DE10213758A1 - Anordnung zum Umstellen eines Betätigungsorgans - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umstellen eines Betätigungsorgans, das mit einer Spindel (22) verbunden ist. Mittels der Spindel wird das Betätigungsorgan von einer ersten in eine zweite Position verstellt. Zuvor wird dem Betätigungsorgan mittels der Spindel ein Zwangshub aufgezwungen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umstellen eines Betätigungsorgans von zumindest einer ersten in zumindest eine zweite Position, wobei das Betätigungsorgan zum Umstellen in der ersten Position einem Zwangshub unterworfen, sodann durch Drehbewegung in die zweite Position verstellt und in dieser der Zwangshub aufgehoben wird, und wobei das Betätigungsorgan von einer in Drehbewegung mittels eines Drehelementes wie Zahnrad versetzten Aufnahme aufgenommen ist und das Drehelement in einem Gehäuse insbesondere einer elektrischen Steuerung angeordnet ist.
• Um zum Beispiel ein Steuergerät wie ein Mehr- wie Sechswegeventil, das in Schwimmbädern zum Einsatz gelangt, umzustellen, ist es bekannt, ein Betätigungsorgan wie Hebel zunächst durch Vornahme einer Hubbewegung zu entarretieren, sodann zu verstellen und sodann in der gewünschten neuen Position zu verrasten, in der das Betätigungsorgan um den Hub zurückgesetzt wird.
• Dieses Verstellen kann von Hand oder mittels einer elektrischen Steuerung erfolgen, in dem das Betätigungsorgan wie Zapfen mit einem Zahnrad verbunden ist, das in einem Gehäuse einer elektrischen Steuerung angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Zapfen und dem Zahnrad erfolgt durch Verschrauben, wobei eine Abdichtung zwischen dem Zapfen und dem Gehäuse nicht erfolgt. Dies wiederum bedeutet, dass über die Verbindung zwischen dem Zapfen und dem Zahnrad Feuchtigkeit in das unter Spannung stehende und elektronische Bauteile enthaltende Gehäuse eindringen kann. Daher ist eine Zwangslüftung durch Lüftungsschlitze erforderlich. Diese zeigen jedoch den Nachteil, dass dann, wenn das Steuergerät in einem Feuchtigkeitsbereich wie im Bereich eines Schwimmbeckens angeordnet ist, natürliche Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen und Schwitzwasser entstehen kann.
• Eine Anordnung eingangs genannter Art ist zum Umstellen eines Sechswegeventils für Schwimmbäder bestimmt, um wahlweise ein Schwimmbecken zu leeren, Filter rückzuspülen etc. Dabei ist das Gehäuse des Ventils mit dem Gehäuse der Steuerung verschraubt, so dass dieses sehr stabil ausgebildet sein muss.
• Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine feuchtigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem ein Steuergerät schaltenden Betätigungsorgan hergestellt werden kann.
• Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass die Aufnahme über eine Spindel mit dem Drehelement verbunden ist, dass bei Drehung des Drehelementes in einer ersten Richtung die Aufnahme in Richtung des Drehelementes zur Durchführung des Zwangshubs verstellbar ist, dass der Zwangshub durch einen von der Spindel durchsetzten und gegenüber dem Drehelement drehbar gelagerten Anschlag begrenzt ist, dass bei weiterer Drehung des Drehelementes die Aufnahme mitdrehbar ist und dass bei Drehung des Drehelementes in zu der ersten Richtung entgegengesetzter Richtung die Aufnahme von dem Drehelement zum Aufheben des Zwangshubs zurückbewegbar ist.
• Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass das Drehelement insbesondere in Form eines Zahnrades eine entlang seiner Drehachse verlaufende Spindel aufweist, der mit einem mit dem Betätigungsorgan verbundenen Element wie Aufnahme, Kolben, Mutter oder Topf - allgemein Adapter genannt - derart wechselwirkt, dass dieser in Richtung des Zahnrads verstellt wird, wenn ein Zwangshub auszuüben ist, um das Betätigungsorgan zu entarretieren und ein Steuergerät wie Ventil verstellen zu können. Sodann wird der Adapter mit dem Betätigungsorgan verstellt. Nach Erreichen der gewünschten Position wird das Zahnrad in entgegengesetzter Richtung in Drehbewegung versetzt. Da sich der Adapter auf dem drehbar sowohl zu dem Zahnrad als auch zu der Spindel gelagerten Anschlag abstützt, ist ein Verkanten zwischen dem Adapter und dem Anschlag nicht möglich, so dass infolgedessen ein problemloses Lösen des Adapters von dem Anschlag möglich ist, um den Zwangshub aufzuheben und somit das Betätigungsorgan bzw. das mit diesem verbundene Steuerelement erneut zu arretieren.
