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Türbetätigungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung
und richtet sich insbes. auf eine Betätigungsvorrichtung zur Umwandlung einer geradlinigen
Bewegung in eine Drehbewegung.
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Es wurde bereits eine große Vielfalt von Betätigungsvorrich zungen
zur Umwandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung entwickelt und verwendet,
insbes. zum Öffnen der verschiedensten Türen o. dgl., beispielsweise Möbeltüren,
Automobilentlüftungsfenster, Automobilheizungs- und Klimaleitungstüren etc.. Diese
Betätigungsvorrichtungen enthalten im allgemeinen eine Art linear beweglicher Einrichtung,
bispielsweise einen Vakuummotor und eine Art von Getriebeanordnung,
beispielsweise
eine Schneckengetriebeanordnung, zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung des Vakuummotors
in eine Drehbewegung, die auf die Türo o. dgl. wirkt, die über einen Bogen zu bewegen
ist. Im allgemeinen ist eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn
möglich durch Änderung der Richtung der linearen oder geradlinigen Bewegung, die
von dem Vakullmn!otor verursacht wird, indem man beispielsweise den Motor einfach
umgekehrt laufen läßt. Obwohl einige dieser Betätigungsvorrichtungen im allgemeinen
zufriedenstellend arbeiten, haben sie doch den Mangel, daß sie blockig sind, komplizierte
Gestänge aufweisen, sich schlecht anpassen lassen und mit hohen Herstellungskosten
belegt sind.
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Es gibt deshalb einen fortlaufenden Bedarf für verbesserte Betägigungsvorrichtungen
mit dem Ziel, diese Nachteile auszugleichen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird eine Betätigungsvorrichtung zur
Umwandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung vorgeschlagen, die kompakt,
anpassungsfähig und in der Herstellung billig ist. Die Betätigungsvorrichtung enthält
eine Stempel stange und Einrichtungen zur Erzeugung einer Axialbewegung der Stempel
stange in beiden Richtungen, vorzugsweise eine Kombination aus Solenoid- oder Vakuwnrotor
und Federeinrichtungen. Der Stempel stange sind Nockeneinrichtungen zugeordnet,
um wechselweise eine im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgende Drehbewegung
des Stempels zu erzeugen, wobei sich die Richtung der Drehbewegung nach jedem Zyklus
der axialen Bewegung der Stempelstange in beiden axialen Richtungen umkehrt. Vorzugsweise
ist die Nockeneinrichtung eine rohrförmige Nocke mit einem Paar gegenüberliegender
Nocken-Oberflächenöffnungen in der Seitenwand, wobei die Stempelstange drehbar und
in Axialrichtung verschiebbar durch das Nockenglied angeordnet ist. Die Stempel
stange weist eine Querbohrung auf, die sich zwischen dem Paar der Nockenoberflächenöffnungen
im Nockenglied erstreckt, wobei ein Mitnehmerstift verschiebbar in der Bohrung sitzt
und eine größere Länge aufweist, als
es dem Durchmesser des Stempels
entspricht und eine geringere Länge als es dem Außendurchmesser des Nockengliedes
entspricht, so daß er zwischen einer ersten Stellung, in der ein Ende des Mitnehmerstiftes
einer der Nockenoberflächenöffnungen im Nockenglied folgt, und einer zweiten Stellung
verschiebbar ist, in der das andere Ende des Mitnehmerstiftes der Nockenoberfläche
der anderen Nockenoberflächenöffnungen im Nockenglied folgt. Ferner findet vorzugsweise
ein Solenoid-oder Vakuummotor zur Erzeugung der axialen Bewegung der Stempelstange
in einer Richtung und ein Vorspannungsglied Verwendung, beispielsweise eine Wendelfeder,
um den Stempel in der anderen axialen Richtung vorzuspannen. Jede der Nockenoberflächenöffnungen
im Nockenglied weist die gleiche allgemeine Gestalt auf, ist jedoch spiegelbildlich
zu der anderen Nockenoberflächenöffnung ausgebildet.
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Jede der Nockenoberflächenöffnungen weist vorzugsweise einen geneigten
Teil für die Erzeugung einer Drehbewegung des Stempels und einem im allgemeinen
zur Achse des St-empels parallelen Teil auf, der keine Drehbewegung des Stempels
hervorruft und einen Mitnehmerstiftschieberteil einschließt,. welcher den Mitnehmerstift
von einer Nockenoberflächenöffnung in die andere Nockenoberflächenöffnung schiebt,
wenn der Stift dagegen bei einer Axialbewegung des Stempels, die durch die Wendelfeder
erzeugt ist, angedrückt ist. Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung längs der
Seitenkante der zu betätigenden Türo o, dgl. angeordnet, wobei Einrichtungen zum
verschiebbaren und reibungsfreien Befestigen eines Endes der Stempelstange an der
Türe und Einrichtungen zur festen Befestigung des Nockengliedes am Türrahmen o.
dgl. vorgesehen sind und die Tür sich frei um das Nockenglied und die sie in axialer
Richtung bewegenden Glieder drehen kann, wenn sie bei der Stempel stangendrehbewegung
geöffnet oder geschlossen wird.
