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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ausserdem betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Motors, das mit Hilfe
dieser Vorrichtung verwirklicht werden kann.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der Patentanmeldung
WO 2004/013880 bekannt. Ihr Betrieb weist
jedoch einen Nachteil bezüglich
der Sicherheit von Gegenständen
und Personen auf, die sich in der Nähe des betätigten Elements befinden. Die
aufeinanderfolgenden Betätigungsschritte
der Vorrichtung durch den Benutzer ermöglichen nämlich den Übergang von einer Position,
bei der der Motor mit Energie versorgt wird, damit er sich in einer
ersten Drehrichtung dreht, in eine zweite Stellung, in welcher der Motor
nicht gespeist wird, worauf sich eine dritte Stellung anschliesst,
bei welcher der Motor derart mit Energie versorgt wird, dass er
sich in der anderen Drehrichtung dreht.
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Wenn
dann das Verschliessen des betätigten Elements
zum Einklemmen eines Gegenstandes oder einer Person führt, muss
der Benutzer zwei aufeinanderfolgende Betätigungsschritte an der Vorrichtung
ausführen,
um die Öffnung
des betätigten
Elements zu veranlassen. Diese Aufeinanderfolge von Betätigungsschritten
ist nicht intuitiv.
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Die
Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur handbetätigten Steuerung
anzugeben, welche diesen Nachteil behebt und die im Stand der Technik
bekannten Vorrichtungen verbessert. Insbesondere schlägt die Erfindung
die Schaffung einer einfachen Vorrichtung vor, welche es ermöglicht,
die Sicherheit der handbetätigten
Steuervorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind,
zu verbessern.
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Die
erfindungsgemässe
Vorrichtung ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert.
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Mehrere
Varianten der Vorrichtung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis
7.
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Das
erfindungsgemässe
Verfahren ist im Patentanspruch 8 definiert.
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Die
anliegenden Zeichnungen geben als Beispiel eine Ausführungsform
der Vorrichtung zur handbetätigten
Einstellung gemäss
der vorliegenden Erfindung wieder.
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1 ist
die Ansicht eines Längsschnitts
der handbetätigten
Einstellungsvorrichtung der Erfindung.
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2 ist
die Ansicht eines Schnitts dieser Vorrichtung in der Ebene II-II
der 1.
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3 zeigt
eine Ansicht, die derjenigen der 1 ähnlich ist,
wobei der Schieber in einer anderen Stellung steht.
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4a bis 4c zeigen
Querschnitte einer ersten Variante der Schaltmittel.
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5a bis 5c sind
Ansichten eines Querschnitts einer zweiten Variante der Schaltmittel.
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6a bis 6i sind
schematische Ansichten der Einstellvorrichtung, wobei aufeinanderfolgende
Stellungen des Schiebers gezeigt sind.
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7a bis 7h zeigen schematische Ansichten der Einstellvorrichtung,
wobei aufeinanderfolgende Stellungen des Schiebers gezeigt sind.
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8 stellt
die möglichen
Bewegungen der Spindel dar, wenn sich der Schieber in seiner Ruhestellung
befindet.
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9 zeigt
die Ansicht eines Querschnitts einer federnden Zunge des Schiebers
längs der Schnittebene
IX-IX in 2.
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Die
in 1 dargestellte Einstellvorrichtung weist hauptsächlich eine
Spindel 6 und einen Schieber 1 auf, der sich in
einem an einem Gestell 10 befestigten Gehäuse 9 befindet
und darin längsverschieblich
ist. Diese Einstell- bzw.
Steuervorrichtung ermöglicht
durch die Verschiebung der Spindel gegenüber dem Gestell die Speisung
eines Motors mit elektrischer Energie, der eine Last antreibt, beispielsweise
eine Jalousie, eine Tür
oder ein beliebiges anderes Element.
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Zu
diesem Zweck ist die Spindel 6 beispielsweise an einer
Kurbel 5 befestigt, die kinetisch über eine Kupplung 3 und 4 mit
einer Betätigungswelle 2 verbunden
ist. Die Welle 2 und das Gestell 10 wirken zusammen,
um Schaltmittel für
den Strom zu bilden, wenn sich die Welle 2 im Gestell 10 dreht.
Wie schematisch in den 4a bis 4c dargestellt
ist, weist die Welle Kontakte 45 auf, die über ihre
Längsachse
verteilt und dazu bestimmt sind, je nach der Drehrichtung der Welle
in Berührung
mit weiteren Kontakten 42 zu kommen, die axial in der Bohrung 44 angeordnet
sind, oder mit Kontakten 43, die sich ebenfalls axial in
der Bohrung 44 befinden. Bei der in 4a dargestellten
Position A, bei der die Kontakte 45 und 42 aneinander
liegen, wird das Schliessen eines elektrischen Stromkreises ermöglicht,
bei dem der (nicht dargestellte) Motor derart unter Strom gesetzt
wird, dass er in einer ersten Drehrichtung läuft. Die in 4b dargestellte
Stellung B, bei der die Kontakte 45 und 43 aneinander
liegen, ermöglicht das
Schliessen eines elektrischen Stromkreises, wodurch der Motor mit
Energie versorgt wird und im anderen Drehsinn läuft. Die in 4c dargestellte
Position C, bei der die Kontakte 45 an keinem anderen Kontakt
anliegen, entspricht der Öffnung
des Stromkreises zur Energieversorgung des Motors. Die Welle 2 weist
an einem ihrer Enden eine sechseckige Hohlform 3 auf, in
welche die Kurbel 5 mit einer sechseckigen Aussenform 4 der
Spindel 6 eingreift. Die Welle 2 und die Kurbel 5 sind
auf diese Weise durch die zueinander passenden Formen 3 und 4 rotationsschlüssig miteinander
verbunden.
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Bei
einer Variante der Ausgestaltung der Schaltmittel ist die Spindel 6 an
einem Gleitstück 100 befestigt,
das sich gegenüber
dem Gestell 10 linear bewegen kann, und zwar in einer Richtung,
die gegenüber
dem Gehäuse 9 senkrecht
auf der Bewegungsrichtung des Schiebers 1 steht. Das Gleitstück 100 und
das Gehäuse 10 wirken
zusammen und stellen bei einer Verschiebung des Gleitstücks 100 in
einer Ausnehmung 101 des Gestells 10 die Schaltmittel
des Stroms zur Verfügung.
Wie in den 5a bis 5c schematisch
gezeigt ist, besitzt das Gleitstück
Kontakte 103 (welche senkrecht zur Schnittebene der Figur
angeordnet sind), die dazu bestimmt sind, in Berührung mit den Kontakten 104 oder
den Kontakten 105 zu kommen, die in der Ausnehmung 101 angeordnet
sind. Die Position A, welche in 5a darge stellt
ist und bei der die Kontakte 103 und 105 in Berührung stehen,
ermöglicht
das Schliessen eines elektrischen Stromkreises, wodurch der Motor
in einer ersten Drehrichtung laufen kann. Die Position B, welche
in 5b veranschaulicht ist und bei der die Kontakte 104 und 103 aneinander
anliegen, bewirkt das Schliessen eines elektrischen Stromkreises,
so dass der Motor mit Energie versorgt wird, um in der anderen Drehrichtung
zu laufen. Die in 5c dargestellte Position C,
bei der die Anschlüsse 45 mit
keinem anderen Anschluss in Kontakt sind, öffnet den Stromkreis zur Speisung
des Motors.
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Es
ist auch möglich,
die Anordnung so zu treffen, dass die Welle 2 und das Gleitstück 100 keine elektrischen
Kontakte aufweisen und lediglich einfache Übertragungselemente darstellen,
die Drehungen bzw. lineare Verschiebungen in Abhängigkeit von der Stellung der
Spindel 6 im Schieber 1 ausführen können und dadurch einen Schalter
beeinflussen, der beispielsweise im Motor integriert ist.
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Der
Schieber 1 kann im Gehäuse 9 gleiten. Die
Achse seiner linearen Verschiebung steht senkrecht auf der Drehachse 7 der
Welle 2 oder senkrecht auf der Translationsachse des Gleitstückes 100.
Der Schieber 1 und das Gehäuse 9 weisen jeweils
eine mit einem Loch versehene Tragöse 11 bzw. 12 auf. Die
Enden einer Feder 8, welche den Rückzug des Schiebers 1 im
Gehäuse 9 ermöglicht,
sind in diesen Löchern
angelenkt.
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Der
Schieber 1 besitzt noch eine andere Anschlussöse 13,
die der Tragöse 12 gegenüberliegt. Diese Öse 13 weist
ebenfalls ein Loch auf, in welches, wie es in den 1 und 3 dargestellt
ist, eine Zugstange 14 eingesetzt werden kann, die dazu dient,
auf den Schieber 1 Zugkräfte einwir ken zu lassen, so
dass dieser gegen die Wirkung der Rückholfeder 8 linear
verschoben werden kann.
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Der
Schieber 1 weist zwei Schaltwege 20a, 20b auf,
die symmetrisch zur Bewegungsachse des Schiebers angeordnet sind
und beide im wesentlichen die Form eines umgekehrten V besitzen.
Ausserdem befindet sich eine Kammer 21 im Schieber. Diese
Schaltwege und diese Kammer sind hohl in den Schieber eingearbeitet.
Die Spindel 6 ist so angeordnet, dass sie sich lediglich
in den Schaltwegen und in dieser Kammer bewegen kann.
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In
der Kammer 21 weist der Schieber drei Zonen auf, welche
mit a, b und c bezeichnet sind, in welche die Spindel 6 eingeschoben
werden kann, wenn eine Bedienungsperson den Schieber 1 bewegt.
Die Zonen a, b und c entsprechen jeweils den drei Stellungen der
Spindel 6, bei denen die Schaltmittel jeweils die Endstellung
A, die Endstellung B oder die Zwischenstellung C einnehmen.
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Die
ersten Schenkel 120a und 120b der beiden V-förmigen Bereiche,
welche von den Schaltwegen 20a und 20b gebildet
werden, dienen dazu, die Spindel gegenüber dem Schieber in Querrichtung
zu verschieben, wenn dieser aus seiner Ruhestellung weg bewegt wird
und sich die Spindel 6 in der Zone c befindet.
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Die
beiden anderen Schenkel 121a und 121b der V-förmigen Vertiefung,
gebildet durch die Schaltwege 20a und 20b, dienen
zur Verschiebung der Spindel in Querrichtung in Bezug auf den Schieber,
wenn dieser in seine Ruhestellung zurückgezogen wird.
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Wie
in den 2 und 9 zu sehen ist, weist der Schaltweg 20a eine
federnde Zunge 51a auf, welche am Grunde des Schaltweges 20a und
im unteren Teil des seitlichen Flügels des Schaltweges angebracht
ist. Diese Zunge steht senkrecht zur örtlichen Richtung des Schaltwegs 20a.
Der hochstehende Rand 52a dieser Zunge verhindert eine
Bewegung der Spindel von unten nach oben im seitlichen Flügel des
Schaltwegs 20a. Wenn die Spindel 6 in Berührung mit
diesem hochstehenden Rand kommt, leitet dieser Rand die Spindel
nach einer mittleren Position ab. Der Schaltweg 20b weist
eine federnde Zunge 51b auf, die am Boden des Schaltweges 20b und
im unteren Bereich des Seitenflügels
dieses Schaltweges befestigt ist. Diese Zunge steht senkrecht zur örtlichen
Richtung des Schaltweges 20b. Der hochstehende Rand 52b dieser
Zunge verhindert die Bewegung der Spindel im seitlichen Flügel des
Schaltweges 20b von unten nach oben. Wenn die Spindel 6 in Berührung mit
diesem hochstehenden Rand kommt, leitet dieser Rand die Spindel
nach einer mittleren Position ab. Die Verbindungen zwischen den
Zungen und dem Schieber sind vorzugsweise dadurch verwirklicht,
dass sich die Zunge dort, wo sie am Schieber befestigt ist, federnd
bewegen kann.
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Im
Schema 1 ist eine Wippe 15 vorgesehen, die sich
um eine Achse drehen kann, die auf dem Grund der Schaltwege senkrecht
steht. Diese Wippe 15 kann gegenüber der Verschiebungsachse
des Schiebers 1 zwei symmetrische stabile Positionen einnehmen.
Die Wippe besteht aus zwei seitlichen Armen und einem mittleren
Arm. Wie in 2 zu sehen ist, ermöglicht es
die Wippe, die Spindel in den Schaltweg 20a überzuleiten,
indem die Spindel 6 zunächst
am mittleren Arm anschlägt,
und die Wippe wird dann in die andere stabile Lage verschwenkt, wenn
die Spindel 6 in den Schaltweg 20a übertritt, und
zwar durch Berührung
der Spindel 6 mit dem seitlichen Arm der Wippe, welcher
den Schaltweg 20a versperrt. Auf diese Weise wird die Spindel 6 beim
nächsten Übergang
in den Schaltweg 20b umgeleitet.
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Die
Querbewegungen der Spindel 6 in den Schaltwegen 20a und 20b des
Schiebers 1 verursachen Drehungen der Welle 2 bzw.
Linearverschiebungen des Gleitstückes 100 im
Gestell 10, so dass die Energiespeisung des Motors derart
vor sich geht, dass er zunächst
in der einen Drehrichtung anläuft, dass
der Motor in Gegenrichtung anläuft,
oder aber dass der Motor in Ruhestellung verharrt. Der Schieber
weist drei Bereiche a, b und c auf, welche in der 2 gezeigt
sind und in denen die Welle eine derartige Position einnimmt, dass
die Schaltmittel jeweils in die Endstellung A, in die Endstellung
B oder in die Zwischenstellung C gebracht werden.
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Es
soll nun auf die 6a bis 6i Bezug genommen
werden, welche zeigen, wie sich die Spindel 6 bei aufeinanderfolgenden
Einwirkungen auf die Zugstange 14 bewegt.
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In
einer ersten Phase wird angenommen, dass die aufeinanderfolgenden
Einwirkungen auf den Schieber seine Verschiebung um eine Strecke
D veranlassen, die dem grössten
zulässigen
Hub des Schiebers entspricht (wenn sich die Spindel im Inneren des
Schiebers bewegt). In 6a befindet sich die Spindel 6 in
der mittleren Position unten im Schieber. Diese Position der Spindel
entspricht der Zwischenstellung C der Schaltmittel, bei welcher
der Motor nicht mit Energie versorgt wird.
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Ausgehend
von dieser Position wird nun auf den Schieber 1 mittels
der Zugstange 14 eine Zugkraft F ausgeübt. Dadurch verschiebt sich
der Schieber 1 gegenüber
dem Gehäuse 9,
und daraus ergibt sich die Verschiebung der Spindel 6 gegenüber dem Schieber 1.
Unter der fortdauernden Einwirkung der Zugkraft F kommt die Spindel 6 in
Berührung
mit dem mittleren Arm der Wippe 15, wie dies in 6b dargestellt
ist.
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Bei
der weiter fortdauernden Einwirkung der angelegten Zugkraft F verschiebt
sich die Spindel 6, wie es in 6c gezeigt
ist, längs
einer Schrägfläche 22a und
verschwenkt die Wippe 15 in deren andere Gleichgewichtsposition.