• Um bei dem Zurückbewegen des Adapters auszuschließen, dass dieser sich mit dem Zahnrad mitbewegt, ist des Weiteren vorgesehen, dass beim Drehen des Drehelementes in die zweite Richtung eine Mitbewegung des Adapters durch mit diesem wechselwirkendes Arretierelement wie Arretierbolzen unterbunden ist. Hierzu kann der von dem Gehäuse bzw. einem Abschnitt dieses ausgehende Arretierbolzen mit stufen- bzw. zahnförmigen Vorsprüngen in der Außenfläche des Adapters wechselwirken, um ein Mitbewegen auszuschließen.
• Das Drehelement wie das Zahnrad selbst ist drehbar von einem Lager aufgenommen, das gegenüber dem Gehäuse oder einem Einsatz in diesem abgestützt ist. Gegenüber diesem Lager ist demzufolge auch der Anschlag drehbar abgestützt.
• Der das Betätigungselement wie Zapfen aufnehmende Adapter selbst ist bevorzugterweise topfförmig ausgebildet, wobei dessen Öffnung gehäuseabgewandt verläuft. In den topfförmigen Adapter ragt das Betätigungselement hinein und ist mit diesem verbunden. Ferner ist der Adapter gegenüber dem Gehäuse bzw. einem von diesem ausgehenden Einsatz abgedichtet, wodurch die flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen Betätigungsorgan und dem Gehäuse sichergestellt ist.
• In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Adapter bzw. die Aufnahme über einen drehelementseitig verlaufende Stirnfläche vorstehenden Abschnitt an dem Anschlag anlegbar ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein Verkanten beim Anziehen der Aufnahme bzw. der Adapter in Richtung des Drehelementes ausgeschlossen ist.
• Um die Position des Adapters bzw. der Aufnahme zu überprüfen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass in dem die Aufnahme zumindest abschnittsweise umgebenden Gehäusebereich oder dem Einsatz zumindest ein Hallsensor angeordnet ist, über den in der Aufnahme vorhandene Magnete erfassbar sind.
• Durch die erfindungsgemäße Lehre ergeben sich Vorteile in Bezug auf eine einfache Befestigung an einem Steuergerät wie Mehrweg- wie 6-Wege-Ventil, da das Steuergehäuse nicht mit dem Steuergerät verschraubt werden muss. Das Steuergehäuse trägt das Steuergerät nicht. Vielmehr erfolgt eine Verbindung über den Adapter und die Spindel. Durch die Wahl des Adapters können unterschiedliche Betätigungsorgane mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbunden werden. Ein mechanischer Eingriff in das Steuergerät wie 6-Wege-Ventil ist nicht erforderlich.
• Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
• In der einzigen Figur ist eine Wandung 10 eines Gehäuses insbesondere eines elektrischen Steuergerätes dargestellt, innerhalb der ein als Zahnrad 12 ausgebildetes Drehelement drehbar gelagert ist, um ein Betätigungsorgan wie Stellglied eines Steuergerätes wie Mehnrweg- wie Sechswegeventils umstellen zu können. Das Betätigungsorgan ist im Ausführungsbeispiel als Zapfen 14 ausgebildet, das mit dem Stellglied verbunden ist oder ein Abschnitt dieses ist.
• Damit das Stellglied eine eindeutige Position einnimmt, muss dieses zum Verstellen einen Zwangshub ausüben (Doppelpfeil 16), um sodann in eine neue Position verstellt bzw. gedreht zu werden. Anschließend wird der Zwangshub zurückgesetzt.
• Wenn bei einer entsprechenden Anordnung zum Beispiel für Schwimmbäder bestimmte Mehrwegventile verstellt werden sollen, muss das Steuergerät gegen Feuchtigkeit geschützt werden. Erfindungsgemäß erfolgt eine flüssigkeitsdichte Trennung zwischen dem Inneren des Gehäuses, in dem das Zahnrad 12 drehbar gelagert ist, und dem Zapfen 14, der zu dem Stellglied führt. Hierzu ist der Zapfen 14 in einer topfförmigen Aufnahme 18 - auch Adapter genannt - angeordnet, die innerhalb eines zylindrischen Abschnitts 20 des Gehäuses drehbar gelagert ist. Die Aufnahme 18 ist dabei gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 20 abgedichtet.
• Die Aufnahme 18 ist über eine Spindel 22 mit dem Zahnrad 12 verbunden, um der Aufnahme 18 einerseits den gewünschten Hub 16 aufzuzwingen und andererseits zu drehen, um folglich das Stellglied von einer ersten in eine zweite Position umstellen zu können. Das Zahnrad 12 wird durch ein nicht dargestelltes weiteres Zahnrad oder Ritzel in Drehbewegung versetzt, das über einen in dem Steuergehäuse vorhandenen Antrieb in Drehbewegung versetzt wird.
• Der Hub 16 der Aufnahme 18 wird durch einen als Ringscheibe ausgebildeten Anschlag 24 begrenzt, der einerseits von dem Zapfen 22 durchsetzt ist und andererseits gegenüber einem Lager 26 drehbar abgestützt ist, über das das Zahnrad 12 gegenüber dem Abschnitt 20 des Gehäuses drehbar abgestützt ist. Hierzu sind entsprechende prinzipiell dargestellte Kugellager vorgesehen.
• Des Weiteren weist die topfförmig ausgebildete Aufnahme 18 stirnflächenseitig einen vorspringenden ringförmigen Absatz 28 auf, der an dem Anschlag 24 zu liegen kommt. Dadurch, dass der Anschlag 24 drehbar gelagert ist, kann beim Anziehen der Aufnahme 18 ein Verkanten nicht erfolgen, so dass infolge dessen ein sicheres Lösen der Aufnahme 18 gewährleistet ist, wenn der Zwangshub zum erneuten Arretieren des Steuerglieds aufgehoben werden soll.
• Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist nun wie folgt.
• Wird im Ausführungsbeispiel das Zahnrad im Uhrzeigersinn gedreht, so wird der Zwangshub 16 der Aufnahme 18 so lange durchgeführt, bis der ringförmige vorspringende Absatz 28 der Aufnahme 18 an dem Anschlag 24 anliegt. Bei einem weiteren Drehen des Zahnrades 12 wird sodann die Aufnahme 18 mit der Folge mitgedreht, dass der in der Aufnahme 18 fixierte Zapfen 14 mitgedreht und somit das Stellglied von einer ersten in eine zweite Position verstellt wird. Um zu überprüfen, wann die richtige Stellposition erreicht ist, ist im Ausführungsbeispiel ein Hallsensor 30 vorgesehen, der in dem Gehäuseabschnitt 20 angeordnet ist und in der Aufnahme 18 vorhandene Magnete 32 bzw. deren Stellungen überprüft, die entsprechend gepolt sind. Nach Erreichen der gewünschten neuen Position wird das Zahnrad 12 in entgegengesetzte Richtung, also im Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Hierdurch bedingt wird die Aufnahme 18 von dem Zahnrad 12 wegbewegt, also der Zwangshub aufgehoben, um das Steuerglied verrasten zu können. Um bei der Bewegung des Zahnrads 12 ein Mitdrehen der Aufnahme 18 auszuschließen, weist die Aufnahme 18 stirnwandseitig zahn- oder stufenförmige Aussparungen 36, 38 auf, die mit von dem Abschnitt 20 des Gehäuses ausgehende Rastzapfen 40 wechselwirken. Die Abschnitte 36, 38 weisen rampenförmige Abschnitte auf, die in radiale verlaufende Begrenzungsflächen derart übergehen, dass im Ausführungsbeispiel die Aufnahme 18 nur im Uhrzeigersinn und nicht entgegen diesem gedreht werden kann.
• Durch die Trennung zwischen dem Zahnrad 12 und dem Zapfen 14 und dessen Anordnen in der Aufnahme 18, die auch als Adapter bezeichnet werden kann, die ihrerseits abgedichtet in dem Abschnitt 20 des Gehäuses drehbar angeordnet ist, ergibt sich eine flüssigkeitsdichte Trennung zwischen Gehäuseäußerem und -inneren mit der Folge, dass auch ein Einsatz in Feuchtbereichen möglich ist, ohne dass die Gefahr besteht, dass in das Gehäuseinnere Flüssigkeit oder kondensierende Feuchtigkeit eindringt. Eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Gehäuse des Steuergliedes und dem des Steuergerätes, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist, ist gleichfalls nicht erforderlich, so dass die Gehäusewandung 10 relativ leicht ausgebildet sein kann.