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Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht einer typischen Türe und eines Türrahmens mit daran befestigter Betätigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von Türe und Türrahmen
nach Fig. 1 bei aus dem Türrahmen entfernter Tür, wobei das Türscharnier geöffnet
ist, um die Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung freizulegen; Fig. 3 eine
Teiiseitenschnittdarstellung der Betätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
im wesentlichen längs der Linie III-III der Fig. 1; Fig. 4 eine Draufsicht-Schnittdarstellung
der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung längs der Linie IV-IV
der Fig. 3; Fig. 5 eine Seitenansicht des Nockengliedes und eines Teiles der Stempel
stange der Betätigungsvorrichtung zur Wiedergabe aufeinanderfolgender Stellungen
des Mitnehmerstiftes während der Drehbewegung der Stempelstange; Fig. 6 eine Seitenansicht
des Nockengliedes und eines Teiles der Stempel stange der Betätigungsvorrichtung
zur Wiedergabe aufeinanderfolgender Stellungen des Mitnehmerstiftes während der
Axialbewegung der Stempelstange; jedoch ohne Drehbewegung; Fig. 7 - 11 Querschnitte
des Nockengliedes nach Fig. 5 längs der Linien Vil-Vil, VIII-VIII, IX-IX, X-X und
XI-XI der Fig. 5; Fig. 12-15 Querschnitte durch das Nockenglied nach Fig. 6 längs
der Linien XII-XII, XIII-XIII, XTV-XIV bzw.
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XV-XV der Fig. 6;
Fig. 16 eine Ansicht entsprechend
der Ansicht nach Fig. 2, wobei jedoch eine andere Axialbewegungskraft bei der Betätigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung zum Einsatz kommt; Fig. 17 eine Seiten-Querschnittsansicht der
Betägigungsvorrichtung nach Fig. 16 längs der Linie XVII - XV rI der Fig. 16; und
in Fig. 18 eine perspektivische Ansicht des in der Betätigungsvorrichtung nach den
Fig. 16 und 17 verwendeten Nockengliedes.
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In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer typischen Tür 10
mit Türrahmen 11 beispielsweise eines Automobilheiz- oder Klimatisierungsauslaßkanals
wiedergegeben. Längs einer Kante der Tür 10 befindet sich ein Gehäuse 12, welches
eine Betätigungsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung aufnimmt. Die Betätigungsvorrichtung
20 und die Art, in woher sie im Gehäuse 12 aufgenommen ist, läßt sich am besten
aus Fig. 2 entnehmen, gemäß der die Türe 10 vom Türrahmen 11 abgehoben und das Gehäuse
12 zum Freilegen der Betätigungsvorrichtung 20 geöffnet ist. Das Gehäuse 12 enthält
einen Verschlußdeckel 13, der bei 14 über ein Scharnier gelenkig angeschlossen ist.
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Die Ausnehmungen 15 und 16 in der Tür 10 und im Verschlußdeckel 13
liefern das zylindrische Gehäuse 12 zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung 20,
wenn der Verschlußdeckel 13 geschlossen ist. Von einem Ende der Ausnehmung 15 erstreckt
sich die Dübelverlängerung 16a, die im Türrahmen 11 drehbar montiert ist, so daß
sich die Tür 10 an diesem Ende drehen kann.
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Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, enthält die Betätigungsvorrichtung
20 einen rohrförmigen Stator 21, eine Spule 22 und eine Stempelstange, die einen
Anker 30 aufweist.
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Der Stator enthält einen Spulenaufnahmeteil 21a, um den die
Spule
22 gewickelt ist und einen Nockenaufnahmeteil 21b zur Aufnahme eines Nockengliedes
50. Das Nockenglied 50 ist innerhalb des Nockenaufnahmeteiles 21b durch geeignete
Stellschrauben 51 o. dgl. befestigt. Der Stator 21 ist mit dem Türrahmen 11 durch
einen flachen Endteil 23 verkeilt, der sich vom Ende des Stators in der Nähe des
Endes des Teiles 21a erstreckt und in der Ausnehmung 17 des Türrahmens aufgenommen
ist. Der Endteil 23 wird an seinem Platz in der Ausnehmung 17 mit Hilfe einer geeigneten
Halterungsplatte 18 o. dgl. gehalten. Zwischen dem flachen Endteil 23 und dem Spulenaufnahmeteil
21a befindet sich ein Lagerteil 24, um den das Gehäuse 12 der Türe 10 drehbar montiert
ist. Somit ist das Gehäuse 12 und die gesamte Türe 10 drehbar mit Hilfe eines Lagerteiles
24 und der Dübelverlängerung 16a montiert, wodurch Einrichtungen zum Öffnen und
Schließen der Türe entstehen.
