DE60111004T2

DE60111004T2 - Stellantrieb

Info

Publication number: DE60111004T2
Application number: DE2001611004
Authority: DE
Inventors: Sidney Solihull Fisher
Original assignee: ArvinMeritor Light Vehicle Systems UK Ltd
Current assignee: Meritor Technology LLC
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2021-11-23
Also published as: US6938507B2; EP1213419A1; EP1213419B1; US20020073789A1; DE60111004D1; GB0029058D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Aktuatoren, insbesondere Aktuatoren, die in Verbindung mit Fahrzeugtürschlössern wie Wagen-(Automobil-)Türschlössern verwendet werden.
Von bekannten Aktuatoren für Fahrzeugtürschlösser wird verlangt, daß sie eine Ausgabeposition aufweisen, die einem unverriegelten Zustand der zugeordneten Tür entspricht, und ebenfalls eine Ausgabeposition, die dem verriegelten Zustand einer zugeordneten Tür entspricht.
Von einigen Aktuatoren für Fahrzeugtürschlösser wird darüber hinaus verlangt, daß sie eine Ausgabeposition aufweisen, die einem total verriegelten Zustand einer Fahrzeugtür entspricht.
Um Unklarheiten zu vermeiden, bedeutet der Ausdruck „verriegelt", daß eine Tür nicht von außen, aber von innen geöffnet werden kann, und der Begriff „total verriegelt" bedeutet, daß eine Tür weder von innen noch von außen geöffnet werden kann.
Die EP 0 808 979 zeigt einen Aktuator mit einem Motor, der in einer Drehrichtung angetrieben wird, um das System aus einer verriegelten in eine entriegelte Position zu bewegen, und in einer umgekehrten Drehrichtung angetrieben wird, um das System aus einer unverriegelten Position in die verriegelte Position zu bewegen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Aktuator zu schaffen.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung einen Aktuator wie in Anspruch 1 definiert.
Vorteilhafterweise kann eine solche Baugruppe eine Einheitsaktuatorvorrichtung verwenden, und durch Auswechseln der Nockenvorrichtung einen Aktuator schaffen, der ein zugeordnetes Türschloß verriegelt/entriegelt oder alternativ ein zugeordnetes Türschloß verriegelt/entriegelt/total verriegelt.
Darüber hinaus macht eine solche Baugruppe die Verwendung eines Motors möglich, der nur in eine Richtung betrieben werden muß.
Die Erfindung wird nun beispielhaft beschrieben, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Ansicht eines Aktuators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine Explosionsansicht der 1 ist,
3 bis 6 eine axiale Draufsicht auf einige der Komponenten des Aktuators aus 1 in unterschiedlichen Positionen zeigen,
7 eine isolierte axiale Draufsicht auf die Nockenvorrichtung aus 1 zeigt,
8 eine Teilansicht von 7 zeigt,
9 eine Ansicht eines weiteren Aktuators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
10 eine Explosionsansicht von 9 ist,
11 bis 16 eine axiale Draufsicht auf einige der Komponenten des Aktuators aus 9 in unterschiedlichen Positionen zeigen,
17 eine axiale Draufsicht auf die Nockenvorrichtung aus 9 zeigt,
18 eine isometrische Ansicht einer alternativen Nockenvorrichtung für die Verwendung im Aktuator aus 9 zeigt.
Mit Bezug auf die 1 bis 7 ist ein Aktuator 10 gezeigt, der ein Gehäuse 12, eine Motorbaugruppe 14, einen Schwenkzapfen 16, eine Nockenscheibe 18 und ein Ausgangsteil 20, eine Gehäuseabdeckung 22 und eine Feder 24 aufweist.
Das Gehäuse 12 weist eine Motoraussparung 26 und eine Nockenscheibenaussparung 28 auf.
Die Motorbaugruppe 14 weist einen Motor 30 auf, der über eine Fliehkraftkupplung 34 antriebsmäßig mit einem Abtriebsritzel 32 verbunden werden kann.
Die Nockenscheibe 18 weist mehrere Zähne 36 zum Eingriff mit dem Ausgaberitzel 32 auf, und ein mittiges Loch 38, um eine schwenkbare Befestigung der Nockenscheibe am Schwenkzapfen 16 zu ermöglichen. Die Nockenscheibe 18 weist ferner eine Aussparung 40 auf, die weiter unten beschrieben wird.
Die Gehäuseabdeckung 22 hat eine insgesamt ebene Form und weist eine Aussparung (nicht gezeigt) innerhalb eines Vorsprungs 42 auf, um eine Welle 31 der Motorbaugruppe 14 aufzunehmen, eine Aussparung (nicht gezeigt), die der Nockenscheibenaussparung 28 entspricht, und eine Hebelaussparung (nicht gezeigt) innerhalb eines Vorsprungs 44, um eine Rotation des Ausgangshebels, wie weiter unten beschrieben wird, zu ermöglichen.
