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I'Druckmittelbetätigter StelIkreis" Die Erfindung bezieht sich auf
einen druckinittelbetätigten Stellkreis aus beidseits von dem Druckmittel beaufsohlagten,
in eines Gehäuse gelagerten Stelleleienten. Derartige druckmittelbetätigte Stelikreise
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbesondere sind solche bekannt,
bei denen das Druckmittel unmittelbar auf das Gehäuse gelagerte Stellelement arbeitet.
Dabei treten erheblich Dichtungsprobleme auf, die nur dadurch beherrscht werden
können, daß die Gleitflächen des Gehäuses und des Stellelementes hohe Oberflächengüten
aufweisen. Die Herstellung derartiger Oberflächen ist aufwendig Und teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckmittebetätigten
Stellkreis aus beidseits von dem Druckmittel beaufschlagten, in einem Gehäuse gelagerten
Stellelement zu schaffen, bei dem die durch Gießverfahren erzeugten Oberflächen
von Gehäuse und Stellelement ausreichen.
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Die Erfindung besteht darin, daß dem Stellelement beidseits elastisch
verformbare Blähkörper zugeordnet sind und das Stellelement in mittlerer Stellung
zwischen den beiden Endlagen in Einsttllpungen der beiden Blähkörper einfaßt, so
daß bei Betätigung abwechselnd die BläiikörpereinstUlpungen sich vergrößern bzw.
verkleinern. Arbeitet man mit dem erfindungsgemäßen Stellkreis und führt dem einen
Blähkörper Druckmittel zu, so wird das Stellelement auf die andere Seite gedrückt.
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Dabei verkleinert sich die Einstülpung des einen Blähkörpers und vergrößert
sich die des anderen. Auf jeden Fall sollen aber die Blähkörper so groß sein, daß
auch in einer mittleren Stellung zwischen den beiden Endlagen das Stellelement in
Einstülpungen der beiden Blähkörper einfaßt. Damit sollen verhindert werden, daß
beim Arbeiten mit dem druckmittelbetätigten Stellkreis das Stellelement einseitig
an einem der beiden Blähkörper vorbeigedrückt und auf diese Weise eingeklemmt wird.
Die Erfindung sieht vor, daß die Blähkörper- aus Gummi oder Kunststoff sind sowie
eine an das Gehäuse angepaßte Form und dadurch das Gehäuse geführte Anschlußstutzen
ftlr die Zu- bzw. Abführung des Druckmittel aufweisen. Diese Maßnahen nutzen ftlr
die das Einstülpen notwendige gute Verfo w -barkeit von Gusti oder Kunststoff als
Werkstoff für die Blähkörper und bezwecken gleichzeitig einen hinreichend festen
Sitz des Blähkörpers ii Gehäuse. Einerseits wird der Elthkörper bereits dadurch
im Gehäuse gehalten, daß er in seiner Form dem Gehäuse angepaßt ist und bei Zufuhrung
dei Druckmittels
sich fest an die Gehäusewand anlegt, andererseits
können aber auch die Anschlußstutzen zur weiteren Befestigung dienen. Um einen nahezu
reibungslosen Ablauf des Stellvorganges zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor,
daß die Querschnittsfläche des Stellelementes kleiner ist als die Querschnittsfläche
des Gehäuses und die Länge des Stellelementes kleiner ist als die Länge des Gehäuses.