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Der Stator 21 weist eine Mittelbohrung 25 auf, die den Anker 30 für
eine Bewegung bei einem durch die Spule 22 erzeugten Stromfluß verschiebbar aufnimmt.
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Der Anker 30 ist ein zylindrisches Glied, das am Ende 33 einen Querschnitt
aufweist, der im wesentlichen der Größe der Bohrung 25 entspricht, während das andere
Ende 32 mit einem flachen Querschnitt versehen ist. Zwischen den beiden Enden 32
und 33 befindet sich ein scheibenförmiger Teil 31, der eine Schulter für eine Feder
40 liefert, die zwischen dem Teil 31 des Ankers 30 und dem Nockenaufnahmeteil 21b
des Stators 21 liegt. Somit wird der Anker durch die Feder 40 in einer Richtung
nach außen bezüglich des Stators vorgespannt, wobei diese Vorspannung durch die
magnetische Zugkraft auf den Anker 30 überwunden werden kann, wenn die Spule 32
erregt wird.
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Die Gleitbewegung des Ankers 30 in der Bohrung 25 wird in eine Drehbewegung
mit Hilfe des Nockengliedes 50 umgewandelt, die gegenüberliegende Nockenoberflächenöffnungen
52 und 53 aufweist, die aus der zylindrischen Wand des Nockengliedes 50
herausgeschnitte
sind, sowie durch einen Mitnehmerstift 6O, der verschiebbar quer zur Achse des Ankers
30 innerhalb der Bohrung 61 montiert ist. Der Stift 60 weist eine solche Länge auf,
daß er sich durch die Bohrung 61 und nur in die eine oder andere der Nockenoberflächenöffnungen
52 oder 53 erstreckt. Somit ist er durch die Bohrung 61 in eine Lage verschiebbar,
wo nur das eine Ende sich aus der Bohrung 61 heraus erstreckt um einer der Nockenoberflächenöffnungen
im Nockenglied 50 zu folgen, oder er befindet sich in einer Stellung, in der sich
nur das andere Ende aus der anderen Seite der Bohrung 61 erstreckt, um der anderen
Nockenoberflächenöffnung im Nockenglied 50 (wie später noch näher erläutert wird)
zu folgen. Vorzugsweise ist der Stift ein zylindrisches Glied aus federnden, jedoch
selbstschmierendem Material, beispielsweise Nylon, und weist einen Nittelschlitz
62 zur Verstärkung seiner Querelastizität auf, so daß ein keilender, jedoch verschiebbarer
Paßsitz des Stiftes 60 in der Bohrung 61 erreicht wird.
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Die Drehbewegung des Ankers 30 wird in eine Drehbewegung der Tür 10
mit Hilfe der Verkeilung des flachen Endes 32 des Ankers mit dem Gehäuse 12 der
Tür verwandelt. Dies erfolgt durch verschiebbares Befestigen des Endes 32 zwischen
den beiden Platten 19a und 19b, die mit der Tür einstückig sind.
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Das Zusammenwirken des Mitnehmerstiftes 60 mit dem Nockenglied 50
läßt sich besonders deutlich aus den Fig. 5 bis 15 entnehmen. Aus Fig. 5 erkennt
man eine Seitenansicht des Nockengliedes 50, wobei der Teil des Ankers oder der
Stempelstange 30 hindurchläuft. Das Nockenglied 50 weist ein Paar gegenüberliegender
Nockenoberflächenöffnungen 52 und 53 auf. Die Nockenoberflächenöffnungen 52 und
53 weisen die gleiche Gestalt auf, sind Jedoch zueinander spiegelbildlich. Jede
Öffnung besitzt einen geneigten Teil 54 und einen Teil 55, der im allgemeinen parallel
zur Achse der Stempelstange 30 verläuft. Zu dem von der Verbindungsstelle der Teile
54 und 55 entfernten Ende des Teiles 55 ist ein gezahnter Teil 56 vorgesehen, der
allmählich
nach innen radial abfällt, wie man es aus den Fig. 8 und 7 erkennt, so daß ein Stiftverschiebeteil
entsteht.