Das Ausgangsteil 20 weist einen Hebel 46 und einen Hebel 48 und einen Schwenkzapfen 50 auf. Der Hebel 46 weist an seinem einen Ende einen Nockenstößel 52 zum Eingriff mit der Aussparung 40 auf und an seinem anderen Ende ein Loch 54, das so profiliert ist, daß es mit einem Ende 50A des Zapfens 50 mit Preßsitz und drehfest in Eingriff ist.
Zur Betätigung weist der Hebel 48 an seinem einen Ende ein Loch 56 auf, das in Betrieb mit einer Komponente (nicht gezeigt) verbunden werden kann. Am anderen Ende des Hebels 48 befindet sich ein Loch 58, das so profiliert ist, daß es preßeingepaßt und drehfest mit einem Ende 50B des Schwenkzapfens 50 in Eingriff ist.
Der Hebel 48 weist ferner ein Federloch 60 auf, durch das ein Ende 24A der Feder 24 verläuft. Das andere Ende 24B der Feder 24 ist in ein Federloch 62 des Vorsprungs 44 eingesetzt.
Nach dem Zusammenbau:
Die Motorbaugruppe 14 befindet sich in der Motoraussparung 26, wobei die Welle 31 mit dem Loch im Vorsprung 42 in Eingriff ist und von ihm gehalten wird.
Die Nockenscheibe 18 befindet sich in der Aussparung 28 und der entsprechenden Aussparung (nicht gezeigt) der Abdeckung 22, wobei die mehreren Zähne 36 in Eingriff mit dem Ritzel 32 stehen, und wobei ein mittiges Loch 38 am Schwenkzapfen 16 angebracht ist, der dann wiederum in einem Loch 29 des Gehäuses 12 und einem entsprechenden Loch (nicht gezeigt) unterhalb des Vorsprungs 44 angebracht ist.
Das Ausgangsteil ist so zusammengesetzt, daß ein Teil eines Mittelabschnitts 51 des Schwenkzapfens 50 schwenkbar in einem Loch 45 des Vorsprungs 44 angebracht ist und die Feder 24 um einen angrenzenden Teil des Mittelabschnitts 51 herum angebracht ist.
Insbesondere ist die Feder 24 so angeordnet, daß das Ausgangsteil 20, bei Ansicht in Richtung des Pfeils A, im Uhrzeigersinn vorgespannt ist, d.h. der Nockenstößel 52 ist relativ zur Achse A des Schwenkzapfens 16 radial nach außen vorgespannt.
Wenn der Motor 30 unter Spannung gesetzt wird greift die Fliehkraftkupplung 34, folglich das Ritzel 32, bei Ansicht in Richtung des Pfeils A, im Gegenuhrzeigersinn antreiben und, bei Ansicht in Richtung des Pfeils A, eine Rotation der Nockenscheibe im Uhrzeigersinn verursachen. Diese Rotation der Nockenscheibe bewirkt, daß der Nockenstößel 52 dem Profil der Aussparung 40 folgt, und daß sich der Ausgangsteil schwenkend hin- und herbewegt, wie weiter unten beschrieben wird.
Darüber hinaus wird ein äußeres Hin- und Herbewegen des Ausgangsteils 20 (z.B. durch manuelles Hin- und Herbewegen) bewirken, daß der Nockenstößel 52 die Nockenscheibe 18 im Uhrzeigersinn antreibt. Eine solche Rotation bewirkt, daß das Abtriebsritzel 32 ebenfalls rotiert, der Motor 30 jedoch nicht in Drehung versetzt wird, da die Fliehkraftkupplung 34 nicht eingerückt ist.
Bei Betrachtung der 7 ist die Nockenscheibe 18 detaillierter dargestellt.
Insbesondere weist die Aussparung 40 eine Außenwand 70 und eine Innenwand 80 auf, die zusammen eine Nocke bilden.
Die Außenwand 70 weist zwei erste radiale Anschläge 71A und 71B auf, die beide in einem Radius R1 von der Achse A entfernt liegen.
Die Außenwand 70 weist ferner einen radialen Anschlag 72A und einen radialen Anschlag 72B auf, die beide in einem Radius R2 von der Achse A entfernt liegen. Es ist zu beachten, daß der Radius R2 kleiner ist als der Radius R1.
Die Anschläge 71A, 71B, 72A und 72B begrenzen die nach außen gerichtete Bewegung des Nockenstößels.
Das Profil der Außenwand 70 zwischen den Anschlägen 71A und 72A ist in drei unterschiedliche Abschnitte 73, 74 und 75 unterteilt.
Der spiralförmig gekrümmte Abschnitt 73 beginnt am Anschlag 71A an einer Umfangsposition C1 und verläuft spiralförmig einwärts zu einer Kante 76A mit einem Radius R3 und einer Umfangsposition C2. Es ist zu beachten, daß der Radius R3 kleiner ist als der Radius R1.
Um Unklarheiten zu vermeiden, bezieht sich der Ausdruck „einwärts gerichtete Spirale" auf die von einem Punkt gezogene Kurve, der um eine feste Position rotiert, der er sich kontinuierlich annähert, und der Begriff „auswärts gerichtete Spirale" ist dementsprechend auszulegen. Insbesondere ist eine Gerade eine spezielle Krümmungsform und der Begriff „spiralförmige Krümmung" schließt beispielsweise eine Ausführungsform ein, bei welcher der Anschlag 71A geradlinig mit der Kante 76A verbunden ist.
Es sollte beachtet werden, daß die genaue Form des spiralförmig gekrümmten Abschnitts 73 verändert werden kann, sie könnte beispielsweise Teil einer archimedischen Spirale, Teil eines Kreises, Teil einer Ellipse oder anderer Formen sein. Wesentlich ist, daß der Punkt 76A umfangsmäßig vom Anschlag 71A versetzt ist und sich radial näher an der Achse A befindet, als der Anschlag 71A.
Der Abschnitt 74 ist im wesentlichen radial ausgerichtet.
Der Abschnitt 75 weist einen spiralförmig nach außen gekrümmten Abschnitt auf.
Der Abschnitt der Außenwand zwischen den Anschlägen 72A und 71B hat einen entsprechenden spiralförmig nach innen gekrümmten Abschnitt 77, einen im wesentlichen radial ausgerichteten Abschnitt 78 und einen spiralförmig nach außen gekrümmten Abschnitt 79.
Insbesondere sollte beachtet werden, daß der Abschnitt 78 als ein im wesentlichen radial ausgerichteter Abschnitt betrachtet wird, obwohl er tatsächlich Teil eines Bogens ist, dessen Zentrum die Achse des Schwenkzapfens 50 ist, wenn sich der Nockenstößel in der Nähe dieses Abschnitts der Außenwand 70 befindet. Die Form des Abschnitts 78 ermöglicht dem Nockenstößel somit eine im wesentlichen radiale Bewegung relativ zur Achse A, ohne eine Rotation der Nockenscheibe zu verursachen.
Zwischen dem Anschlag 71B und dem Anschlag 72B können drei entsprechende Abschnitte (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet) identifiziert werden, und zwischen dem Anschlag 72B und dem Anschlag 71A können drei entsprechende Abschnitte (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet) identifiziert werden.
Mit Bezug auf 8 ist zu sehen, daß die Innenwand 80 dritte radiale Anschläge 81A, 81B, 81C und 81D aufweist, die alle in einem Radius R5 von der Achse A entfernt liegen.
Bei Betrachtung der inneren Wandprofilierung zwischen den Anschlägen 81A und 81B ist ein im wesentlichen radial ausgerichteter Abschnitt 82 und ein spiralförmig nach innen gekrümmter Abschnitt 83 gezeigt.
Das Profil der Innenwand zwischen den Anschlägen 81B und 81C weist einen im wesentlichen radial ausgerichteten Abschnitt 84 und einen spiralförmig nach innen gekrümmten Abschnitt 85 auf. Entsprechende Abschnitte (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet) können zwischen den Anschlägen 81C und 81D sowie zwischen den Anschlägen 81D und 81A identifiziert werden.
Es sollte beachtet werden, daß die Umfangsposition C4 des inneren Anschlags 81B umfangsmäßig zwischen den Umfangspositionen C1 und C3 der äußeren Anschläge 71A und 72A liegt.
Darüber hinaus ist zu sehen, daß die Umfangsposition C4 des Anschlags 81b umfangsmäßig versetzt (nicht fluchtend) gegenüber der Kante 86 (an einer Umfangsposition C5 gelegen) ist; die Kante 86 ist auch umfangsmäßig versetzt gegenüber dem Anschlag 72a (vergleiche die Positionen C5 und C3).
Eine angetriebene Betätigung des Aktuators funktioniert wie folgt:
In 3 ist der Aktuator in einer stationären Position gezeigt, wobei der Nockenstößel 52 durch die Feder 24 radial nach außen vorgespannt ist. Der Nockenstößel 52 ist in seiner Bewegung nach außen durch den Eingriff mit dem Anschlag 72A begrenzt.
Der Motor ist so angetrieben, daß die Nockenscheibe veranlaßt ist, im Uhrzeigersinn zu rotieren, woraufhin sich die Abschnitte 77, 78 und 79 nach und nach am Nockenstößel 52 vorbei bewegen. Während sich der Abschnitt 77 am Nockenstößel 52 vorbei bewegt, bewegt sich der Nockenstößel nach und nach relativ zur Achse A radial nach innen, wobei er bewirkt, daß das Ausgangsteil 20 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse B rotiert.
Während sich das an den Abschnitt 78 angrenzende Ende des Abschnitts 77 am Nockenstößel 52 vorbei bewegt, „schnappt" das Ausgangsteil unter dem Einfluß der Feder 24 im Uhrzeigersinn, bis der Nockenstößel 52 am Ende des Abschnitts 79, der an den Abschnitt 78 angrenzt, anstößt. Weitergehende Rotation der Nockenscheibe 18 im Uhrzeigersinn bewirkt, daß sich der Abschnitt 79 am Nockenstößel 52 vorbei bewegt, bis der Aktuator die in 4 gezeigte Position erreicht, in welcher der Nockenstößel 52 am Anschlag 71B angreift.
Es ist zu beachten, daß sich das Ausgangsteil 20 aufgrund des radialen Unterschieds zwischen den Anschlägen 72A und 71B bei einem Vergleich der 3 und 4 in einer unterschiedlichen Position befindet. Es sollte beachtet werden, daß der Motor 30 mit einem Stromstoß von vorbestimmter Dauer erregt ist, und angenommen, daß die Kante 76A den Nockenstößel 52 passiert hat, und angenommen, daß die Kante 76B den Nockenstößel 52 nicht passiert hat, wird immer, wenn der Stromstoß genau dann aufhört, wenn der Nockenstößel zwischen diesen beiden Kanten ist, die Feder 24 dafür sorgen, daß sich die Nockenscheibe in die Position zurück- oder vorbewegt, die in 4 gezeigt ist, da dieses die radial am weitesten außenliegende Position ist, die der Nockenstößel zwischen den Kanten 76A und 76B erreichen kann. Es ist zu sehen, daß der Nockenstößel und der radiale Anschlag 71B so zusammenwirken, daß sie eine Arretierung bilden, die fähig ist, die Position der Nocke zu steuern, in diesem Fall, wenn der Motor nicht betrieben wird.
Ein weiterer Stromstoß an den Motor 30 bewirkt, daß sich der Anschlag 72B hinter den Nockenstößel bewegt. In dieser Position ist zu beachten, daß sich das Ausgangsteil 20 in der Position, wie in 3 gezeigt, befindet, aber die Nockenscheibe um 180 Grad gegenüber der Position, wie in 3 gezeigt, verdreht ist. Ein weiterer Stromstoß an den Motor bewegt den Anschlag 71A hinter den Nockenstößel 52 und noch ein weiterer Stromstoß bewegt den Anschlag 72A hinter den Nockenstößel 52, wodurch der Aktuator in die Position zurückkehrt, die in 3 gezeigt ist.
Während der angetriebenen Betätigung ist zu berücksichtigen, daß der Nockenstößel 52 nur in Eingriff mit der Außenwand 70 zu stehen braucht, und kein Kontakt zwischen dem Nockenstößel 52 und der Innenwand 80 notwendig ist.
Es ist möglich, das Ausgangsteil 20 von außen zu betätigen, um die Nockenscheibe 18 zu drehen. Unter diesen Umständen ist die Bewegungsabfolge aufeinanderfolgend gezeigt in 3, 5, 4 und 6.
Folglich bewirkt eine manuelle Betätigung des Ausgangsteils 20 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse B, daß sich der Nockenstößel 52 von der Außenwand löst und an der Innenwand am Abschnitt 85 angreift, da die Kante 86 umfangsmäßig versetzt zum Anschlag 72A ist. Eine weitergehende Bewegung des Ausgangsteils 20 entgegen dem Uhrzeigersinn resultiert in einer relativ zur Achse A im wesentlichen radial einwärts gerichteten Bewegung des Nockenstößels 52, bewirkt einen Eingriff zwischen dem Nockenstößel 52 und dem Abschnitt 85, woraus eine Rotation der Nockenscheibe im Uhrzeigersinn resultiert, in eine Position, wie in 5 gezeigt, in der der Nockenstößel 52 am Anschlag 81C angreift. Es ist zu sehen, daß der Nockenstößel und der Anschlag 81C so zusammenwirken, daß sie eine Arretierung bilden, um die Position der Nocke zu steuern, in diesem Fall während einer manuellen Betätigung des Ausgangsteils 20.
Eine Freigabe des Ausgangsteils 20 resultiert im Einschnappen des Ausgangsteils im Uhrzeigersinn unter dem Einfluß der Feder 24, bis der Nockenstößel 52 an einem Ende des Abschnitts 79 der Außenwand angreift. Die Feder 24 spannt den Nockenstößel 52 weiter radial nach außen vor, was darin resultiert, daß der Nockenstößel 52 und der Abschnitt 79 in Eingriff sind, bis der Aktuator die in 4 gezeigte Position erreicht.
Eine weitere manuelle Betätigung des Ausgangsteils um die Achse B entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, daß sich der Nockenstößel 52 von der Außenwand löst und in Angriff mit der Innenwand an einem Abschnitt 80 kommt, was eine Bewegung des Aktuators in die in 6 gezeigte Position verursacht. Ein nachfolgendes Lösen des Ausgangsteils bewirkt, daß sich diese Komponente unter dem Einfluß der Feder 24 in die in 3 gezeigte Position bewegt (obwohl beachtet werden sollte, daß die Nockenscheibe gegenüber der in 3 gezeigten Position um 180 Grad gedreht ist).
Somit ist zu sehen, daß stetige Stromstöße an den Motor bewirken können, daß sich das Ausgangsteil zwischen den Positionen nach den 3 und 4 bewegt. Darüber hinaus kann eine Bewegung des Ausgangsteils zwischen diesen zwei Positionen durch aufeinanderfolgende manuelle oder andere äußere Betätigung des Ausgangsteils 20 erfolgen.
Wie oben erwähnt spannt die Feder 24 den Nockenstößel relativ zur Nockenscheibenachse radial nach außen vor. Ein Fachmann würde ohne weiteres erkennen, daß es auch möglich ist, die Feder so anzuordnen, daß sie den Nockenstößel radial nach innen vorspannt, und eine geeignete Nockengestaltung vorzusehen.
Mit Bezug auf die 9 bis 16 ist eine zweite Ausführungsform eines Aktuators 110 gezeigt, in der die Komponenten, die im wesentlichen dieselbe Funktion wie im Aktuator 10 erfüllen, mit um 100 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet sind.
Es ist zu beachten, daß die Aussparung 140 ein gegenüber der Aussparung 40 verschiedenes Profil hat.
Darüber hinaus weist die Gehäuseabdeckung 122 kein Loch auf, das dem Federloch 62 entspricht, und der Hebel 148 weist kein Loch auf, das dem Federloch 60 entspricht. Die Gehäuseabdeckung 122 weist jedoch einen Vorsprung 90 auf, mit einer Seite 90A und einer Seite 94B, die durch einen Abstand W getrennt sind, und der Hebel 148 weist einen Lappen 91 mit einer Seite 91A und einer Seite 91B auf, die ebenfalls durch eine Breite W getrennt sind.
Die Feder 124 hat ein Ende 124A und ein Ende 124B, die relativ zum Körper der Feder 124 im allgemeinen tangential ausgerichtet sind, wobei im zusammengebauten Zustand (siehe 9) das Ende 124A an die Seiten 90A und 91A angrenzt und das Ende 124B an die Seiten 90B und 91B angrenzt. Die Kombination aus Vorsprung 90, Lappen 91 und Feder 124 dient dazu, den Lappen 91 so vorzuspannen, daß er mit dem Vorsprung 90 ausgerichtet ist. Falls bei Betrachtung der 10 in Richtung des Pfeils D der Hebel 148 im Uhrzeigersinn vorgespannt ist, würde die Kante 91B somit am Ende 124B angreifen und es im Uhrzeigersinn bewegen, wohingegen das Ende 124A der Feder 124 an der stationären Kante 90A angreifen würde. Dies resultiert in einem Aufziehen der Feder 124, was dann wiederum den Hebel 148 so in eine Position vorspannt, daß der Vorsprung 90 mit dem Lappen 91 fluchtet. Es ist deutlich, daß eine Rotation des Hebels 148 entgegen dem Uhrzeigersinn, bei Betrachtung der 10 in Richtung des Pfeils D, bewirkt, daß die Kante 91A in Angriff mit dem Ende 124A kommt und es bewegt, wohingegen das Ende 124B in Angriff mit der stationären Kante 90B des Vorsprungs 90 kommt. Dies bewirkt wiederum, daß die Feder 124 aufgezogen wird, und folglich die Feder den Hebel 148 in eine solche Position vorspannt, daß der Vorsprung 90 mit dem Lappen 91 ausgerichtet ist.
Die 11, 13 und 15 zeigen die Position des Ausgangsteils 120, wenn der Lappen 91 mit dem Vorsprung 90 ausgerichtet ist.
