DE2107530B2

DE2107530B2 - ACTUATOR WITH TORQUE DEPENDENT END POSITION SWITCH-OFF

Info

Publication number: DE2107530B2
Application number: DE19712107530
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Balz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE2107530A1

Description

Sehr einfache Verhältnisse ergeben sich hierbei, wenn durch diese Wälzlager die Gewindespindel zugleich auch radial gelagert ist. Die Wälzlager können in dem Gehäuse jeweils in einer Richtung axial verschiebbar angeordnete Kugellager sein, gegen deren Außenring die zwischen den Lagern liegende Schenkelfeder abgestützt ist und deren Innenring jeweils auf der Außenseite an dem zugeordneten Widerlager anliegen kann. Die Betätigungselemente der Endschaltung können unmittelbar von der auswandernden Gewindespindel verstellt werden, doch ergeben sich besonders einfache Verhältnisse, wenn die Endschalter durch die Schenkel der Schenkelfeder betätigbar angeordnet sind. Das Hebelgetriebe weist mit Vorteil zumindest einen mit der rechtwinklig zur Antriebswelle verlaufenden Abtriebswelle drehfest verbundenen und mit der Spindelmutter über eine Schlitzführung gekuppelten Hebelarm auf, wobei der Hebelarm in einen Führungsschlitz des Gehäuses geführt sein kann, so daß er gleichzeitig als V;erdrehsicherung für die Spindelmutter dient. Very simple relationships arise here when through this Rolling bearings, the threaded spindle is also mounted radially at the same time. The bearings can ball bearings each axially displaceable in one direction in the housing be, against the outer ring of which the leg spring between the bearings is supported is and the inner ring each on the outside on the associated abutment can apply. The actuators of the limit switch can be directly from the migrating threaded spindle can be adjusted, but the result is particularly simple Conditions when the limit switches can be actuated by the legs of the leg spring are arranged. The lever mechanism has with Advantage at least one non-rotatably connected to the output shaft running at right angles to the drive shaft and lever arm coupled to the spindle nut via a slot guide, wherein the lever arm can be guided into a guide slot of the housing so that it at the same time serves as an anti-rotation lock for the spindle nut.

Der neue Stellantrieb zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau mit wenigen robusten Einzelteilen aus. Er läßt sich ohne weiteres auch für die Übertragung großer Drehmomente verwenden. The new actuator is characterized by a very simple structure with a few robust individual parts. It can also be used for transmission without further ado use large torques.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Stellantrieb gemäß der Erfindung in der Draufsicht bei aufgeschnittenem Gehäuse, Fig.2 den Stellantrieb nach Fig.1 geschnitten längs der Linie A-B der F i g. 1 in einer Seitenansicht, Fig.3 den Stellantrieb nach Fig.1 geschnitten längs der Linie C-D der F i g. 1 in einer Seitenansicht und Fig.4 den Stellantrieb nach Fig.1 geschnitten längs der Linie E-F der Fig. 2. In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention shown. It shows F i g. 1 shows an actuator according to the invention in the plan view with the housing cut open, Fig.2 the actuator according to Fig.1 sectioned along the line A-B of FIG. 1 in a side view, FIG. 3 the actuator according to Figure 1 sectioned along the line C-D of FIG. 1 in a side view and 4 shows the actuator according to FIG. 1 in section along the line E-F in FIG. 2.

In einem Gehäuse 1 ist ein Getriebemotor 2 angeordnet, der über ein Ritzel 3 und ein Zahnrad 4 eine Antriebswelle 5 antreibt, die über einen Teil ihrer Länge als Gewindespindel 6 ausgebildet ist. Die Gewindespindel 6 ist in dem Gehäuse 1 in Kugellager 7, 8 drehbar gelagert. Sie dient gleichzeitig als auswandendes Glied des Stellantriebes, wie dies im einzelnen noch erläutert werden wird. Auf der Gewindespindel 6 ist eine Spindelmutter 9 angeordnet, die drehfest gehalten und über ein Hebelgetriebe 10 mit der rechtwinklig zur Antriebswelle 5 verlaufenden Abtriebswelle 11 gekuppelt ist. Die Abtriebswelle 11 ist in Lagern 12, 13 in dem Gehäuse 1 drehbar gelagert. Das Hebelgetriebe 10 weist zwei Hebelarme 14 auf, die auf der einen Seite mit der Abtriebswelle 11 über einen Sechskant 15 drehfest verbunden sind, während sie auf der anderen Seite mit der Spindelmutter 9 über eine Schlitzführung 16 gekuppelt sind, in die zwei Lagerzapfen 17 der Spindelmutter 9 eingreifen. Die Hebelarme 14 dienen gleichzeitig als Verdrehsicherung für die Spindelmutter 9; sie sind zu diesem Zwecke in Führungsschlitzen 18 des Gehäuses 1 geführt. In a housing 1, a gear motor 2 is arranged, which has a Pinion 3 and a gear 4 drives a drive shaft 5, which over part of its Length is designed as a threaded spindle 6. The threaded spindle 6 is in the housing 1 rotatably mounted in ball bearings 7, 8. At the same time it serves as an expelling link of the actuator, as will be explained in detail. On the threaded spindle 6 a spindle nut 9 is arranged, which is held in a rotationally fixed manner and via a lever mechanism 10 coupled to the output shaft 11 running at right angles to the drive shaft 5 is. The output shaft 11 is rotatably supported in bearings 12, 13 in the housing 1. The lever mechanism 10 has two lever arms 14 on one side with the Output shaft 11 are rotatably connected via a hexagon 15 while they are on the other side is coupled to the spindle nut 9 via a slot guide 16 are, in the two bearing journals 17 of the spindle nut 9 engage. The lever arms 14 also serve as an anti-twist device for the spindle nut 9; they are to this Purposes guided in guide slots 18 of the housing 1.

Wird die Gewindespindel 6 von dem Getriebemotor 2 in Umdrehung versetzt, so erfährt die Spindelmutter 9 eine Längsbewegung, die über das Hebelge- triebe lO in eine entsprechende Drehbewegung der Abtriebswelle ii übersetzt wird. If the threaded spindle 6 is set in rotation by the gear motor 2, so the spindle nut 9 experiences a longitudinal movement, which via the lever drives lo is translated into a corresponding rotary movement of the output shaft ii.

Tn dem Gehäuse 1 ist eine im wesentlichen U-förmige Schenkelfeder 20 angeordnet, die zwischen den beiden Kugellagern 7, 8 liegt und sich gegen die Außenringe 70, 80 dieser Kugellager abstützt. Die Außenringe 70, S0 der Kugellager 7, 8 werden dadurch elastisch gegen Schultern 21, 22 angedrückt, die in Zwischenwänden 23 bzw. Seitenwänden 24 des Gehäuses 1 in der Nähe der die Kugellageraußenringe 70, 80 aufnehmenden Lagerbohrungen 25, 26 angeordnet sind. Die Kugellagerinnenringe 71, 81 der Kugellager 7, 8 stützen sich einseitig gegen jeweils ein Widerlager in Gestalt eines Seegerringers27, 28 auf der Antriebswelle 5 bzw. einem zylindrischen Teil der Gewindespindel 6 ab. Tn the housing 1 is a substantially U-shaped leg spring 20 arranged, which lies between the two ball bearings 7, 8 and against the Outer rings 70, 80 of this ball bearing is supported. The outer rings 70, S0 of the ball bearings 7, 8 are thereby pressed elastically against shoulders 21, 22 in the intermediate walls 23 or side walls 24 of the housing 1 in the vicinity of the ball bearing outer rings 70, 80 receiving bearing bores 25, 26 are arranged. The ball bearing inner rings 71, 81 of the ball bearings 7, 8 are supported on one side against an abutment in each case Shape of a Seegerringer27, 28 on the drive shaft 5 or a cylindrical one Part of the threaded spindle 6.

Die Schenkelfeder 20 weist verlängerte Schenkel 29, 30 auf, die durch Durchtrittsöffnungen 31, 32 einer Platte 33 ragen, auf welcher zwei Endschalter 34, 35 angeordnet sind, deren Betätigungsglieder durch die beiden Federschenkel 30, 29 betätigbar sind. Die Endschalter 34, 35 sind durch einen Gehäusedeckel 36 abgedeckt. The leg spring 20 has elongated legs 29, 30 by Passage openings 31, 32 of a plate 33 protrude on which two limit switches 34, 35 are arranged, the actuators of which by the two spring legs 30, 29 can be actuated. The limit switches 34, 35 are secured by a housing cover 36 covered.

Überschreitet das auf die Abtriebswelle 11 übertragene Drehmoment eine bestimmte, durch die Vorspannung der Schenkelfeder 20 vorgegebene Größe, beispielsweise deshalb, weil ein mit der Abtriebswelle 11 gekuppeltes Stellglied in eine Endstellung fährt, so wird die Gewindespindel 6 entgegen der von der Schenkelfeder 20 ausgeübten Kraft in der einen oder der anderen Achsrichtung verschoben, d. h., die Gewindespindel 6 beginnt auszuwandern. Wandert die Gewindespindel 6 beispielsweise bezogen auf F i g. 1 nach rechts aus. so wird durch das Widerlager 27 das Kugellager 7 bei der Auswanderungsbewegung mitgenommen, so daß es sich nach rechts bewegt und sein Außenring 70 den Federschenkel 29 mitnimmt, der den Endschalter 34 auslöst. In entsprechender Weise wird der Endschalter 35 ausgelöst, wenn die Gewindespindel 6 nach links auswandern sollte. If the torque transmitted to the output shaft 11 exceeds a certain, predetermined by the bias of the leg spring 20 size, for example because an actuator coupled to the output shaft 11 is in an end position moves, the threaded spindle 6 is opposite to that exerted by the leg spring 20 Force shifted in one or the other axial direction, d. i.e., the lead screw 6 begins to emigrate. If the threaded spindle 6 moves, for example, based on F i g. 1 to the right. so by the abutment 27, the ball bearing 7 in the Emigration movement taken so that it moves to the right and its outer ring 70 takes along the spring leg 29, which triggers the limit switch 34. In corresponding Way, the limit switch 35 is triggered when the threaded spindle 6 migrate to the left should.