Claims (9)

1. Anordnung zum Umstellen eines Betätigungsorgans von zumindest einer ersten in zumindest eine zweite Position, wobei das Betätigungsorgan zum Umstellen in der ersten Position einem Zwangshub unterworfen, sodann durch Drehbewegung in die zweite Position verstellt und in dieser der Zwangshub aufgehoben wird, wobei das Betätigungsorgan von einer in Drehbewegung mittels eines Drehelementes wie Zahnrad versetzbaren Aufnahme aufgenommen ist und das Drehelement in einem Gehäuse insbesondere einer elektrischen Steuerung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Drehelement (12) eine Spindel (22) ausgeht, über die die Aufnahme (18) mit dem Drehelement (12) verbunden ist, dass bei Drehen des Drehelementes in eine erste Richtung die Aufnahme in Richtung des Drehelementes zur Durchführung des Zwangshubs verstellbar ist, dass der Zwangshub durch einen von der Spindel durchsetzte und gegenüber dem Drehelement drehbar gelagerten Anschlag (24) begrenzt ist, dass bei weiterem Drehen in die erste Richtung das Drehelement die Aufnahme mitdreht und dass bei Drehung des Drehelementes in zu der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung die Aufnahme von dem Anschlag zum Aufheben des Zwangshubs wegbewegbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (12) drehbar in einem Lager (26) abgestützt ist, das gegenüber dem Gehäuse oder einem Einsatz (20) in diesem abgestützt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (24) drehbar gegenüber dem Lager (26) des Drehelementes (12) abgestützt ist.

4. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (18) gegenüber dem das Lager (26) des Drehelementes (12) aufnehmenden Abschnitts (20) des Gehäuses bzw. dem Einsatz abgedichtet ist.

5. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (18) topfförmig mit gehäuseabgewandt verlaufender Öffnung ausgebildet ist, in der das Betätigungsorgan oder ein mit diesem verbundenes Element wie Zapfen (14) befestigt ist.

6. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehen des Drehelementes (12) in die zweite Richtung ein Mitbewegen der Aufnahme (18) durch mit dieser wechselwirkendem Arretierelement wie Arretierbolzen (40) unterbunden ist.

7. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsbestimmung der Aufnahme (18) von dem Gehäuse bzw. dessen Einsatz ein Hallsensor (30) ausgeht, über den in der Aufnahme angeordnete Magnete (32, 34) erfassbar sind.

8. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (18) über einen über drehelementseitig verlaufender Stirnfläche vorstehenden Abschnitt (28) an dem Anschlag (24) anlegbar ist.

9. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement wie der Arretierbolzen (40) mit stufenförmigen Aussparungen in Umfangsfläche der Aufnahme (18) wechselwirkt.