DE3226295C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied für Be­ tätigung einer Schließvorrichtung, welches eine von einem Druckmittel zwischen zwei Endstellungen axial verschiebliche Betätigungsstange hat, die nach Über­ ordnung eines zwischen den Endstellungen liegenden Totpunkts in die jeweilige Endstellung bewegbar ist. Solche Stellglieder dienen z.B. bei Zentralverrie­ gelungsanlagen für Kraftfahrzeuge dazu, die Sperrglie­ der von Kraftfahrzeugtüren vom Tankdeckelverschluß oder von der Kofferraumklappe durch Druckbeaufschla­ gung zu bewegen. Aus der DE-OS 29 42 852 sind solche Stellglieder bekannt.

Bei Stellgliedern für Sperrglieder, die ausschließlich motorisch zu bewegen sind, ist es erforderlich, daß diese bei einer einmal eingeleiteten Bewegung auch bei einem Defekt entweder bis in ihre neue Endstellung oder zurück in ihre ursprüngliche Ausgangsstellung ge­ langen. Das hat man bei pneumatischen Stellgliedern bislang dadurch versucht zu erreichen, daß man als Stellglied eine Membran mit Schnappeffekt vorsah, wel­ che aus einer mittleren Stellung zur einen oder an­ deren Seite ausbeult. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß mit einer solchen Membran sich nicht immer ausrei­ chend große Stellkräfte im gesamten Temperaturarbeits­ bereich erzielen lassen. Bei Kraftfahrzeugen müssen alle Einbauaggregate aber üblicherweise zwischen Tem­ peraturen von minus 40°C und plus 80°C zuverlässig arbeiten. Abgesehen von den ohnehin bei hohen Tempe­ raturen geringen Stellkräften ist es bei elastischen Membranen mit Schnappeffekt nachteilig, daß die Stell­ kräfte durch Alterung der Membran geringer werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stell­ glied der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem der Schnappeffekt möglichst unabhängig von der Temperatur ist und bei dem die Stellkräfte möglichst konstant sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Betätigungsstange einen Schnappfedermechanismus aufweist, der aus zwei spitzwinklig aus ihr herausge­ führten einander gegenüberliegenden Federarmen besteht, welche an ihrem freien Ende jeweils einen Rollenkörper tragen, daß den Rollenkörpern jeweils eine ortsfeste Führungsbahn zugeordnet ist, deren Abstand von der Be­ tätigungsstange dort am geringsten ist, wo sich die Rollenkörper in einer mittleren Stellung der Betäti­ gungsstange zwischen ihren Endstellungen befinden und daß die Rollenkörper durch die Federarme radial gegen die Führungsbahnen gespannt sind.

Durch die erfindungsgemäße Zuordnung eines Schnappfe­ dermechanismus an der Betätigungsstange kann man die Membran des Stellgliedes und den Schnappfedermechanis­ mus völlig unabhängig voneinander auswählen und bemes­ sen. Dadurch ist es möglich, einen Schnappfedermecha­ nismus einzusetzen, der ausreichend große Stellkräfte erzeugt und wenig temperaturabhängig arbeitet.

Der beschriebene Schnappfedermechanismus ist ganz be­ sonders platzsparend, billig in der Herstellung und arbeitet sehr reibungsarm.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Betätigungsstange und die Feder­ arme aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, wobei die Glasfasern in Längsrichtung der Betätigungsstange und der Federarme verlaufen. Durch diese Maßnahmen erreicht man eine besonders gute und temperaturunabhängige Federungs­ charakteristik, die sich auch durch Alterung nicht wesent­ lich verändert.

Das Federverhalten kann durch Variation des Querschnittes der Federarme beliebig verändert und dem jeweiligen Anwen­ dungsfall angepaßt werden.

Besonders günstig für zahlreiche Anwendungsfälle ist es, wenn die Federarme nahe ihres Beginns an der Betätigungs­ stange im Querschnitt größer sind als im übrigen Bereich. Die Federarme können als Biegebalken mit über ihrer Länge gleicher Festigkeit ausgelegt sein, damit sie sich über ihre Länge gleichmäßig biegen und damit gleichmäßig bean­ sprucht sind.

Ebenfalls zur Verbesserung des Federverhaltens trägt es bei, wenn die Federarme in einem spitzen Winkel aus der Betätigungsstange herausgeführt werden und sich allmählich im Querschnitt verringern, so daß die Federungscharakteri­ stik erst im letzten 2/3 der Gesamtlänge der Federarme ein­ setzt.

Die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Stellglieds sind besonders gering, wenn die Rollenkörper in den Feder­ armen eingeklipst sind.

Durch die im Anspruch 8 angegebene Gestaltung der Führungs­ bahnen erfolgt das Verschieben des Stellglieds aus jeder Endstellung heraus zunächst relativ leicht und wird bis zum Erreichen des Totpunktes immer schwerer. Diese Charak­ teristik ist vor allem bei pneumatisch betätigten Stell­ gliedern günstig.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu.

Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den die Erfindung betreffenden Teil eines Stellgliedes, wobei im linken Bildteil das Stell­ glied mit eingezogener Betätigungsstange und im rechten Bildteil mit ausgefahrener Betätigungsstange dargestellt wurde.

Die Zeichnung zeigt in einem Gehäuse 1 eine Betätigungs­ stange 2. Eine elastische Membran 3 ist einerseits am Gehäuse 1, andererseits am in der Zeichnung gesehen unteren Ende der Betätigungsstange 2 befestigt. Dadurch entsteht im Gehäuse 1 ein Druckraum 4, der über einen Einlaß 5 mit Unterdruck oder Überdruck beaufschlagbar ist. Wird der Druckraum 4 mit Unterdruck beaufschlagt, dann ge­ langt die elastische Membran 3 in die im linken Bild­ teil dargestellte Position, in der die Betätigungsstange 2 in das Gehäuse 1 eingefahren ist. Wirkt im Druckraum 4 Überdruck, dann gelangt die elastische Membran 3 in die im rechten Zeichnungsteil dargestellte Position, in der die Betätigungsstange 2 aus dem Gehäuse 1 ausgefahren ist.

Für die Herbeiführung eines Schnappeffektes ist es wich­ tig, daß die Betätigungsstange 2 zwei spitzwinklig aus ihr herausgeführte, einander gegenüberliegende Feder­ arme 6, 7 hat, welche an ihren freien Enden jeweils einen Rollenkörper 8, 9 tragen. Die Rollenkörper 8, 9 sind ähnlich wie Gardinenröllchen als Doppelrollen ausgebildet und in entsprechende Ausnehmungen 10, 11 am Ende der Federarme 6, 7 eingeklipst. Die beiden Rollenkörper 8, 9 liegen jeweils gegen eine ortsfeste Führungsbahn 12, 13 des Ge­ häuses 1 an. Beide Führungsbahnen 12, 13 haben in etwa sinusförmige Gestalt.

Um das Federungsverhalten der Federarme 6, 7 günstig zu beeinflussen, beginnen die Federarme 6, 7 relativ spitz­ winklig an der Betätigungsstange 2. Die Betätigungs­ stange 2 besteht zusammen mit den Federarmen 6, 7 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, wobei die Glas­ fasern in Längsrichtung der Betätigungsstange 2 und der Federarme 6, 7 verlaufen. Bei der dargestellten Aus­ führungsform nimmt der Querschnitt der Federarme 6, 7 zu den freien Enden der Federarme 6, 7 hin ab, so daß die Federarme 6, 7 über ihre Länge in etwa gleiche Biegefestigkeit haben. Durch Variation des Querschnittes der Federarme 6, 7 über ihre Länge kann das Federverhalten der Federarme 6, 7 entsprechend des jeweiligen Anwendungs­ falles verändert werden.

Die Federarme 6, 7 mit ihren Rollenkörpern 8, 9 auf den Führungsbahnen 12, 13 bilden zusammen einen Schnappfeder­ mechanismus 14, der wie folgt arbeitet.

Wird der Druckraum 4 mit Überdruck beaufschlagt, dann beult sich die elastische Membran 3 in der Zeichnung gesehen nach oben und hebt die Betätigungsstange 2 an. Die Rollenkörper 8, 9 rollen dabei über die Führungs­ bahnen 12, 13, wobei die Federarme 6, 7 sich zunächst zu­ nehmend der Betätigungsstange 2 nähern. Auf halbem Wege der Betätigungsstange 2 haben sich die Rollenkörper 8, 9 der Betätigungsstange 2 am meisten genähert, so daß dort die Federarme 6, 7 am meisten zur Betätigungsstange 2 hin gedrückt sind. Bis zum Erreichen dieser mittleren Stellung haben die Federarme 6, 7 aufgrund ihrer Spreizwirkung die Tendenz, die Betätigungsstange 2 zurück in ihre eingezoge­ ne, im linken Bildteil dargestellte Stellung zu bewegen. Nach Überwindung eines Totpunktes in der mittleren Stellung führt die Spreizkraft der Federarme 6, 7 dazu, daß die Betätigungsstange 2 selbst dann in eine ausge­ fahrene, im rechten Bildteil dargestellte Stellung gelangt, wenn der Überdruck im Druckraum 4 ausfallen sollte. Die Steigung der Führungsbahnen 12, 13 zu beiden Seiten des Totpunktes ist derart groß, daß keinesfalls eine Selbsthemmung der Rollenkörper 8, 9 auf den Führungs­ bahnen 12, 13 eintreten kann.

Claims (7)

1. Stellglied zur Betätigung einer Schließvorrichtung, welches eine von einem Druckmittel zwischen zwei Endstellungen axial verschiebliche Betätigungsstan­ ge hat, die nach Überwindung eines zwischen den Endstellungen liegenden Totpunktes in die jeweilige Endstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (2) einen Schnappfeder­ mechanismus aufweist, der aus zwei spitzwinklig aus ihr herausgeführten einander gegenüberliegenden Fe­ derarmen (6, 7) besteht, welche an ihrem freien En­ de jeweils einen Rollenkörper (8, 9) tragen, daß den Rollenkörpern (8, 9) jeweils eine ortsfeste Führungsbahn (12, 13) zugeordnet ist, deren Abstand von der Betätigungsstange (2) dort am geringsten ist, wo sich die Rollenkörper (8, 9) in einer mitt­ leren Stellung der Betätigungsstange (2) zwischen ihren Endstellungen befinden und daß die Rollenkör­ per (8, 9) durch die Federarme (6, 7) radial gegen die Führungsbahnen (12, 13) gespannt sind.

2 . Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (2) und die Federarme (6, 7) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen, wobei die Glasfasern in Längs­ richtung der Betätigungsstange (2) und der Federarme (6, 7) verlaufen.

3. Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Feder­ arme (6, 7) über die Länge der Federarme (6, 7) unter­ schiedlich ist.

4. Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Feder­ arme (6, 7) nahe ihres Beginns an der Betätigungsstange (2) größer ist als im übrigen Bereich.

5. Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (6, 7) in einem spitzen Winkel aus der Betätigungsstange (2) herausgeführt sind.

6 . Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenkörper (8, 9) in den Federarmen (6, 7) eingeklipst sind.

7. Stellglied nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsbahn (12, 13) in etwa sinusförmig ausgebildet ist und ihr Abstand zur Betätigungsstange (2) von beiden Endstellungen der Rollenkörper (8, 9) ausgehend allmählich zunehmend sich verringert.