Dabei sollte die Querschnittsfläche des Stellelementes gerade um so viel kleiner
sein als die Querschnittsfläche des Gehäuses, daß die im Bereich der ElastUlpungen
sich gegenüberliegenden Teile der Außenhaut der-Blähkörper sich gerade nicht mehr
berühren. Auf diese Weise wird Jegliche Gleitreibung bei dem erfindungsgemäßen Stellkreis
vermieden. Die bei einem Steilvorgang für die Faltung der Einstülpung notwendige
Walkarbeit hat keine nennenswerte Bedeutung. Insgesamt sind für die Ausführung des
ertwndungagemEBen druckmittelbetätigten Stellkreises keine besonderen Oberflächenbehandlungen
erforderlich. Auch Schmiermittel werden nicht benötigt, so daß der erfindungsgemäße
Stellkreis einen wartungsfreien Betrieb ermöglicht. Das gilt auch für rauheste Betriebsbedingungen,
wie sie auftreten, wenn der erfindungsgemäße Stellkreis als druckmittelbetätigter
Antrieb für Fahrzeugtüren eingesetzt ist. Selbstverständlich lassen-sich mit dem
erfindungsgemaßen Stellkreis auch kurzhubige Antriebe in der Steuer- und Regeltechnik
realisieren.
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Für die Ausführung von erfindungßgemßen druckmittelbetätigten Stellkreisen
im einzelnen sind verschiedene Formen möglich.
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In einer Ausführungsform für die Erzeugung einer Drehbewegung sieht
die Erfindung vor, daß das Gehäuse innen als Ringraumsegment ausgebildet ist, in
dem das Stellelement im Mittelpunkt des Ringraumes auf einer Achse drehbar angeordnet
ist.
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Dabei kennen die Querschnittsfläche des Ringraumsegmentes rechteckfbrmig
und das Stellelement als Kreissegment ausgebildet sein oder aber nach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung die Querschnittsfläche des Ringraumsegmentes kreisförmig
und das Stellelement als Hohlkugel ausgebildet sein.
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Die letztere Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß der Verformungsgrad
der Blähkörperaußenhaut in der Falte sehr gleichmäßig ist. Dasselbe gilt auch für
eine weitere Ausf u rungRform, für die die Erfindung empfiehlt, daß die Querschnittsfläche
des Ringraumsegmentes kreisförmig und das Stellelement als Torussegment ausgebildet
ist.
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Grundsätzlich lassen sich mit einem erfindungsgemäßen druckmittelbetätigten
Stellkreis auch lineare Bewegungen erzeugen.
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß das Gehäuse innen als
Zylinder und das Stellelement als Kolben mit Betätigungsvorrichtung ausgebildet
ist. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann das Gehäuse innen als Zylinder
und das Stellelement als Stufenkolben mit Betätigungsvorrichtung ausgebildet sein.
Mit derartigen Stufenkolben lassen sich bekanntlich sehr genau arbeitende Steuerungen
ermöglichen.
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Für die Ubertragung der linearen Bewegung des als Kolben oder Stufenkolben
ausgebildeten Stellelementes sieht die Erfindung vor, daß das Gehäuse einen Schlitz
aufweist und ein als BetEtigungsvorriqhtung arbeitender, am Kolben angeordneter
Stift durch den Schlitz geführt ist. Eine andere, bogenförmige Bewegung wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß als Betätigungsvorrichtung am Gehäuse ein Zahnradsegment mit
Betätigungshebel angeordnet ist und das Zahnradsegment mit einer auf dem Kolben
angeordneten Zahnstange zusammenarbeitet.
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Die durch'die Erfindung erreichten Vorteile sind -darin zu sehen,
daß Gleitflächen mit hohen Oberflächengüten nicht benötigt werden, daß auch keinesSchmiermittel
erforderlich sind, und. daß der erfindungsgem§Be druckmittelbetätigte Stellkreis
auch rauhen Betriebsbedingungen gewachsen ist und wartungsfrei arbeitet.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen: Die Fig. 1 - 3 Schnitte
verschiedener Ausführungsformen, bei denen das Gehäuse als Ringraumsegment ausgeführt
ist, die Fig. 4 und 5 Schnitte von Ausführungsformen, bei denen das Gehäuse als
Zylinder ausgeführt ist.
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In den Figuren ist ein druckmittelbetätigter Stellkreis dargestellt,
wie er insbespndere als-Antrieb von Fahrzeugtüren eingesetzt werden kann. Er besteht
aus einem Gehäuse 1 und einem darin gelagerten Stellelement 2, wobei beidseits des
Stellelementes elastisch verformbare Blähkörper'3 angeordnet sind und das Stellelement
in Einstülpungen der beiden Blähkörper 3 einfaßt. Die Blähkörper 3 sind so außgebildet,
daß das Stellelement 2 auch in mittler Stellung zwischen den beiden- Endlagen in
die EinstUlpungen der beiden Blähkörper 3 einfaßt, so daß bei Betätigung abwechselnd
die Blähkörperein-Stuipunget sich vergrößern bzws verkleinern. Die Blähkörper 3
sind aus Gummi und in ihrer Form dem Gehäuse 1 angepaßt. Bereits dadurch erfahren
sie in dem Gehäuse 1 genügend Halt und Bind gegen Verrutschen gesichert. Darüber
hinaus können aber
auch den Blähkörper 3 zugeordnete Anschlußstutzen
4 für die Zu- bzw. Abfdhrung des Druckmittels zur Befestigung der Blabkörper im
Gehäuse 1 genutzt werden. Um einwandfreies Einstülpen der Blthkörper 3 und reibungsloses
Gegeneinander gleiten von eingestülpten Teilen der Außenhaut 5 des Blähkörpers 3
und am Gehäuse 1 anliegenden Teilen der Außenhaut 5 des Blähkörpers zu gewährleisten,
ist- die Querschnittsfläche des Stellelementes 2 kleiner als die Querschnittsfläche
des Gehäuses 1.
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Ausführungsformen von druckmittelbetätigten Stellkreisen mit denen
Drehbewegungen erzeugt werden können, zeigen die Fig. 1 - - 3. Dabei sich die Gehäuse
1 Jeweils als Ringraumsegment ausgebildet und die Stellelemente 2 sind auf einer
Achse 6 drehbar angeordnet, die sich im Mittelpunkt des Ringraumes befindet. Fig.
1 zeigt eine sehr einfache AusfUhrungsform, bei der die Querschnittsfläche des Ringraumsegmentes
rechteckförmig und das Stellelement 2 als Kreissegment ausgebildet ist. Vorteilhafter
hinsichtlich der beim Einstülpen der Blähkörper 3 auftretenden Verformungen ist
die AusfUhrungsform nach Fig. 2, bei der die Querschnittsfläche des Ringraumsegmentes
kreisförmig und das Stellelement 2 als Hohlkugel ausgebildetist. Die gleichen Vorteile
und dazu noch einen größeren Drehwinkel weist die Ausführungsform nach Fig. 3 auf,
bei der die Querscflnittsfläche des Ringraumsegmentes ebenfalls kreisförmig und
das Sbllelement 2 als Torussegment ausgebildet ist.
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Mit der Ausfürungsform nach Fig. 4 des druckmittelbetätigten Stellkreises--
lassen sich-lineare Bewegungen erzeugen. Dabei ist das Gehäuse 1 als Zylinder und
das Stellelement 2 als Stufenkolben mit BetAttgungavorrlchtung ausgebildet. Dabei
ist
zwischen dem Zylinder und dem Stufenkolben in dem Bereich, der
nicht von den Blähkörpern Uberdeckt wird, soviel Spiel vorgesehen, daß eine besondere
Bearbeitung der FUhrungsflächen sich erübrigt. Das Gehäuse 1 weist einen Schlitz
(11) auf, durch den ein Stift geführt ist, der am Stufenkolben befestigt ist und
als Betätigungsvorrichtung arbeitet.
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Mit einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 5 des druckmittelbetätigten
Stellkreises wird die vom Kolben erzeugte lineare Bewegung in eine Drehbewegung
umgesetzt. Das geschieht dadurch, daß ein am Gehäuse 1- gelagertes Zahnradsegment
8 mit einer auf dem Kolben angeordneten Zahnstange 9 zusammenarbeitet. Das Zahnradsegment
8 kann mit einem Betätigungshebe 10 verbunden sein, dessen freies Ende dann eine
bogenförmige Bewegung ausführt.
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Ansprüche: