
welche zwischen den Stellgliedern 110 angeordnet sind.
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In
der 1 liegen sich die beiden Blattfedern 114 gegenüber,
sodass in symmetrischer Weise eine Kraftwirkung der Federelemente 114 auf
die Stellglieder 102 stattfindet.
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Der
SMA-Draht 104 weist an seinen Enden jeweils Endnippel 112 auf,
wobei der SMA-Draht durch Aussparungen 108 der Stellglieder 102 hindurchreicht.
An den einander abgewandten Enden der Stellglieder 102 weisen
diese Stellglieder eine jeweils ein Anschlagsfläche 110 auf,
an welchen die Nippel 112 anliegen, sodass eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem Aktuator 104 und den Stellgliedern 102 vorliegt.
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Die
Bewegung der Stellglieder 102 ist in der 1 durch
die Pfeilrichtungen 120 und 122 illustriert. Bei
Erwärmung des SMA-Drahtes 104 durch Anlegen der
elektrischen Spannung verkürzt sich der Draht, sodass das
linke Stellglied 102 in Richtung 120 und das rechte
Stellglied 102 in Richtung 122, das heißt
in beiden Fällen zur Gehäusemitte hin, bewegt
werden. Um eine symmetrische Bewegung der beiden Stellglieder zu
gewährleisten, sind beispielsweise die Federelemente 114 über
Fixierungsmittel 116 mit dem Gehäuse 100 verbunden.
Diese Mittel zur Fixierung 116 werden beispielsweise durch
eine Aussparung des Gehäuses 100 und durch einen
gegenstückigen Vorsprung der Federelemente 114 gebildet.
Damit müssen zur Montage lediglich die Federelemente mit
ihrem Vorsprung in die entsprechende gegenstückige Aussparung
des Gehäuses eingehängt werden. Durch eine geeignete
Formung der Federelemente 114 kann dabei gewährleistet
werden, dass eine entsprechende – vorzugsweise symmetrische
Federwirkung – links und rechts von den Fixierungsmitteln 116 erzielt
werden kann.
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Die 2 zeigt
eine weitere schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung, wobei
in diesem Fall lediglich ein Stellglied 102 vorgesehen
ist. Das andere Stellglied 102 wurde durch ein Endstück 202 ersetzt,
welches über Fixierungsmittel 200 fest mit dem
Gehäuse 100 verbunden ist. Auch im Fall der 2 greift
das Stellglied 102 in eine gegenstückige Aussparung 106 ein,
um somit einen Verriegelungsvorgang zu bewirken.
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Im
Falle eines Entriegelungsvorgangs durch eine Erwärmung
des SMA-Drahtes 104 erfolgt jedoch durch die Fixierung
des Endstücks 202 lediglich eine Bewegung des
Stellglieds 102 in die Richtung 120.
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Die 3 zeigt
eine weitere schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung. Im
Unterschied zu 1 wurden die Blattfedern 114 in
der 3 durch ein sägezahnförmiges
Federelement 300 ersetzt. Das sägezahnförmige
Federelement 300 weist dabei abgerundete Sägezahnspitzen
auf, sodass sich insgesamt der optische Eindruck eines schlangenlinienförmigen
Federelementes ergibt. Allerdings kann die räumliche Ausgestaltung
eines solchen Federelementes von einer stark zackigen Ausgestaltung
hin zu einer kantenlosen welligen Ausgestaltung je nach Anforderung
an eine Federwirkung variieren.
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Das
sägezahnförmige Federelement 300 weist
in der 3 einen Vorsprung 304 auf, wobei dieser
Vorsprung 304 zur Fixierung des Federelementes 300 in
eine gegenstückige Aussparung 302 des Gehäuses 100 eingehängt
wurde. Damit ist das Federelement 300 in seiner Mitte symmetrisch
zu den beiden Stellgliedern 102 am Gehäuse 100 fixiert. Im
Falle eines Erwärmens des Aktuators 300 erfolgt in
symmetrischer Weise ein Sichzusammenziehen des Aktuators links und
rechts von dem Vorsprung 304 und damit ein Entriegelungsvorgang
der Stellglieder 102 aus den entsprechenden, in der 3 nicht
gezeigten, gegenstückigen Aufnahmen.