Bei Betrachtung der 17 zeigt sich, daß die Aussparung 140 eine Außenwand 170 und eine Innenwand 180 aufweist.
Die Außenwand 170 weist Anschläge 92A, 928 und 92C, im wesentlichen radial ausgerichtete Abschnitte 93A, 93B und 93C und spiralförmig gekrümmte Abschnitte 94A, 94B und 94C auf. Es ist zu beachten, daß die spiralförmig gekrümmten Abschnitte 94A und 94C spiralförmig nach außen verlaufen, während der spiralförmig gekrümmte Abschnitt 94B spiralförmig nach innen verläuft.
Die Innenwand 180 weist Anschläge 95A, 95B und 95C, im wesentlichen radial ausgerichtete Abschnitte 96A, 96B und 96C und spiralförmig gekrümmte Abschnitte 97A, 97B und 97C auf. Es ist zu beachten, daß die spiralförmig gekrümmten Abschnitte 97A und 97C spiralförmig nach außen verlaufen, wohingegen der spiralförmig gekrümmte Abschnitt 97B spiralförmig nach innen verläuft.
Eine angetriebene Betätigung des Aktuators funktioniert wie folgt:
Ist der Aktuator in der Position, wie in 11 gezeigt, so stößt der Nockenstößel 152 am Anschlag 92C an. Ein Betreiben des Motors bewirkt, daß die Nockenscheibe 118 so im Gegenuhrzeigersinn rotiert, daß der spiralförmig gekrümmte Abschnitt 97C am Nockenstößel 152 angreift und ihn nach außen bewegt.
Das Ausgangsteil 120 erreicht vorübergehend die Position, wie in 12 gezeigt, woraufhin es in die Position, wie in 13 gezeigt, zurückschnappt.
Bei Betrachtung der 13 dreht eine erneute Erregung des Motors die Nocke 118 wiederum entgegen dem Uhrzeigersinn, woraufhin der Nockenstößel 152 mit dem spiralförmig gekrümmten Abschnitt 97A in Angriff kommt und nach außen bewegt wird. Das Ausgangsteil 120 nimmt vorübergehend die Position, wie in 14 gezeigt, ein, woraufhin es unter dem Einfluß der Feder 124 in die Position, wie in 15 gezeigt, zurückschnappt.
Eine weitere Erregung des Motors bewirkt wiederum, daß die Nockenscheibe 118 entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert, woraufhin der Nockenstößel 152 in Eingriff mit dem spiralförmig gekrümmten Abschnitt 94B der Außenwand 170 kommt und nach innen bewegt wird. Das Ausgangsteil 120 nimmt vorübergehend die Position, wie in 16 gezeigt, ein, woraufhin es in die Position, wie in 11 gezeigt, zurückschnappt.
Es ist zu beachten, daß sich bei der Bewegung zwischen den Positionen nach den 11, 12 und 13 das Ausgangsteil im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, bei der Bewegung zwischen den Positionen nach den 13, 14 und 15 das Ausgangsteil sich im Uhrzeigersinn und danach entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, aber bei der Bewegung zwischen den Positionen nach den 15, 16 und 11 das Ausgangsteil sich anfänglich entgegen dem Uhrzeigersinn und dann im Uhrzeigersinn bewegt. Darüber hinaus hat sich das Ausgangsteil 120 in 12 weiter im Uhrzeigersinn bewegt als in 14.
Es ist auch möglich, das Ausgangsteil 120 von außen zu betätigen, beispielsweise durch manuellen Betrieb. Beginnend bei 11 bewirkt so ein manuelles Bewegen des Ausgangsteils 120 um die Achse E des Schwenkzapfens 150 im Uhrzeigersinn, daß sich der Aktuator in die Position, wie in 12 gezeigt, bewegt, anschließendes Freigeben des Ausgangsteils 120 bewirkt, daß sich der Aktuator in die Position, wie in 13 gezeigt, bewegt (schnappt). Eine anschließende Rotation des Ausgangsteils 120 im Uhrzeigersinn bewirkt, daß der Nockenstößel 152 in Eingriff mit dem spiralförmig gekrümmten Abschnitt 94A kommt, was zur Folge hat, daß sich der Aktuator in die Position, wie in 14 gezeigt, bewegt. Anschließendes Freigeben des Ausgangsteils 120 bewirkt, daß sich der Aktuator in die Position, wie in 15 gezeigt, bewegt (schnappt). Anschließende manuelle Rotation des Ausgangsteils 120 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, daß der Nockenstößel mit dem spiralförmig gekrümmten Abschnitt 97B in Eingriff kommt und sich in die Position, wie in 16 gezeigt, bewegt. Anschließendes Freigeben des Ausgangsteils 120 bewirkt, daß sich der Aktuator in die Position, wie in 11 gezeigt, bewegt (schnappt).
Es ist zu beachten, daß eine Rotation der Nockenscheibe im Uhrzeigersinn in den Positionen gemäß den 11, 13 und 15 nicht möglich ist, da der Nockenstößel 152 an den entsprechenden Anschlägen 95a, 95b, 95c anliegt. Damit verhindern diese Anschläge auch ein Zurückrotieren der Nockenscheibe.
Die 18 zeigt eine alternative Nockenscheibe 218, die für den Einsatz im Aktuator 110 geeignet ist. In diesem Fall unterscheidet sich das Profil der Aussparung 240, die insbesondere um 180 Grad rotationssymmetrisch ist, d.h. die Ansicht gemäß 18 ist identisch zu der Ansicht, wenn die Nockenscheibe um 180 Grad rotiert ist.
Die Außenwand 270 weist diametral entgegengesetzte Anschläge 1A und 1B und diametral entgegengesetzte Anschläge 2A und 2B auf. Die Außenwand 270 weist ferner im wesentlichen radial ausgerichtete Abschnitte 3A, 3B, 4A und 4B, spiralförmig nach innen gekrümmte Abschnitte 5A und 5B und spiralförmig nach außen gekrümmte Abschnitte 6A und 6B auf. Entsprechende Anschläge, im wesentlich radial ausgerichtete Abschnitte und spiralgekrümmte Abschnitte sind auf der Innenwand 280 zu finden.
Wenn die Nockenscheibe 280 im Aktuator 110 statt der Nockenscheibe 118 verwendet wird, sieht sie zwei „vorübergehende" oder „angetriebene" Ausgabepositionen des Ausgangsteils 120 vor (anstatt den drei „vorübergehenden" Positionen gemäß den 16, 12 und 14 bei Verwendung der Nockenscheibe 118). Dies ist aufgrund der 180 Grad-Rotationssymmetrie der Nocke 218 der Fall. So sind zum Beispiel die Anschläge 1A und 1B im gleichen Radius angeordnet und die Anschläge 2A und 2B sind ebenfalls im gleichen Radius angeordnet (obgleich unterschiedlich zu den Radien der Anschläge 1A und 1B). Die zwei „vorübergehenden" Ausgabepositionen in Verbindung mit der Nockenscheibe 218 sind so angeordnet, daß sich eine auf jeder Seite der Ruheposition des Ausgangsteils 120, d.h. der Position, in die es durch die Vorspannfeder 124 vorgespannt ist, befindet.
Es kann jegliche Art von Motor verwendet werden, wobei speziell elektrische Gleichstrommotoren besonders geeignet sind, genau wie elektrische Schrittschaltmotoren.
Die soweit beschriebenen Ausführungsformen zeigen einen Nockenstößel in Form eines Zapfens, der in einer Nut positioniert ist, die für das Nockenprofil sorgt. In weiteren Ausführungsformen können unterschiedliche Nockenprofile und Nockenstößelanordnungen verwendet werden, insbesondere kann ein zweizinkiger Gabel-Nockenstößel verwendet werden, bei dem auf jeder Seite einer Schiene eine Gabel vorgesehen ist, wobei die Schiene so geformt ist, daß sie für das Nockenprofil sorgt.
In den beschriebenen Ausführungsformen ist die Nockenachse parallel zur Motorachse. In weiteren Ausführungsformen muß dieses nicht der Fall sein, die Motorachse kann insbesondere rechtwinklig zur Nockenachse verlaufen, wobei eine Schneckenantrieb-Vorrichtung vorgesehen ist, um den Motor antriebsmäßig mit der Nocke zu verbinden.

Claims

Aktuator (10, 110), der einen Motor (30) aufweist, der in Antriebsverbindung mit einer, um eine Nockenachse (A) drehbaren Nocke (18, 118, 218) steht, wobei der Aktuator (10, 110) ferner einen Nockenstößel (52, 152) aufweist, der mit einem Ausgangsteil (20, 120) gekoppelt ist, bei dem eine motorisch betriebene Rotation der Nocke (18, 118, 218) eine radiale Verlagerung des Nockenstößels (52, 152) relativ zur Nockenachse (A) verursacht, um eine erste und eine zweite Ausgabeposition des Ausgangsteils (20, 120) festzulegen, und bei dem das Profil der Nocke (18, 118, 218) einen radialen Anschlag (71A, 71B, 72A, 72B) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (10, 110) Vorspannmittel (24, 124) zum radialen Vorspannen des Nockenstößels (52, 152) aufweist und der radiale Anschlag (71A, 71B, 72A, 72B) zusammen mit dem Nockenstößel (52, 152) und den Vorspannmitteln (24, 124) als Verriegelung wirkt, so daß der Nockenstößel (52, 152) imstande ist, die Position der Nocke (18, 118, 218) zu steuern, bei dem der Motor (30) in einer einzigen Richtung betrieben wird, um das Ausgangsteil (20, 120) aus der ersten Ausgabeposition in die zweite Ausgabeposition zu bewegen, und in der einzigen Richtung betrieben wird, um das Ausgangsteil (20, 120) aus der zweiten Ausgabeposition in die erste Ausgabeposition zu bewegen.
Aktuator (10, 110) nach Anspruch 1, bei dem der radiale Anschlag (71A, 71B, 72A, 72B) und der Nockenstößel (52) als Verriegelung wirken, wenn der Motor (30) nicht betrieben wird.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine äußere Aktivierung des Ausgangsteils (20, 120) eine Rotation der Nocke (18, 118, 218) verursacht.
Aktuator (10, 110) nach Anspruch 3, bei dem die Nocke (18) einen dritten radialen Anschlag (81A, 81B, 81C, 81D) hat, der zusammen mit dem Nockenstößel (52) als Verriegelung während einer äußeren Aktivierung des Ausgangsteils wirkt.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nocke (18) einen ersten radialen Anschlag (71A, 71B) aufweist, um den Nockenstößel (52) an einem ersten Radius (R1) zu stoppen und einen zweiten radialen Anschlag (72A, 72B), um den Nockenstößel an einem zweiten Radius (R2) zu stoppen, wobei der erste und der zweite Radius (R1, R2) verschieden sind.
Aktuator (10, 110) nach Anspruch 5, bei dem die Nocke (18) einen dritten radialen Anschlag (81A, 81B, 81C, 81D) hat, um den Nockenstößel (52) an einem dritten Radius (R5) zu stoppen, wobei der erste (R1), der zweite (R2) und der dritte (R5) Radius jeweils unterschiedlich sind.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere erste (71A, 71B) und/oder zweite (72A, 72B) und/oder dritte (81A, 81B, 81C, 81D) Anschläge vorhanden sind.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Nockenstößel (52) relativ zur Nockenachse (A) radial nach außen vorgespannt ist (1 bis 8).
Aktuator (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Nockenstößel relativ zur Nockenachse (A) radial nach innen vorgespannt ist.
Aktuator (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Nockenstößel (152) imstande ist, sich zwischen einer radial äußeren Position und einer radial inneren Position zu bewegen und der Nockenstößel (152) in eine Vorspannposition vorgespannt ist, die radial zwischen der radial äußeren und der radial inneren Position liegt (9 bis 15).
Aktuator (10, 110) nach Anspruch 5 oder 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 10, wenn sie von Anspruch 5 abhängen, bei dem das Nockenprofil zwischen dem ersten (71A, 71B) und dem zweiten (72A, 72B) Anschlag so profiliert ist, daß sich der Nockenstößel zu einem Radius (R3) bewegt, der kleiner/größer als der erste (R1) und als der zweite (R2) Radius ist.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Nockenprofil einen spiralförmig nach innen (73, 77, 83, 85) oder nach außen gekrümmten Abschnitt aufweist.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Nockenprofil einen ersten, im wesentlichen radial ausgerichteten Abschnitt (74, 84) aufweist, um dem Nockenstößel (52) eine relativ zur Nockenachse (A) radial einwärts oder auswärts gerichtete Bewegung zu erlauben.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Nockenprofil eine Rücklaufsperre (95a, 95b, 95c) aufweist, um eine rückwärtsgerichtete Rotation der Nocke (118) hinter die Rücklaufsperre zu verhindern.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Antriebsposition für alle entsprechenden Ausgabepositionen des Aktuators.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Ruhelageposition, die sich von den Antriebsausgabepositionen des Aktuators unterscheidet.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Anwendung in einem Fahrzeugtür-Verriegelungssystem, um eine Verriegelung und Entriegelung eines Fahrzeugtürschlosses zu ermöglichen.
Aktuator (10, 110) nach Anspruch 17, der ferner eine Totalverriegelung des Fahrzeugtürschlosses vorsieht.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Ausgabepositionen des Ausgangsteils auf einem Kreisbogen befinden.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Motor (30) mit der Nocke (18) über eine Fliehkraftkupplung (10) gekoppelt ist.
Aktuator (10, 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Motor mit der Nocke über eine Zahnrad-(18) und Ritzel-(32)Anordnung gekoppelt ist.
Bausatz aus Montageteilen, um einen Aktuator (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorzusehen, wobei der Bausatz zwei Nocken (118, 218) mit unterschiedlichen Nockenprofilen beinhaltet, von denen nur eines in den Aktuator (110) montiert wird.