EP0214463A2 - