DE3607144C2 - - Google Patents

Description

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

Es ist ein gattungsgemäßer Stellantrieb bekannt (US-PS 35 72 214; DE-Gbm 82 18 992), bei welchem in einem kammer­ förmigen Deckelfortsatz des Deckels des Gehäuses ein Potentiometer zur Erfassung der Stellung eines von dem Stellantrieb bewegten Stellgliedes angeordnet ist, wobei der Deckel die Druckkammer der durch eine Membrane unter­ teilten Gehäusekammer begrenzt. Innerhalb der Druckkammer ist an der Membrane eine Kolbenstange angeordnet, welche an ihrem anderen Ende den Schleifer des Potentiometers trägt und sich in den Deckelfortsatz hineinerstreckt und mit dem Schleifer die weiters im Deckelfortsatz angeordnete Schleiferbahn des Potentiometers kontaktiert. Auf der drucklosen Seite der Gehäusekammer ist an der Membrane des weiteren ein Übertragungsglied angeordnet, über welches das Stellglied bewegt werden kann. Ein derartig ausge­ bildeter Stellantrieb ist insofern aufwendig, als durch die Potentiometeranordnung auf der Druckseite des Antriebs umfangreiche Abdichtmaßnahmen erforderlich sind, an der Membran sowohl die Kolbenstange als auch das Übertragungs­ glied befestigt werden müssen, wobei sich die beiden Teile in entgegengesetzter axialer Richtung erstrecken, was die Baugröße des Stellantriebs negativ beeinflußt.

Darüber hinaus ist bekannt (US-PS 29 45 475; DE-PS 3 85 110), die Kolbenstange eines pneumatischen Stellantriebes teil­ weise als Zahnstange auszubilden, mit welcher ein das Stellglied verstellendes Zahnrad kämmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen pneu­ matischen 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 Aus­ gestaltungen 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 Erfindungsgegen­ standes in Seitenansicht und

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

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen­ standes 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 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 druck­ lose Kammer 5 unterteilt. Über einen Druckanschluß 4.1 kann die Druckkammer 4 zur Verstellung eines Stellgliedes mit Unter­ druck beaufschlagt werden, wodurch die Membrane 3 in der Zeichnung nach rechts bewegt wird; dadurch wird von der Mem­ brane 3 aber auch eine sich einerseits an dieser und anderer­ seits 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 Stellan­ triebes, so daß die Kolbenstange 7 - die Membrane 3 durch­ dringend - 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 Ver­ rasten gegenüber der Aufnahmekammer.

Die in den Deckelfortsatz 2.2.1 hineinragende Kolben­ stange 7 ist an einer Längsseite als Zahnstange 7.2 ausge­ bildet, 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 verstel­ lenden Übertragungsgliedes 9 versehen ist. Mit einer wei­ teren 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 Abstütz­ stellen gelegen und in Längsrichtung der Kolbenstange ver­ laufend auf der Innenwandung 2.2.2.2 sowohl eine Wider­ stands-Schleiferbahn 10.1 als auch mit Abstand zu dieser eine Kontaktbahn 10.2 für einen Schleifer 10.3 eines Schiebe­ potentiometers 10 angebracht ist, welcher Schleifer 10.3 beide Bahnen 10.1 und 10.2 kontaktiert und am Ende der Kol­ benstange 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 Wider­ stands-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 Kolben­ stange 7, mit ihr das Zahnrad 8 und somit auch über das Über­ tragungsglied 9 das Stellglied. Gleichzeitig schleift der Schleifer 10.3 über die an eine Versorgungsspannung ange­ schlossene 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 Klima­ anlage rückgemeldet wird, welche somit die Unterdruckbeauf­ schlagung 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 Ver­ wendung eines Drehpotentiometers 11 und einer dadurch be­ dingten etwas anderen konstruktiven Gestaltung. So ist der Schleifer 10.3 des Potentiometers 11 auf einer Seiten­ fläche 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 Seiten­ deckels 2.2.3 angebracht, welcher zugleich auch die An­ schlußkontakte 10.1.1, 10.1.2 und 10.2.1 trägt.

Ersichtlich wird also durch die Integration des Stell­ gliedantriebes und des Potentiometers in einen Deckel­ fortsatz des Gehäusedeckels ein besonders kompakter Stellantrieb erhalten, wobei besondere Abdichtungsmaß­ nahmen nicht erforderlich sind, da die Integration auf der drucklosen Seite des Gehäuses erfolgt.

Claims (8)

1. Pneumatischer Stellantrieb für Stellglieder, insbe­ sondere 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 Mem­ brane, welche die Gehäusekammer in eine Druckkammer und in eine mit Atmosphäre verbundene drucklose Kammer unter­ teilt, einer in der Gehäusekammer angeordneten, bei Druck­ beaufschlagung der Druckkammer von der Membrane gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbaren Kolbenstange, mittels welcher eine Veränderung eines die Stellung des Stellgliedes erfassenden elektrischen Potentiometers bewirkt wird, welches in einem kammerförmigen Deckelfortsatz des Deckels ange­ ordnet ist, wobei auf einer Innenwandung des Deckelfortsatzes eine Schleiferbahn des Potentiometers angebracht ist und von einem von der in den Deckelfortsatz hineinragenden Kolbenstange bewegten Schleifer des Potentiometers kon­ taktiert wird und wobei ferner Anschlußkontakte des Potentiometers ebenfalls an dem Deckelfortsatz von außen zugänglich be­ festigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2.2) mit seinem kammerförmigen Deckel­ fortsatz (2.2.1) gegenüber der Membrane (3) die drucklose Kammer (5) begrenzt, daß mittels der Kolbenstange (7) zugleich auch die Ver­ stellung des Stellgliedes bewirkt wird, wobei die Kolben­ stange (7) an ihrem deckelfortsatzseitigen Ende als Zahn­ stange (7.2) ausgebildet ist und mit einem ebenfalls in dem Deckelfortsatz (2.2.1) gelagerten, das Stellglied ver­ stellenden Zahnrad (8, 8.2) kämmt.

2. Pneumatischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Schiebepotentiometer (10) ausgebildetem Potentio­ meter 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) zugewand­ ten Innenwandung (2.2.2.2) des Deckelfortsatzes (2.2.1) an­ gebracht ist, an welchem Wandungsteil auch die Anschluß­ kontakte (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 Potentio­ meter 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 diesselbe abschließenden Seitendeckel (2.2.3) ge­ bildet 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 Deckelfort­ satzes (2.2.1) auch eine den Schleifer (10.3) mit seinem zugeordneten Anschlußkontakt (10.2.1) verbindende Kontakt­ bahn (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).