Wenn die Spindel 6 am Ende der Schrägfläche 22a angekommen
ist, wird die Zugkraft F aufgehoben.
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Wie
nun aus der 6d hervorgeht, wird der Schieber 1 durch
die Rückholfeder 8 zurückgezogen, welche
auf den Schieber eine Rückholkraft
R ausübt, so
dass die Spindel 6 in Berührung mit der Schrägfläche 23a gelangt.
Die Spindel verschiebt sich längs dieser
Schrägfläche 23a,
bis sie sich in der Position wiederfindet, die in 6e gezeigt
ist.
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Während die
Feder 8 weiterhin eine Rückzugskraft ausübt, verschiebt
sich die Spindel 6 und gleitet über die Zunge 51a.
Dieses Übergleiten
geschieht durch eine elastische Verformung der Zunge. Wenn die Spindel über die
Zunge hinweggegangen ist, verschiebt sie sich weiter bis in eine
stabile Position, die in 6f dargestellt
ist. Wenn sich dann die Spindel in dieser Position befindet, wird
der Motor mit elektrischer Energie versorgt und läuft in einer
ersten Drehrichtung an.
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Wenn
nun eine erneute Zugkraft F auf die Zugstange 14 ausgeübt wird,
was in 6g gezeigt ist, kommt die Spindel 6 zunächst in
Berührung
mit dem hochstehenden Rand 52a der elastischen Zunge und
verschiebt sich gegen diese Zunge bis zur Berührung mit einer Schrägfläche 25a und
läuft gegen diese
Schrägfläche bis
zu deren Ende, wie es in 6h wiedergegeben
ist. Die federnde Zunge 51a und insbesondere ihr hochstehender
Rand 52a bilden ein Mittel zum ständigen Ableiten der Spindel, die
gegen den Schaltweg 20a läuft, welcher sich oberhalb
der Zunge befindet.
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Unter
der dauernden Einwirkung der Zugkraft F kommt die Spindel 6 wiederum
in Berührung mit
dem mittleren Arm der Wippe 15, was in 6i dargestellt
ist. In diesem Augenblick befindet sich die Spindel in einer Position,
die mit derjenigen spiegelbildlich symmetrisch ist, die in der 6b gezeigt
ist.
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Nun
führt die
Spindel 6 einen Verschiebungsweg aus, der mit demjenigen
Weg axialsymmetrisch ist, der in den 6b bis 6h beschrieben
wurde, und zwar in Bezug auf die Verschiebungsachse des Schiebers,
und es ergibt sich schliesslich eine unterschiedliche Energiespeisung
des Motors derart, dass dieser nun im anderen Drehsinn läuft.
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Die
Schaltmittel befinden sich nun in einer Endstellung, und eine Verschiebung
des Schiebers um eine Strecke D und eine Rückverschiebung um den gleichen
Abstand verursacht die Bewegung der Schaltmittel in die andere Endstellung.
Während
der Bewegung der Schaltmittel von einer Position in die andere überstreichen
sie auf instabile Weise die Zwischenstellung C. Die Speisung des
Motors wird demgemäss
einen kurzen Moment zwischen zwei Phasen unterbrochen, in denen
der Motor derart mit Energie versorgt wird, dass er einmal in der
einen und dann in der anderen Richtung dreht.
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Wenn
das Objekt, welches vom Motor bewegt wird, in seiner Endstellung
ankommt oder an ein Hindernis anstösst, ermöglichen es Mittel, die dem Fachmann
bekannt sind, dass die Schaltmittel in ihre Zwischenposition C gebracht
werden, welche der Unterbrechung der Energiespeisung des Motors
entspricht. Dies geschieht durch eine Drehung der Schaltmittel um
die Achse 7 der Spindel 2 oder durch eine Linearverschiebung
des Gleitstückes 100 im Gestell 10 und
hat zur Folge, dass sich die Spindel 6 im Schieber 1 verschiebt,
wie es in 8 dargestellt ist. Der Schieber
weist dem gemäss
eine Kammer 21 auf, in welcher sich die Spindel 6 frei
drehen oder auch linear verschieben kann, damit die wechselnden
Stellungen der Schaltmittel erzielt werden können, wenn sich der Schieber
in Ruhestellung befindet. Die Pfeile 110 zeigen die Drehbewegung
der Spindel 6, wenn die Schaltmittel von einer Endstellung
in die Zwischenstellung bewegt werden, und die Pfeile 111 geben
die Linearverschiebungen der Spindel 6 an, wenn die Schaltmittel
von einer Endstellung in die Zwischenstellung gelangen.
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Es
wird nun auf die 7a bis 7h verwiesen, welche
den Verschiebungsweg beschreiben, den die Spindel 6 bei
aufeinanderfolgenden Einwirkungen auf die Zugstange 14 vollführt, wobei
die Einwirkungen auf den Schieber abwechselnd seine Bewegung um
eine Strecke D bewirken, welche dem grösstmöglichen Hub entspricht, den
der Schieber ermöglicht (wenn
sich die Spindel im Inneren dieses Schiebers bewegt), sowie seine
Bewegung um eine Strecke d, die dem Hub entspricht, der erforderlich
ist, um die Spindel 6, ausgehend von der Ruhestellung des Schiebers,
lediglich in Berührung
mit der Wippe 15 zu bringen.
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In 7a befindet
sich die Spindel 6 in Mittelstellung unten im Schieber.
Diese Stellung ist die gleiche wie diejenige, die in 6a dargestellt
ist.
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In
der Folge einer Bewegung des Schiebers um eine Strecke D und der
gleichen Rückbewegung verschiebt
sich die Spindel 6 im Schieber und folgt einem Verschiebungsweg,
der in den 7a bis 7f gezeigt
ist, welche mit den 6a bis 6f identisch
sind.
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Nun
lässt man
auf den Schieber eine Kraft einwirken, die ihn vorwärts und
wieder zurück
um eine Strecke d verschiebt. Dabei kommt die Spindel 6 in
Berührung
mit dem hochstehenden Rand 52a der federnden Zunge und
verschiebt sich gegen diesen Rand, bis sie in Berührung mit
einer Schrägfläche 25a kommt
und sich entlang dieser Schrägfläche bis
zu deren Ende bewegt, wie es in 6h angezeigt
ist. Wenn die Spindel nun in die Nähe des Endes der Schrägfläche 25a kommt,
wird die Bewegung des Schiebers umgekehrt (da die Amplitude d der
Bewegung erreicht ist), und die Spindel verschiebt sich nun vertikal
gegenüber
dem Schieber, bis sie die Position erreicht hat, die in 7a dargestellt
ist.
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Die
Bewegung des Schiebers kann sich fortsetzen, bis die Spindel 6 in
Berührung
mit der Wippe 15 kommt. Wenn die Drehbewegung der Wippe 15 durch
einen geeigneten Widerstand gebremst ist, kann der Benutzer fühlen, in
welchem Augenblick die Spindel 6 mit der Wippe 15 in
Kontakt kommt, was ihn darüber
informiert, dass die Spindel beim Beenden der Einwirkung in die
Stellung geführt
wird, die in 7a dargestellt ist und in der
der Motor nicht mehr mit Energie versorgt wird.
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Eine
erneute Einwirkung des Benutzers, welche eine Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung
des Schiebers mit einer Amplitude D verursacht, führt dazu,
dass die Spindel in den Bereich b überführt wird, wodurch folglich
der Motor dazu gebracht wird, im umgekehrten Drehsinn anzulaufen.
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Es
ist ebenfalls möglich,
den Schieber durch andere Mittel als diejenigen eines Federelements
in seine Ruhestellung zurückzuführen. Insbesondere
ist es möglich,
dass der Schieber durch sein Eigengewicht in diese Ruhestellung
zurückkehrt.