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Eine Betätigung des Solenoids bewegt den Anker 30 axial in Richtung
des Teiles nach Fig. 5 und der Mitnehmerstift 60 folgt der geneigten Nockenoberfläche
54 durch die verschiedenen Stellungen 60a bis 60a-60e, so daß eine gegen den Uhrzeigersinn
erfolgende Drehbewegung des Ankers 30 und damit ein Öffnen der Türe 10 erfolgt.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen deutlich die aufeinanderfolgenden Stellungen 60a bis 60e
des Mitnehmerstiftes 60, die gegen den Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des Ankers
30 und die Öffnungsbewegung der Tür 10.
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Nach Fig. 6 und den Fig. 12 bis 15 drückt, wenn die bewegende Solenoidkraft
unterbrochen wird, die Vorspannfeder 40 den Anker 30 in die umgekehrte Axialrichtung.
Der Mitnehmerstift 60 folgt dann dem Nockenflächenteil 55 durch die Stellungen 60f
bis 60i,ohne daß eine Drehung des Ankers 30 erfolgt.
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Wird der Anker 30 in Achsrichtung durch die Vorspannfeder 40 bewegt,
dann trifft das Ende des Mitnehmerstiftes 60 auf den gezahnten Teil 56, welcher
den Mitnehmerstift 60 durch die Querbohrung 61 im Anker 30 nach den Fig. 14 und
16 schiebt, um das andere Ende des Mitnehmerstiftes 60 in Berührung mit dem geneigten
Nockenflächenteil der anderen Nockenflächenöffnung im Nockenglied 50 nach Fig.-15
zu bringen. Somit wird bei der nächsten Betätigung des Solenoids, die zu einer Axialbewegung
des Ankers 30 fuhrt, eine im Uhrzeigersinn erfolgende Drehbewegung des Ankers 30
erzeugt und die Türe 10 geschlossen, da der Mitnehmerstift 60 dem geneigten Teil
der anderen Nockenoberflächenöffnung folgt. Infolgedessen führt eine wiederholte
Betätigung des Solenoids zu einem abwechselnden öffnenden und schließenden Drehen
des Ankers 30.
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Während als Antriebskraft ein Solenoid genannt und in der Zeichnung
wiedergegeben ist, um eine Axialbewegung des Ankers 30
in der einen
Richtung hervorzurufen, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß es auch
noch andere Mittel gibt, um eine Axialbewegung des Ankers 30 in der Betätigungsvorrichtung
hervorzurufen. So ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 16 bis 18 die Solenoidantriebskraft
ersetzt durch einen Vakuummotor mit einem Vakuumgehäuse 121. Zur Kostenverminderung
enthält das Gehäuse 121 einen Teil 152 und einen Teil 150a, der eine einstückige
Verlängerung des Nockengliedes 50 darstellt. Der Umfang der aus Gummi oder einem
anderen geeigneten Material bestehenden Membran 156 ist an der Zwischenfläche des
Teiles 152 mit dem Teil 150a des Gehäuses 121 montiert, so daß eine Vakuumkammer
155 entsteht. Das Ende des Ankers 30 ist am Mittelteil der Membran 156 durch eine
geeignete Schraube 157 befestigt. Am Ende der Vakuumkammer 155 ist eine geeignte
Leitung 153 vorgesehen, damit man Vakuum an die Kammer 155*bei 154 anlegen kann.
Wird somit Vakuum an die Kammer 155 angelegt, dman bewegt sich der Anker 30 in Richtung
des Pfeiles nach Fig. 17 und erzeugt die gleiche gegen den Uhrzeigersinn gerichtete
Drehbewegung des Ankers 30, wie oben beschrieben. Kehrt Luft in die Kammer 155 durch
154 zurück, dann bewegt das Vorspannungsmittel 40 den Anker in der entgegengesetzten
Axialrichtung, so daß der Mitnehmerstift sich auf der anderen Nockenoberflächenöffnung
im Nockenglied 150 verschiebt.
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Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine Betätigungsvorrichtung
geschaffen, die einfach und anpassungsfähig im Betrieb ist und eine wechselnde Drehbewegung
einer Stempelstange oder eines Ankers liefert, die zu entsprechenden wechselnden
Öffnungs- und Schließbewegungen für eine Vielzahl von Türen, Fenstern u. dgl. Verwendung
finden können.
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Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einigen
Abänderungen beschrieben und dargestellt ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich,
daß zusätzliche Abänderungen vorgenommen werden können, ohne daß der Rahmen der
Erfindung verlassen wird.
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Patentansnrüche: