DE3607144A1 - Pneumatischer stellantrieb fuer stellglieder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stellantrieb für Stellglieder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsgemäßer pneumatischer Stellantrieb ist durch die DE-AS 16 73 552 bekannt.

Des weiteren ist bekannt, die Stellung eines von einem Stellantrieb bewegten Stellgliedes mittels eines Schiebepotentiometers (DE-PS 32 07 392) oder mittels eines Drehpotentiometers (DE-OS 32 05 773) zu erfassen. Darüber hinaus ist bekannt, die Kolbenstange eines pneumatischen Stellantriebes teilweise als Zahnstange auszubilden, mit welcher ein das Stellglied verstellendes Zahnrad kämmt (DE-PS 3 85 110).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen pneumatischen Stellantrieb so auszubilden, daß er einerseits kompakt, robust, kostengünstig, konstruktiv aus wenigen Einzelteilen bestehend und montagegünstig aufgebaut ist und andererseits eine direkte Ansteuerung des Stellgliedes bei relativ kleinem Hub der Kolbenstange, jedoch mit einem großen Verstellwinkel des Stellgliedes im Rahmen einer kompakten Bauweise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Seitenansicht und

Fig. 1a eine Schnittdarstellung gemäß der Line 1-1 in Fig. 1,

Fig. 2 ein zweites Auführungsbeispiel des Erfindungsgegegenstandes in Seitenansicht,

Fig. 2a eine Schnittdarstellung gemäß der Linie 2-2 in Fig. 2 und

Fig. 2b eine Schnittdarstellung gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2a.

Der in den Figuren dargestellte pneumatische Stellantrieb 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches aus einem Boden 2.1 und einem Deckel 2.2 mit einem kammerförmigen Deckelfortsatz 2.2.1 besteht. Im Gehäuseinnenraum ist zwischen dem Deckel und dem Boden eine Membrane 3 angeordnet, welche die Gehäusekammer in eine Druckkammer 4 und in eine mit Atmosphäre verbundene drucklose Kammer 5 unterteilt. Über einen Druckanschluß 4.1 kann die Druckkammer 4 zur Verstellung eines Stellgliedes mit Unterdruck beaufschlagt werden, wodurch die Membrane 3 in der Zeichnung nach rechts bewegt wird; dadurch wird von der Membrane 3 aber auch eine sich einerseits an dieser und andererseits sich an einer Rückstellfeder 6 - welche anderenends am Boden 2.1 abgestützt ist - abstützende Kolbenstange 7 mit tellerförmigem Ansatz 7.1 in axialer Richtung mitbewegt, wobei die Rückstellfeder 6 zusammengedrückt wird. Eine Aufnahmekammer 2.2.2 des kammerförmigen Deckelfortsatzes 2.2.1 ist einstückig mit dem Deckel 2.2 ausgebildet und erstreckt sich von diesem in axialer Richtung des Stellantriebes, so daß die Kolbenstange 7 - die Membrane 3 durchdringend - sich in die Aufnahmekammer 2.2.2 hineinerstrecken kann. Die Aufnahmekammer 2.2.2 wird wiederum durch einen Seitendeckel 2.2.3 abgeschlossen, beispielsweise durch Verrasten gegenüber der Aufnahmekammer.

Die in den Deckelfortsatz 2.2.1 hineinragende Kolbenstange 7 ist an einer Längsseite als Zahnstange 7.2 ausgebildet, welche mit einem einerseits in einer Wandung 2.2.2.1 der Aufnahmekammer 2.2.2 und andererseits im Seitendeckel 2.2.3 gelagerten Zahnrad 8 kämmt, welches wiederum mit einer formschlüssigen Aufnahme 8.1 zur Aufnahme eines mit dem Stellglied - beispielsweise einer Klappe einer Heizanlage eines Kraftfahrzeuges - verbundenen und dasselbe verstellenden Übertragungsgliedes 9 versehen ist. Mit einer weiteren Längsseite der Kolbenstange 7 stützt sich dieselbe zur Aufnahme der Zahneingriffskräfte und zur Führung an einer Innenwandung 2.2.2.2 der Aufnahmekammer 2.2.2 ab, wobei gemäß den Fig. 1 und 1a zwischen den beiden Abstützstellen gelegen und in Längsrichtung der Kolbenstange verlaufend auf der Innenwandung 2.2.2.2 sowohl eine Widerstands- Schleiferbahn 10.1 als auch mit Abstand zu dieser eine Kontaktbahn 10.2 für einen Schleifer 10.3 eines Schiebepotentiometers 10 angebracht ist, welcher Schleifer 10.3 beide Bahnen 10.1 und 10.2 kontaktiert und am Ende der Kolbenstange 7 angeordnet ist und zwar derart, daß über eine Öffnung 2.2.1.1 im Deckelfortsatz 2.2.1 eine Feinjustierung 10.3.1 des Schleifers 10.3 relativ zur Schleiferbahn 10.1 vorgenommen werden kann. Sowohl Anfang und Ende der Widerstands- Schleiferbahn 10.1 als auch die Kontaktbahn 10.2 sind mit einem Anschlußkontakt 10.1.1, 10.1.2 und 10.2.1 versehen, welche von der Innenwandung 2.2.2.2 ausgehend, das Wandungsteil durchdringend am Deckelfortsatz 2.2.1 befestigt sind. Die Schleiferbahn 10.1 und die Kontaktbahn 10.2 sind vorzugsweise durch ein Beschichtungsverfahren auf die Innenwandung aufgebracht.

Wird nun zur Verstellung eines Stellgliedes der Stellantrieb mit Unterdruck beaufschlagt, so bewegt sich die Kolbenstange 7, mit ihr das Zahnrad 8 und somit auch über das Übertragungsglied 9 das Stellglied. Gleichzeitig schleift der Schleifer 10.3 über die an eine Versorgungsspannung angeschlossene Widerstands-Schleiferbahn 10.1 und gibt über seinen Anschlußkontakt 10.2.1 ein elektrisches Signal ab, welches ein Maß für den Verstellweg bzw. Verstellwinkel des Stellgliedes ist, so daß also dessen Position über das Potentiometer einer Regeleinheit der Heiz- oder Klimaanlage rückgemeldet wird, welche somit die Unterdruckbeaufschlagung dem erforderlichen Zustand entsprechend regeln kann.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 2b unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen nur durch die Verwendung eines Drehpotentiometers 11 und einer dadurch bedingten etwas anderen konstruktiven Gestaltung. So ist der Schleifer 10.3 des Potentiometers 11 auf einer Seitenfläche 8.2 des Zahnrades 8 drehfest an diesem befestigt und sowohl die Schleiferbahn 10.1 als auch die Kontaktbahn 10.2 sind auf der dem Schleifer 10.3 zugewandten Innenwandung 2.2.3.1 des zum Deckelfortsatz 2.2.1 gehörenden Seitendeckels 2.2.3 angebracht, welcher zugleich auch die Anschlußkontakte 10.1.1; 10.1.2 und 10.2.1 trägt.

Ersichtlich wird also durch die Integration des Stellgliedantriebes und des Potentiometers in einen Deckelfortsatz des Gehäusedeckels ein besonders kompakter Stellantrieb erhalten, wobei besondere Abdichtungsmaßnahmen nicht erforderlich sind, da die Integration auf der drucklosen Seite des Gehäuses erfolgt.

Claims (8)

1. Pneumatischer Stellantrieb für Stellglieder, insbesondere zur Verstellung einer Klappe einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges,
mit einem aus einem Deckel und Boden bestehenden Gehäuse, einer zwischen dem Deckel und dem Boden angeordneten Membrane, welche die Gehäusekammer in eine Druckkammer und in eine mit Atmosphäre verbundene drucklose Kammer unterteilt, einer in der Gehäusekammer angeordneten, bei Druckbeaufschlagung der Druckkammer von der Membrane gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbaren Kolbenstange, mittels welcher sowohl die Verstellung des Stellgliedes als auch eine Veränderung eines die Stellung des Stellgliedes erfassenden elektrischen Potentiometers bewirkt wird, welches außerhalb der Druckkammer am Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (2.2) gegenüber der Membrane (3) die drucklose Kammer (5) begrenzt und mit einem kammerförmigen Deckelfortsatz (2.2.1) versehen ist, in welchen das als Zahnstange (7.2) ausgebildete Ende der Kolbenstange (7) hineinragt und welche mit einem in dem Deckelfortsatz (2.2.1) gelagerten, das Stellglied verstellenden Zahnrad (8) kämmt,
daß auf einer Innenwandung (2.2.2.2.; 2.2.3.1.) des Deckelfortsatzes (2.2.1) die Schleiferbahn (10.1) des Potentiometers (10; 11) angebracht ist und von dem auf der Zahnstange (7.2) oder dem Zahnrad (8, 8.2) angeordneten Schleifer (10.3) des Potentiometers kontaktiert wird,
und daß die Anschlußkontakte (10.1.1, 10.1.2, 10.2.1) des Potentiometers (10; 11) ebenfalls mit dem Deckelfortsatz (2.2.1) von außen zugänglich befestigt sind.

2. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Schiebepotentiometer (10) ausgebildetem Potentiometer der Schleifer (10.3) auf der der Zahnstange (7.2) abgewandten Seite der Kolbenstange (7) befestigt und die Schleiferbahn (10.1) auf der dem Schleifer (10.3) zugewandten Innenwandung (2.2.2.2) des Deckelfortsatzes (2.2.1) angebracht ist, an welchem Wandungsteil auch die Anschlußkontakte (10.1.1, 10.1.2, 10.2.1) befestigt sind (Fig. 1).

3. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Drehpotentiometer (11) ausgebildetem Potentiometer der Schleifer (10.3) auf einer Seitenfläche (8.2) des Zahnrades (8) befestigt und die Schleiferbahn (10.1) auf der dem Schleifer (10.3) zugewandten Innenwandung (2.2.3.1) des Deckelfortsatzes (2.2.1) angebracht ist, an welchem Wandungsteil auch die Anschlußkontakte (10.1.1, 10.1.2, 10.2.1) befestigt sind (Fig. 2).

4. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kammerförmige Deckelfortsatz (2.2.1) durch eine mit dem Deckel (2.2) einstückig verbundene Aufnahmekammer (2.2.2) und einem dieselbe abschließenden Seitendeckel (2.2.3) gebildet ist.

5. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitendeckel (2.2.3) die zweite Lagerstelle für daß Zahnrad (8) trägt.

6. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitendeckel (2.2.3) das Wandungsteil mit der Innenwandung (2.2.3.1) bildet.

7. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwandung (2.2.2.2; 2.2.3.1) des Deckelfortsatzes (2.2.1) auch eine den Schleifer (10.3) mit seinem zugeordneten Anschlußkontakt (10.2.1) verbindende Kontaktbahn (10.2) angebracht ist.

8. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (10.3) und die Schleiferbahn (10.1) relativ zueinander justierbar sind (bei 10.3.1).