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Die 4 zeigt eine schematische Ansicht von
Gehäusehälften 400 und 402,
welche durch ein Filmscharnier 408 miteinander verbunden
sind. Durch eine Zusammenklappbewegung in Richtung 406,
das heißt eine halbkreisförmige Bewegung, werden
die beiden Gehäusehälften vom auseinandergeklappten
Zustand der 4a in den zusammengeklappten
Zustand der 4b überführt.
Beim Zusammenklappen rasten gegenstückige Rastelemente 404 in
der in der 4b gezeigten Funktionsposition
ineinander ein, um somit einen stabilen Verbund der beiden Gehäusehälften 400 und 402 zu
bewirken.
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Durch
das Zusammenklappen der beiden Gehäusehälften 400 und 402 wird
ein zylinderförmiger Hohlraum 410 gebildet, welcher
zur Aufnahme beispielsweise der Stellglieder 102, wie in
der 3 gezeigt, geeignet ist. Ferner kann durch den
Zusammenklappvorgang das Ineinandergreifen des in der 3 gezeigten
Vorsprunges 304 mit der Aufnahme 302 des Gehäuses 100 bewirkt
werden.
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Selbiges
Prinzip gilt auch für die Fixierung des Endstücks 202 über
die Fixierungsmittel 200 mit dem Gehäuse 100,
wie in der 2 gezeigt. Hierzu ist es möglich,
dass beispielsweise das Endstück 202 in der 2 eine
umlaufende Nut aufweist, in welche ein ringförmiger Vorsprung
der beiden Gehäusehälften durch Zusammenklappen
der Gehäusehälften eingesetzt wird, um somit eine
formschlüssige und sogar gegebenenfalls eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen Gehäuse 100 und Endstück 202 zu bewirken.
In diesem Fall sind die Fixierungsmittel 200 durch diesen
umlaufenden Vorsprung des Gehäuses gegeben.
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Es
sei angemerkt, dass das in 4 erläuterte
Grundprinzip der Verwendung eines Filmscharniers auch auf entsprechende
zusammenklappbare Stellglieder und Endstücke angewandt
werden kann. Beispielsweise gilt im Falle eines Stellgliedes, dass das
Stellglied aus zwei Gehäusehälften 400 und 402 besteht,
in welches zur Realisierung des in der 3 gezeigten
Formschlussprinzips zwischen Anschlag 110 und Nippel 112 der
Aktuatordraht 104 in einen der halbkreisförmigen
Hohlräume 410 eines der Stellgliedhälften 400 und 402 eingelegt
wird, woraufhin durch Zusammenklappen der beiden Hälften 400 und 402 der
Aktuatordraht 104 im zylinderförmigen Hohlraum 410 eingebettet
oder sogar eingeklemmt verläuft. Die in der 4b im
Querschnitt gezeigte Stirnseite bildet außerdem gegebenenfalls
auch den Anschlag 110 für einen Nippel 112 des
Aktuatordrahtes 104.
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In
der 5 ist eine weitere Ausführungsform
gezeigt, mittels welcher zwei Gehäusehälften bzw.
zwei Stellgliedhälften oder zwei Endstückhälften miteinander
verbunden werden können. Im Unterschied zu der 4 wird in der 5 auf
ein Filmscharnier 408 vollständig verzichtet,
wohingegen statt des Filmscharniers ein weiteres Rastelement 404 zum
Einsatz kommt. Dadurch müssen lediglich die beiden Hälften 400 und 402 aufeinandergesteckt werden
und zusammengepresst werden, sodass damit durch den Rastvorgang über
die Rastelemente 404 eine formschlüssige Verbindung
der beiden Gehäusehälften 400 und 402 stattfinden
kann.
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In
der 5a sind dabei die beiden Rastelemente 404 radial
einander gegenüberliegend zum zylinderförmigen
Hohlraum 410 und an den Außenwänden der
Gehäusehälften 400 und 402 angeordnet,
wohingegen in der 5b die Rastelemente 404 ebenfalls
radial einander gegenüberliegend innerhalb der Gehäusehälften 400 und 402 angeordnet sind.
Letztere Ausgestaltung der 5b hat
den Vorteil eines geringeren Platzbedarfs.
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Die 6 zeigt
eine Ausführungsform einer Nippelkammer 600, welche
in einem Stellglied 102 bzw. einem Endstück 202 eingelassen
ist. Zu dieser Nippelkammer führt eine Aussparung 108,
in welche der Aktuatordraht 104 eingelegt wird. Durch Einhängen
des Nippels 112 in die Nippelkammer 100 findet aufgrund
des Aufeinanderliegens von Nippel 112 und innere Oberfläche 602 der
Nippelkammer 600 eine formschlüssige Verbindung
zwischen Aktuatordraht 104 und Stellglied bzw. Endstück 102 statt.
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Die 7 zeigt
eine weitere schematische Ansicht einer Aktuatorvorrichtung in zwei
verschiedenen Ausführungsbeispielen, jeweils bestehend
aus einem Endstück 202. Ein Federelement und ein
Stellglied sind der Einfachheit halber nicht gezeigt. Das Federelement
kann jedoch einstückig mit dem Stellglied und Endstück
verbunden sein, oder aber zu einem späteren Zeitpunkt zwischen
Stellglied und Endstück eingesetzt werden, um Stellglied
und Endstück auseinander zu drücken.
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Ein
Aktuator 104 in Form eines SMA-Drahtes verbindet Stellglied
und Endstück miteinander, wobei der Aktuator einstückig
mit Stellglied und Endstück ausgebildet ist. Das Endstück 202 ist
in der rechten Ausführungsform zwischen zwei stabförmigen
Haltern 706 am Gehäuse 100 fixiert. In
der linken Ausführungsform hingegen weist der Aktuator 104 hingegen
eine Schlaufe 700 auf, welche vom Endstück 202 teilweise
umspritzt ist. Diese Schlaufe kann nun wiederum in einen stabförmigen
Halter 706 am Gehäuse eingehängt werden,
um somit indirekt das Endstück 202 am Gehäuse
zu fixieren.
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Ferner
gezeigt in der 7 sind zwei Leitungen 702,
welche jeweils einstückig mit den Endstücken 202 verbunden
sind. Beispielsweise sind die Leitungen 702 von den Endstücken 202 umspritzt. Vorzugsweise
sind die Endstücke elektrisch leitfähig, so dass
es nicht entscheidend darauf ankommt, dass die Leitungen einen direkten
elektrischen Kontakt mit dem SMA-Draht 104 aufweisen. Letzteres
ist jedoch bevorzugt, da damit elektrische Widerstände
minimiert werden können. Ein elektrischer Kontakt ist außerdem
notwendig, wenn das Material der Endstücke 202 nicht
elektrisch leitfähig ist.
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Es
sei noch darauf hingewiesen, dass die Schlaufe 700 auch
zum Einhängen in ein entsprechendes Stellglied dienen kann.
In diesem Fall käme dem linken Block 202 lediglich
eine Fixierungsfunktion der Schlaufe und/oder eine Kontaktierungsfunktion
für die Leitung 702 zu. In die Schlaufe 700 würde jedoch
ein hier nicht gezeigtes Stellglied eingehängt werden,
welches dann durch den Aktuator 104 bewegt werden kann.
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- 100
- Gehäuse
- 102
- Stellglied
- 104
- Aktuator
- 106
- Aufnahme
- 108
- Aussparung
- 110
- Anschlag
- 112
- Nippel
- 114
- Federelement
- 116
- Fixierungsmittel
- 118
- Spannungsquelle
- 120
- Richtung
- 122
- Richtung
- 200
- Fixierungsmittel
- 202
- Endstück
- 204
- Anschlag
- 206
- Nippel
- 300
- Federelement
- 302
- Aufnahme
- 304
- Vorsprung
- 400
- erste
Hälfte
- 402
- zweite
Hälfte
- 404
- Rastelement
- 406
- Richtung
- 408
- Filmscharnier
- 410
- Aussparung
- 600
- Nippelkammer
- 602
- Anschlag
- 700
- Schlaufe
- 702
- Leitung
- 706
- Halter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5211371 [0002]
- - DE 102006030140 A1 [0002]
- - DE 10214398 A1 [0002]