DE4309334A1 - Beidseitig wirkender Antrieb - Google Patents
Beidseitig wirkender AntriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen beidseitig wirkenden
Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der sich
insbesondere für die Verwendung in Verstelleinrichtungen
von Fahrzeugsitzen eignet.
Ein solcher Verstellantrieb mit einem winkelverstellbaren
Bauteil, in dem eine Getriebeachse gelagert ist, ist gemäß
DE 36 08 858 bekannt. Mit dieser Getriebeachse steht ein
Mitnehmerflanken aufweisendes Stellrad über eine Verstel
leinrichtung in Verbindung, die zwei konzentrisch zur
Getriebeachse angeordnete und gegensinnig wirkende Schrau
benfedern aufweist. Ein Betätigungsarm lagert konzentrisch
zur Getriebeachse an diesem winkelverstellbaren Bauteil.
Die beiden Mitnehmer des Betätigungsarms, die als zweiarmi
ge Hebel ausgebildet sind, stehen mit einem an einem winkel
verstellbaren Bauteil gelagerten Handgriff in Eingriff, der
diese Mitnehmer schaltet und den Betätigungsarm schwenkt.
Bei diesem Drehgelenkbeschlag ist der Abstand der Mitnehmer
flanken voneinander so groß, daß beim Schalten eine verhält
nismäßig große Winkelstrecke zum Aufholen eines Leergangs
durchfahren werden muß. Eine feinstufige Schaltung ist
somit nicht möglich. Ein von festgelegten Betätigungsschrit
ten freies und somit stufenlos wirkendes Schrittschaltwerk
beschreibt DE 41 23 103. Demgemäß ist auf der Winkelhalbie
renden von zwei durch die Getriebeachse und Drehachsen der
Mitnehmer gehenden Strahlen ein Kipphebel drehbar auf dem
Betätigungsarm gelagert. Der Kipphebel weist auf der einen
Seite Nocken, die mit Kipphebeln der Mitnehmer zum Ausheben
der Mitnehmer aus dem Eingriff der Verzahnung des Klinkenra
des zusammenwirken und auf der anderen Seite eine
Steuerfläche auf.
Diese Steuerfläche enthält einen mittigen, konkaven Bereich
und sich beidseitig zum konkaven Bereich anschließende
konvexe Bereiche, die einen stumpfen Winkel zwischen sich
einschließen.
Die Außenfläche eines mit einem der beiden winkelverstellba
ren Teile verbundenen Gleitzapfens liegt an der Steuerflä
che an, wobei in der Nullstellung des Betätigungsarms die
Außenfläche des Gleitzapfens am konkaven Bereich der Steuer
fläche anliegt. Beim Betätigen des Betätigungsarms in der
einen oder anderen Verstellrichtung erfolgt eine Kippbewe
gung des Kipphebels, so daß durch diese Ausbildung ein
Ansprechen bereits bei einer sehr geringen Winkelbewegung
des Betätigungsarms erzielt wird.
Der Nachteil dieser Lösung liegt in dem relativ großen
Bauraum, verursacht durch separat gelagerte Hebel. Infolge
des Formschlußprinzips durch Verwendung von Rasten, deren
Teilung nicht beliebig klein gewährt werden kann, ist ein
Leerweg des Antriebshebels nicht völlig vermeidbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beidseitig
wirkenden stufenlosen Antrieb zu entwickeln, der bei umge
kehrter Bewegungsrichtung keine Schalteffekte, insbesondere
keine Umschaltgeräusche verursacht. Das Konstruktionsprin
zip soll wahlweise sehr flach bauen oder aber auf den Wel
lendurchmesser kaum aufbauen. Es ist anzustreben, daß sich
das Reibmoment in Abhängigkeit vom Antriebsmoment selbsttä
tig einstellt, wobei stets Selbsthemmung erhalten bleiben
muß. Bei einer Reversierbewegung des Antriebshebels in die
Null-Punkt-Lage ist die Selbsthemmung aufzuheben und das
Reibmoment möglichst klein zu halten.
Der beidseitig wirkende Antrieb ist stufenlos wirkend und
verursacht keine Schalt- oder Betätigungsgeräusche. Er
ermöglicht, ausgehend von einer Null-Punkt-Lage eines
Antriebshebels, durch dessen begrenztes Schwenken eine
entsprechende Drehbewegung der anzutreibenden Welle. Bei der
Reversierbewegung des Antriebshebels in Richtung seiner
Null-Punkt-Lage wird die Welle jedoch nicht mitgenommen.
Erfindungsgemäß erreicht man diese Wirkungen durch den
Einsatz von Kraftschlußelementen, die bei Eintritt in die
Antriebsphase mit der Oberfläche der anzutreibenden Welle
reibungsbedingte Selbsthemmung aufweisen und beibehalten.
Dadurch wird gewährleistet, daß sich das Reibmoment in
Abhängigkeit zum Antriebsmoment selbst verstärkt, wodurch
auch große Kräfte übertragbar sind. Bei der Reversierbewe
gung des Antriebshebels in Richtung seiner Null-Punkt-Lage
jedoch ist die Selbsthemmung aufgehoben und das Reibmoment
möglichst klein gehalten. So wird ein Zurückdrehen der
Welle verhindert. Die Steuerung der Bedingungen der
Selbsthemmung werden von einem elastischen Schaltelement
(Feder) und dem Zentrierbolzen übernommen.
Die symmetrische Anordnung der Kraftangriffsbereiche eines
jeden Kraftschlußelements bezüglich der radialen Achse
durch das/die die Kraftschlußelemente verbindenen Gelenke
(Verspannbolzen und Löcher) gewährleistet im Zusammenwir
ken mit dem elastischen Schaltelement (Feder) und dem Zen
trierbolzen ein gleichmäßiges Verspannen der Kraftschlu
ßelemente sowohl beim Betätigen des Antriebs in die eine
als auch in die andere Richtung.
Eine Schwenkbewegung des Antriebshebels über seine
Null-Punkt-Lage hinaus führt zur Spreizung des als Feder
spanner ausgeführten elastischen Schaltelements, verursacht
durch den sich vergrößernden Winkel zwischen dem Zentrier
bolzen und dem Vorspannelement. Die dadurch hervorgerufene
tangential wirkende Kraft ist der Antriebsrichtung entgegen
gerichtet und verursacht im Rahmen des vorgesehenen Spiels
der Antriebsvorrichtung Kipp- und Verspannvorgänge, so daß
die Selbsthemmung wirksam und verstärkt werden kann.
Beim Reversieren des Antriebshebels zur Null-Punkt-Lage
fügt das eine Federende des Schaltelements über den Bolzen
auf die Kraftschlußelemente eine tangentiale Kraft aus, die
in Schwenkrichtung des Antriebshebels wirkt und die
Selbsthemmungseigenschaften aufhebt und so ein Verklemmen
bzw. Zurückdrehen der Welle verhindert.
Das Erfindungsprinzip ist in vielen Varianten ausführbar.
Es kann aus einzelnen, dünnen, scheibenartigen Bauelementen
zusammengesetzt sein und somit sehr flach bauen. Gleichzei
tig besteht die Wahlmöglichkeit zwischen der Anordnung der
Kraftschlußelemente auf der äußeren Kontur der Welle und
der Anordnung im Inneren der Hohlwelle, die die Kraftschlu
ßelemente umschließt und somit eine geschlossene Bauform
darstellt.
Die die Kraftschlußelemente untereinander verbindenden oder
den Antriebshebel mit dem zu ihm benachbarten Kraftschlu
ßelement bzw. Zwischenelement verbindenden Gelenke sind
besonders einfach in Form von Bolzen oder dergleichen und
Löchern gestaltet, in die diese eingreifen. Soweit aus
schließlich Drehgelenke vorgesehen sind, besitzen die
Löcher einen zu den Bolzen paßfähigen Durchmesser mit ge
ringem Spiel. Für Drehschiebegelenke hingegen wird das
Spiel ausreichend groß gestaltet oder es werden Langlöcher
eingesetzt. Die Verwendung von Zwischenelementen ist
geeignet, die Ansprechempfindlichkeit und die Funktionssi
cherheit des Antriebes zu erhöhen.
Zur Verbesserung der Homogenität des Kraftschlusses und zur
Erhöhung der Funktionssicherheit besitzen die Kraft
schlußelemente für die flache Bauweise die Kontur eines
geschlossenen Ringes. Ein offener Ring ist vorzugsweise als
flexibles Kraftschlußelement geeignet, das die Welle zu
einem großen Teil umschlingt und so eine sehr große Kraftan
griffsfläche bildet. Für innenliegende Kraftschlußelemente
wurde vorteilhafterweise die Form eines "Herzens" bzw. eines
gleichschenkligen Dreiecks gewählt, dessen Ecken abgerundet
sind, wobei die zur Symmetrieachse der beiden gleich langen
Schenkel spiegelbildlich angeordneten Ecken eine für den
Eingriff mit der Innenfläche der Hohlwelle geeigneten
Kontur aufweisen.
An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, daß die
Verwendung von einstellbaren, insbesondere federelastisch
vorgespannten exzenterförmigen Verspannbolzen das Leerspiel
bei der Betätigung des Antriebs quasi vermeiden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbe
ispiele, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 Antrieb mit Kipphebel und einem ringförmigen Kraft
schlußelement (perspektivische Explosivdarstel
lung);
Fig. 2 Frontansicht des Antriebs gemäß Fig. 1;
Fig. 3 Antrieb mit zwei ringförmigen Kraftschlußelementen
ohne Zwischenelement (perspektivische Explosivdar
stellung);
Fig. 4 Antrieb mit zwei ringförmigen Kraftschlußelementen
mit Zwischenelement (perspektivischer Explosivdar
stellung);
Fig. 5 Antrieb mit zwei im Inneren einer Hohlwelle liegen
den Kraftelementen (perspektivische Explosivdar
stellung);
Fig. 6 Antrieb mit zwei flexiblen Kraftschlußelementen
und Zwischenelement (perspektivische Explosivdar
stellung);
Fig. 7 Antrieb mit zwei ringförmigen Kraftschlußelementen
und einem Verspannhebel, wobei der Antriebshebel
mit einem Kraftschlußelement verbunden ist (per
spektivische Explosivdarstellung).
Fig. 8 Antrieb mit zwei ringförmigen Kraftschlußelementen
und einem Verspannhebel, der mit dem Antriebshebel
fest verbunden ist (perspektivische Explosivdar
stellung).
Eine besonders einfach aufgebaute Variante des erfindungsge
mäßen Antriebs ist in den Fig. 1, 2 dargestellt. Das
Wellenende der Antriebswelle 2 durchragt den Lagerbock 1.
Die Kraftangriffsflächen 31 des Kraftschlußelements 3a, die
miteinander einen stumpfen Winkel bilden, sind am wellensei
tigen Ende des Antriebshebels 30 angeordnet und der zylin
drischen Kontur der Welle 2 zugewandt. Symmetrisch zu den
Kraftangriffsflächen ist auf dem Antriebshebel 30 ein Mit
nahme- und Verspannbolzen 16, 17 angeordnet, der durch das
Rundloch 161, 171 des ringförmigen Kraftschlußelements 4
hindurchgreift und zwischen den Innenschenkeln des elasti
schen Schaltelements (Feder) 14 liegt. Auch der Zentrier
bolzen 15 ist von diesen Federschenkeln flankiert. In der
Null-Punkt-Lage liegen der Zentrierbolzen 15 und der Mitnah
me- und Verspannbolzen 16 auf einer gemeinsamen Radialen.
Bei Ausführung einer Schwenkbewegung verläßt der Bolzen 16,
17 die Null-Punkt-Lage und drückt gegen einen Schenkel der
Feder 14, während sich der andere Schenkel am Zentrierbol
zen 15 abstützt. Die der Schwenkbewegung entgegengerichtete
Federkraft bewirkt eine Verstärkung der radialen Kraftkompo
nente, wobei entweder die eine oder die andere Kraftan
griffsfläche 31 auf der Welle 2 zur Auflage kommt und über
den Bolzen 16, 17 das ringförmige Kraftschlußelement 4 mit
seinen symmetrisch angeordneten keilartigen Anlageflächen
41 gegen die Welle 2 zieht.
Die Antriebsbewegung des Hebels 30 wird in eine Drehbewe
gung der Welle 2 umgesetzt, sobald zwischen den Kraftüber
tragungsflächen 31, 41 und der Oberfläche der Welle 2
Selbsthemmung besteht. Wann dies der Fall ist, hängt von
den Oberflächenbeschaffenheiten, den geometrischen Verhält
nissen einschließlich des Spiels sowie der Federkonstante
des elastischen Schaltelements 14 ab. Zur Abstimmung der
voran genannten Eigenschaften aufeinander ist es wichtig,
darauf zu achten, daß die Selbsthemmung erst bei anliegen
der Gegenkraft der Feder 14 eintritt und daß umgekehrt die
Selbsthemmung solange ausgeschlossen bleibt, wie die Rever
sierbewegung erfolgt, d. h. die Kraftrichtung der Feder 14
mit in die gleiche Richtung wie die Schwenkbewegung des
Antriebshebels 30 wirkt.
Eine verbesserte Variante zeigt Fig. 3, bei der der Hebel
auf der Welle 2 gelagert ist und dadurch eine exakte Füh
rung besitzt. Das Kraftschlußelement 5 mit seinen Kraftan
griffsflächen 51 entspricht in seiner Wirkungsweise weit
gehend dem Kraftschlußelement 3a (aus Fig. 1), das mit dem
Antriebshebel 30 starr verbunden ist. So greift auch der
Verspannbolzen 17 in das Rundloch 171 des benachbarten
Kraftschlußelements 4, dessen Kraftanlageflächen 41 ge
genüber den Kraftanlageflächen 51 des Kraftschlußelements 5
liegen. Das von dem Bolzen 17 und dem Rundloch 171 gebilde
te Gelenk verbindet die beiden Kraftschlußelemente 4, 5
untereinander, wobei sich die Kraftangriffsbereiche 41 des
Kraftschlußelements 4 auf der Seite des Dreh-Schiebe-Ge
lenks befinden. Zur Verbindung des Antriebshebels 3 mit dem
Kraftschlußelement 5 ist ein vom Bolzen 16 und vom Langloch
162 gebildetes Dreh-Schiebe-Gelenk vorgesehen, das auf der
gegenüberliegenden Seite der Kraftangriffsbereiche 51
liegt.
Die Enden des Zentrierbolzens 15 sowie des Verspannbolzens
17 sind gleichfalls von den Schenkeln der Feder 14 flan
kiert. Über den Mitnahmebolzen 16 und das Langloch 162
erfolgt die Kopplung zum Antriebshebel 3.
Beim Schwenken des Hebels 3 aus der Null-Punkt-Lage heraus
kommt es je nach Schwenkrichtung, verursacht durch die
Wirkung der Feder 14 auf den Verspannbolzen 17, zu einer
Kippbewegung des Kraftschlußelements 5 und zur Anlage einer
der beiden Kraftangriffsbereiche 51 an der Oberfläche der
Welle 2. Gleichzeitig bewirkt die vom Verspannbolzen 17
ausgehende radialgerichtete Kraftkomponente, daß die Kraf
tangriffsbereiche 41 des Kraftschlußelements 4 auf der
Welle 2 zur Auflage kommen. Der Keilwinkel zwischen dem
Kraftangriffsbereich 51 und der Welle 2 führt zur Kraftver
stärkung bei antriebsseitiger Belastung. Bei Bewegungsum
kehr löst sich die Klemmung und die Federkraft des Schalte
lements 14 gewährleistet, daß die Kraftschlußelemente 4, 5
lose, d. h. im nicht verspannten Zustand bis zur Null-Punkt-
Lage zurückgeführt werden können. Grundlage hierfür ist der
Ausschluß der Selbsthemmung.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit noch präziseren
Funktionseigenschaften dargestellt, was durch Verwendung
eines Zwischenelements 12 zwischen dem Antriebshebel 3 und
den Kraftschlußelementen 6, 7 erreicht wird. Die Kopplung
des Zwischenelements 12 an den Hebel 3 erfolgt gleichfalls
über ein vom Mitnahmebolzen 16 und dem Langloch 162 gebilde
tes Dreh-Schiebegelenk. Gegenüber sind zwei Verspannbolzen
17 in kurzem Abstand symmetrisch angeordnet. Diese greifen
in die paarigen Löcher 172 der Kraftschlußelemente 6, 7 ein
und liegen mit ihren Enden an den Schenkeln der Feder 14
an. Die Löcher 172 der Kraftschlußelemente 6, 7 sind als
Dreh-Schiebe-Gelenke ausgebildet und erstrecken sich ausge
hend von den Längsachsen der Bolzen 17 in entgegengesetzter
Richtung. Während sich die Löcher 172′′ des Kraftschlußele
ments 6 in Richtung der gegenüber liegenden Kraftangriffsbe
reiche 61 erstrecken, besitzen die Löcher 172′′ des Kraft
schlußelements 7 ihre Fortsetzung in entgegengesetzter
Richtung. Somit können auf das Kraftschlußelement 6 durch
eine Kippbewegung des Zwischenelements 12 nur Zugkräfte und
auf das Kraftschlußelement 7 nur Druckkräfte, die die
Kraftangriffsbereiche 71 gegen die Welle 2 pressen, wirken.
Beide Kraftangriffsbereiche 61, 71 sind der Kontur der
Welle 2 gut angepaßt, so daß sie auf ihr satt zum Liegen
kommen. Dadurch können sehr große Kräfte übertragen werden,
ohne die Oberflächen zu beschädigen oder gar zu zerstören.
Um die Wirkungsweise dieses Antriebs zu verdeutlichen, sind
in Fig. 4 durch Pfeile die Kraft bzw. Bewegungsrichtungen
der Kraftschlußelemente 6, 7 und des Zwischenelements 12
bei abwärts geschwenktem Antriebshebel 3 kenntlich gemacht
worden.
Erfolgt also eine Schwenkbewegung des Hebels 3 in Pfeilrich
tung, so drückt die Feder 14 gegen den einen Verspannbolzen
17′′, wodurch das Zwischenelement 12, das mit Spiel auf der
Welle 2 sitzt und im Dreh-Schiebe-Gelenk 16-162 gelagert
ist, eine Kippbewegung ausführt. Dabei rückt der Verspann
bolzen 17′′ der Welle 2 entgegen und drückt das Kraftschlu
ßelement 7 über das Loch 172′′ gegen diese, während sich
der Verspannbolzen 17′ von der Welle 2 entfernt und das
Kraftschlußelement 6 über die Löcher 172′ auf diese zieht.
Die Verwendung eines Zwischenelements 12 hat den Vorteil,
daß durch größere Anlageflächen des Elements 7 größere
Klemmkräfte übertragen werden können, deren Dimensionierung
im wesentlichen vom Abstand der Verspannbolzen 17′ und 17′′
abhängt.
Während der Reversierbewegung des Hebels 3 werden die
Kraftschlußelemente 6, 7 lose mitgenommen. Zum Verklemmen
kann es nicht kommen, weil der Druck der Feder 14 auf den
Verklemmbolzen 17′′ das Wirksamwerden der Selbsthemmung ver
hindert. Erst wenn die Null-Punkt-Lage überschritten wurde
und die Feder 14 nunmehr auf den anderen Verspannbolzen 17,
drückt erfolgt eine Kippbewegung des Zwischenelements in
die andere Richtung. Die dabei entstehenden Wirkungen
entsprechen exakt den voran beschriebenen.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit inner
halb einer Hohlwelle 20 angeordneten Kraftschlußelementen
8, 9, die im wesentlichen herz- oder dreieckförmig sind. Sie
besitzen symmetrisch angeordnete Kraftangriffsbereiche 81,
91, deren Kontur vorzugsweise der Krümmung der Innenwen
dung der Hohlwelle angepaßt ist.
Auch diese Kraftschlußelemente 8, 9 sind über Verspannbol
zen 17 und Rundloch 171 untereinander und über den
Mitnahmebolzen 160 und das Langloch 162 mit dem Hebel 300
verbunden. Der Mitnahmebolzen 160 an der Spitze des Kraft
schlußelements 9 bildet mit dem Langloch 162 ein Drehschie
begelenk. Über den Mitnahmebolzen 160 ist eine Haarnadelfe
der 140 eingehängt, in die das Ende des Verspannbolzens ein
greift.
Der Hebel 300 besitzt einen nach unten offenen, zur Schwen
kachse zentrisch angeordneten Bundansatz 310, der zum einen
die Lagerung des Hebels 300 in der Hohlwelle 20 übernimmt
und zum anderen einen freien Durchgang der Haarnadelfeder
140 gestattet, so daß diese sich am Zentrierbolzen 15
abstützen kann.
Bei abwärts gerichteter Schwenkbewegung des Hebels 300
wird, verursacht durch die Federkraft, eine Kippbewegung
des mit dem Hebel 300 verbundenen Kraftschlußelements 9 um
den Punkt P in Pfeilrichtung hervorgerufen. Weiterhin führt
diese Kippbewegung zu einer radial nach innen gerichteten
Translation des Rundlochs 171 und somit über den Verspann
bolzen 17 zur Anpressung der Kraftübertragungsbereiche 81
gegen die Innenwandung der Hohlwelle 20. Während dessen
liegt nur der Kraftanlagebereich 91 des Kraftschlußelements
9 an, um dessen Punkt P dieses gekippt wird. Somit wird
stets eine 3-Punkt-Abstützung gewährleistet.
Erfolgt nun eine Bewegungsumkehr, d. h. eine Schwenkbewegung
in Richtung der Null-Punkt-Lage, so wird der Verklemmungszu
stand aufgehoben und die Kraftschlußelemente 8, 9 können
lose zurückgeführt werden. Erst beim Überschreiten der
Null-Punkt-Lage bewirkt die nun in entgegengesetzter Rich
tung wirkende Federkraft eine Kippbewegung des Kraftschlu
ßelements 9 in die eine oder andere Richtung, so daß der
gegenüberliegende Kraftangriffsbereich 91 nun Teil der
3-Punkt-Abstützung wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 besitzt gegenüber den
bisher beschriebenen Varianten eine Sonderstellung, weil
dieses flexible, vorzugsweise als Flachband gestaltete
Kraftschlußelemente 10, 11 verwendet. Sie sind baulich
identisch und zueinander seitenverdreht angeordnet. Ihre
Enden sind umgebogen und bilden Löcher 171, durch die die
Verspannbolzen 17 eines Zwischenelements 13 hindurch grei
fen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Zwischenelements
13 ist ein Langloch 162 angeordnet, in das ein Mitnahmebol
zen 16 des Antriebshebels 3 eingreift und ein Dreh-Schie
be-Gelenk bildet. Das federelastische Schaltelement 14
stützt sich am Zentrierbolzen 15 ab und umfaßt auch die
beiden Spannbolzen 17.
Analog zu der in Fig. 4 beschriebenen Variante vollführt
das Zwischenelement 13, das mit Spiel zur Welle 2 ausgestat
tet ist, in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung des Hebels 3
eine Kippbewegung in die eine oder andere Richtung. Dabei
kommt es zur Verspannung eines der flexiblen Kraftschlußele
mente 10, 11 auf der Welle 2, während das andere geöffnet
wird. Die Welle 2 wird solange mitgenommen, bis man eine
Reversierbewegung des Hebels 3 einleitet, die das verspann
te Kraftschlußelement 10, 11 löst. Bei Überschreitung der
Null-Punkt-Lage treten die beschriebenen Wirkungen bzgl.
der Kraftschlußelemente 10, 11 umgekehrt ein.
Die Ausbildung der Verspannbolzen 17 als Exenter ist bild
lich nicht dargestellt. Ihre Funktion besteht in der Vermin
derung des Spiels und damit Reduzierung des Leerhubs des
Antriebshebels 3. Einstellbare Exenter sind auch geeignet,
Fertigungstoleranzen in einem weiten Bereich auszugleichen.
Dies kann den Einsatz teurer Präzisionswerkzeuge erübrigen.
Federelastisch vorgespannte, sich selbst nachstellende
Exenter ermöglichen, das Spiel quasi vollständig herauszu
nehmen, was, durch Vermeidung eines Leerhubs, zur effekti
ven Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Schwenkbereichs
des Antriebshebels 3 führt.
Abschließend sollen anhand der in den Fig. 7 und 8
dargestellten Varianten zwei weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert werden.
Auf der im Lagerbock 1 (siehe Fig. 7) gelagerten Welle 2
ist die Feder 14 derart angeordnet, daß ihre freien Schen
kel unter Vorspannung am Zentrierbolzen 15 liegen. Der
Zentrierbolzen 15 ist über eine Steckverbindung mit dem
Lagerbock 1 fest verbunden. Die ebenfalls auf der Welle 2
lagernden Kraftschlußelemente 4a und 5a sind durch den
Verspannbolzen 17 und das Loch 171 drehbar miteinander
verbunden. Auf der dieser Verbindung gegenüberliegenden
Seite trägt das Kraftschlußelement 4a eine Mitnahmekulisse
52, in die ein Mitnahmenocken 16c des Verspannhebels 18
eingreift. Das andere Kraftschlußelement 5a ist mit dem
Antriebshebel 30a fest verbunden, der einen Mitnahmebolzen
16a trägt. Dieser Bolzen 16a greift in das Loch 19 des
Verspannhebels 18 ein. Der Verspannhebel 18 trägt darüber
hinaus zwischen dem Loch 19 und dem Mitnahmenocken 16c
einen weiteren Mitnahmebolzen 16b, der ebenso wie der
Bolzen 15 zwischen den Schenkeln der Feder 14 lagert. Zur
Erzeugung einer Klemmwirkung und somit zur Übertragung der
Antriebskräfte besitzen die Kraftschlußelemente 4a, 5a
Kraftangriffsbereiche 41, 51, die sich jeweils diametral
gegenüber liegen. So weist beispielsweise das Kraftschlu
ßelement 5a auf der dem Hebel 30a abgewandten Seite die
Kraftangriffsbereiche 51 und das Kraftschlußelement 4a auf
der gegenüberliegenden Seite die Kraftangriffsbereiche 41
auf.
Beim Schwenken des Antriebshebels aus seiner Null-Punkt-La
ge heraus, z. B. nach unten, erzeugt der Mitnahmebolzen 16a
über das Loch 19 und unter Einwirkung des unteren Schenkels
der Feder 14 auf den Mitnahmebolzen 16b eine Schwenkbewe
gung des Verspannhebels 18. Diese Schwenkbewegung führt zum
Verdrehen des Kraftschlußelements 4a in entgegengesetzter
Richtung zur Schwenkbewegung des Antriebshebels 30a. Da die
beiden Kraftschlußelemente 4a und 5a über den Verspannbol
zen 17 und das Loch 171 miteinander drehverbunden sind
kommt es über die Kraftschlußbereiche 41, 51 zum Verklemmen
der Kraftschlußelemente 4a, 5a auf der Welle 2, wodurch
eine Kraftübertragung möglich wird und diese in Richtung
der Schwenkbewegung des Hebels 30a mitnimmt.
Die in Fig. 8 dargestellte Variante unterscheidet sich von
der voran beschriebenen Ausführungsform lediglich durch die
Lage des Antriebshebels 3a. Der Antriebshebel ist nicht wie
zuvor beschrieben mit dem Kraftschlußelement 5a, sondern
mit dem Verspannhebel 180 verbunden. Auch dieser Verspannhe
bel 180 weist an seinem freien Ende einen Mitnahmenocken
16c auf, der in die Mitnahmekulisse 52 des Kraftschlußele
ments 5a eingreift.
Der sich in der vorgespannten Feder 14 über den Verspannbol
zen 16b abstützende Antriebshebel 3a verursacht bei einer
Schwenkbewegung über den Mitnahmebolzen 16a und das Loch 19
eine Drehbewegung des Kraftschlußelements 4a in die gleiche
Richtung und eine Drehbewegung des Kraftschlußelements 5a
in entgegengesetzter Richtung. Die Verspannbewegung ist
dann abgeschlossen, wenn die Kraftschlußbereiche 41, 51 an
der Welle 2 anliegen. Bei weiterer Schwenkbewegung des
Antriebshebels 3a wird die Welle 2 durch die Kraftschlußele
mente 4a, 5a mitgenommen und der den Mitnahmebolzen 16b
abstützende Schenkel der Feder 14 wird unter Erhöhung der
Federkraft in die gleiche Richtung bewegt. Bei Rückführung
des Antriebshebels in Richtung seiner Null-Punkt-Lage wird
die Verspannung der Kraftschlußelemente 4a, 5a gelöst und
ihre Kraftangriffsbereiche 41, 51 gleiten auf der Welle 2
zurück. Wird eine hinreichend starke Feder 14 verwendet, so
kann diese selbsttätig die Rückführung des Antriebshebels
übernehmen.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen:
1 Lagerbock
2 Welle
20 Hohlwelle
3, 3a, 30, 30a, 300 Hebel, Antriebshebel
3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 7, 8, 9, 10, 11 Kraftschlußelement
31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 Kraftangriffsbereich
12, 13 Zwischenelement
14 Feder
140 Haarnadelfeder
15, 15a, 15b Zentrierbolzen
16, 16a, 16b, 160 Mitnahmebolzen
16c Mitnahmenocken
17 Verspannbolzen
161 Löcher (rund)
171 Drehgelenk
162 Löcher (lang)
172 Dreh-Schiebe-Gelenk
18, 180 Verspannhebel
19 Loch (rund)
52 Mitnahmekulisse
2 Welle
20 Hohlwelle
3, 3a, 30, 30a, 300 Hebel, Antriebshebel
3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 7, 8, 9, 10, 11 Kraftschlußelement
31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 Kraftangriffsbereich
12, 13 Zwischenelement
14 Feder
140 Haarnadelfeder
15, 15a, 15b Zentrierbolzen
16, 16a, 16b, 160 Mitnahmebolzen
16c Mitnahmenocken
17 Verspannbolzen
161 Löcher (rund)
171 Drehgelenk
162 Löcher (lang)
172 Dreh-Schiebe-Gelenk
18, 180 Verspannhebel
19 Loch (rund)
52 Mitnahmekulisse
Claims (15)
1. Beidseitig wirkender Antrieb zur Erzeugung einer Drehbe
wegung, die wahlweise ausgehend von einer Null-Punkt-Lage
eines Antriebshebels in die eine oder andere Drehrichtung
erfolgt, wobei die Welle durch den Antrieb nur solange
gedreht wird, wie sich der Antriebshebel von seiner Null-
Punkt-Lage weg bewegt, während beim Schwenken des Antriebs
hebels in Richtung der Null-Punkt-Lage die Welle nicht
mitgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Kraftschlußelemente (3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 7, 8, 9,
10, 11), die im wesentlichen entgegengesetzt gerichtete
Kräfte auf die Welle (2, 20) ausüben, zur Verbindung von
Antriebshebel (3, 3a, 30, 30a, 300) und Welle (2, 20) vorge
sehen sind, wobei die Kraftschlußelemente (3a, 4, 4a, 5,
5a, 6, 7, 8, 9, 10, 11) Kraftangriffsbereiche (31, 41, 51,
61, 71, 81, 91) aufweisen, die mit der zylindrischen Kontur
der Welle (2, 20) in Eingriff bringbar sind, und die minde
stens ein Gelenk zur Verbindung untereinander besitzen,
und daß
- a) eine starre Verbindung eines Kraftschlußelements (3a, 5a) mit dem Antriebshebel (30, 30a) direkt vor gesehen ist oder
- b) eine gelenkige Verbindung
- (b1) direkt zwischen einem Kraftschlußelement (5, 9) und dem Antriebshebel (3, 300) vorgesehen ist oder
- (b2) direkt zwischen zwei Kraftschlußelementen (4a, 5a) und dem Antriebshebel (3a) vorgesehen ist oder
- (b3) indirekt zwischen zwei Kraftschlußelementen (6, 7 bzw. 10, 11) und dem Antriebshebel (3) vorgesehen ist,
wobei bei Einsatz mehrerer gelenkiger Verbindungen minde
stens ein Gelenk als Dreh-Schiebe-Gelenk ausgebildet ist.
2. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das eine Kraftschlußelement (3a) starr
mit dem Antriebshebel (30) verbunden und als zweiseitiger
Kipphebel ausgebildet ist, dessen Hebelenden Kraftangriffs
bereiche (31) mit der äußeren zylindrischen Kontur der
Welle (2) bilden, wobei in der Symmetrieachse des Kipphe
bels des Kraftschlußelements (3a) ein Gelenk angeordnet
ist.
3. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftschlußelemente (4, 4a, 5, 5a,
6, 7, 10, 11) die Welle (2) mit einem Winkel größer 180°,
vorzugsweise als geschlossener Ring vollständig umschlie
ßen, wobei ihre innere Kontur zur Bildung von Kraftangriffs
bereichen (41, 51, 61, 71) mit der zylindrischen Kontur der
Welle (2) in Form von Keil- oder Teilkreisflächen ausgebil
det ist.
4. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebshebel (3) über das
vorzugsweise von einem Bolzen (16) und einem Langloch (162)
gebildete Dreh-Schiebe-Gelenk mit dem einen Kraftschlußele
ment (5) verbunden ist, dessen Kraftangriffsbereiche (51)
auf der gegenüberliegenden Seite der Welle (2) liegen, auf
der ein weiteres, vorzugsweise von einem Bolzen (17) und
einem Rundloch (171) gebildetes Gelenk die beiden Kraft
schlußelemente (4, 5) untereinander verbindet, wobei die
Kraftangriffsbereiche (41) des zweiten Kraftschlußelements
(4) auf der Seite des Dreh-Schiebe-Gelenks liegen.
5. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (12, 13) einerseits
über ein vorzugsweise vom Bolzen (16) und Langloch
(162) gebildetes Dreh-Schiebe-Gelenk mit dem Hebel (3) und
andererseits über zwei weitere, vorzugsweise von den Bolzen
(17) und den Löchern (171, 172) gebildete Dreh-Schiebe-Ge
lenke, mit den Kraftschlußelementen (6, 7 bzw. 10, 11) ver
bunden ist.
6. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebshebel (3) konzen
trisch auf der Welle (2) gelagert und über ein Dreh-Schie
be-Gelenk mit einem Zwischenelement (12) verbunden ist, das
zwei Bolzen (17) aufweist, die in Abhängigkeit vom Reibwert
zwischen den Kraftangriffsflächen (61, 71) und Welle (2) in
einem Abstand zueinander angeordnet sind und in Öffnungen
(172) der beiden Kraftschlußelemente (6, 7) eingreifen und
somit Dreh-Schiebe-Gelenke bilden, und daß die Kraftan
griffsflächen (61) desjenigen Kraftschlußelements (6), das
in Richtung der Bolzen (17) gezogen wird, jenseits der
Wellenachse (2) liegen, während die Kraftangriffsflächen
(71) des anderen Kraftschlußelements (7), das von den
Bolzen weg auf die Welle (2) gedrückt wird, diesseits der
Wellenachse liegen.
7. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die paarigen Öffnungen
(172) des einen Kraftschlußelements (6) ausgehend von dem
Kreisbogen, auf dem die Bolzen (17) liegen, in Richtung der
Wellenachse (2), und die Öffnungen (172) des anderen Kraft
schlußelements (7) in die entgegengesetzte Richtung er
strecken, und daß die Weite der Öffnungen (172) größer als
der Durchmesser der Bolzen (17) ist.
8. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Kraftschlußelemente (8, 9)
vorzugsweise herzförmig ausgebildet und innerhalb einer
Hohlwelle (20) gelagert sind, wobei sie mit ihrer breiten
Seite und der zylindrischen Kontur der Hohlwelle (20) symme
trisch gelegene Kraftangriffsbereiche (81, 91) besitzen,
und daß der Mitnahmebolzen (160) an der Spitze des herzför
migen Kraftschlußelements (9) mit dem Langloch (162) des
Hebels (100) ein Dreh-Schiebe-Gelenk bildet, während der an
der Spitze des Kraftschlußelements (8) angeordnete Verspann
bolzen (17) in das Rundloch (171) in der breiten Seite des
anderen Kraftschlußelements (9) eingreift.
9. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftschlußelemente (10, 11) flexi
bel, z. B. als Bänder, Seile oder dergleichen ausgebildet
sind und die Welle (2) umschlingen, und daß deren Enden je
eine Öffnung zur Aufnahme der radial und im Abstand auf
einem Zwischenelement (13) angeordneten Verspannbolzen (17)
aufweisen, mit denen die Enden der Kraftschlußelemente (10,
11) wechselseitig verbunden sind.
10. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gelenke (171, 172) auf einem vor
zugsweise ringförmigen Zwischenelement (12, 13) angeordnet
sind, denen gegenüberliegend ein Dreh-Schiebe-Gelenk (162)
zur Befestigung des Zwischenelements (12, 13) am Antriebshe
bel (3) zugeordnet ist.
11. Beidseitig wirkender Antrieb nach wenigstens einem der
voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
elastisches Schaltelement (14, 140) zur Anwendung kommt,
das beim Schwenken des Antriebshebels (3) in Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung auf den Verspannbolzen (17) der
Kraftschlußelemente (3a, 5, 8) bzw. der Zwischenelemente
(12, 13) eine der Schwenkrichtung entgegengerichtete Kraft
ausübt.
12. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das elastische Schaltelement (14) als
eine die Welle (2) umschlingende Schenkelfeder ausgebildet
ist, deren Enden sich gehäuseseitig abstützen und je nach
Betätigungsrichtung des Antriebshebels (3, 30, 300) von der
einen oder anderen Seite des Verspannbolzens (17) mitgenom
men werden.
13. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 1 bis 4 und
8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kraftschlußelemente
verbindende Verspannbolzen als Exenter ausgebildet ist.
14. Beidseitig wirkender Antrieb nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der exentrische Verspannbolzen einstell
bar oder elastisch vorgespannt und selbstnachstellend
ausgeführt ist.
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