Die Schenkelfeder 20 gewährleistet somit eine drehmomentabhängige Abschaltung des Stellantriebs sowie das auf die Abtriebswelle 11 übertragene Drehmoment einen bestimmten Grenzwert überschreitet. The leg spring 20 thus ensures a torque-dependent Shutdown of the actuator and the torque transmitted to the output shaft 11 exceeds a certain limit.

Die elektrischen Anschlüsse der Endschalter 34, 35. die in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt sind, können bei 37 in das Gehäuse eingeführt werden. The electrical connections of the limit switches 34, 35. those in the drawing are not shown in detail, can be inserted at 37 in the housing.

Claims

Claims: 1. Actuator with torque-dependent end position switch-off, in which the input and output shafts are actuated by a limit switch, against spring force from a neutral central position migrating member in the form a threaded spindle rotatably and axially displaceably mounted in the actuator housing are coupled to one another, characterized in that the threaded spindle (6) over a non-rotatable spindle nut (9) and a lever mechanism (10) with the drive shaft (11) coupled and elastic by at least one U-shaped bent leg spring (20) is held in the neutral center position.

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the Threaded spindle (6) in the axial direction against the leg spring (20) by two roller bearings (7, 8) is supported, each one on an abutment (27, 28) of the threaded spindle (6).

3. Actuator according to claim 2, characterized in that the The threaded spindle (6) is also supported radially by the roller bearings (7, 8).

4. Actuator according to claim 3, characterized in that the Rolling bearings in the housing (1) each arranged to be axially displaceable in one direction Ball bearings (7, 8) are against the outer ring (70, 80) between the bearings (7, 8) lying leg spring (20) is supported and its inner ring (71, 81) each can rest on the outside of the associated abutment (27, 28).

5. Actuator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the limit switches (34, 35) through the legs (29, 30) of the leg spring (20) are arranged to be actuatable.

6. Actuator according to claim 1, characterized in that the Lever gear at least one with the perpendicular to the drive shaft (5) Output shaft (11) non-rotatably connected and with the spindle nut (9) via a Has slot guide (16) coupled lever arm (14).

7. Actuator according to claim 6, characterized in that the lever arm (14) is guided in a guide slot (18) of the housing (1).

8. Actuator according to claim 5, characterized in that the Limit switches (34, 35) are arranged on a housing plate (32) so that they are accessible from the outside are, the passage openings (31, 32) for the spring legs (29, 30).

The invention relates to an actuator with a torque-dependent End position switch-off, in which the drive and output shafts are controlled by a limit switch actuating, migrating against spring force from a neutral central position Member in the form of a rotatable and axially displaceable in the actuator housing threaded spindle are coupled to each other.

Such a motorized actuator is in the German interpretation 1 231 517 described, the special feature of this actuator is that the elastic forces against which the emigrating member is displaceable in both Directions are different in size.

In particular for the actuation of valves, flaps and the like Use of actuators whose adjustment angle range is preferably limited to 900 is, however, applications are also known in which other adjustment angle ranges come to use. This means e.g. B. that the rotary valve of a throttle body, which is coupled to such an actuator, when running onto a solid one Stop causes the torque-dependent shutdown of the actuator. Because of the The range of adjustment angles is limited by simpler constructions possible than with actuators, where such a limitation of the setting angle range is not given.

In the German Auslegeschrift 1 249 387 is an embodiment such an actuator described in which the drive shaft as a hollow shaft is formed and the output shaft extends through this hollow shaft. The hollow shaft carries a lever attached to it, provided with the two limit switches with two helical springs supported against spring abutments, the one lever arm connected to the output shaft in the neutral central position keep.

The nested arrangement of the drive shaft and the output shaft is not very favorable for certain applications, while on the other hand this construction is not readily suitable for the transmission of very large torques.

The invention has for its object to provide an actuator of the To create the type mentioned at the outset, a torque-dependent end position shutdown has within a predetermined adjustment angle range and is through a particularly simple, inexpensive and operationally reliable structure and which is also suitable for the transmission of large torques.

To this end, the actuator according to the invention is characterized characterized in that the threaded spindle has a non-rotatably held spindle nut and a lever mechanism coupled to the output shaft and shaped by at least one U-shape curved leg spring is held elastically in the neutral central position.

It is advantageous if the threaded spindle is in the axial direction is supported against the leg spring by two roller bearings, each one on one side rest against an abutment of the threaded spindle.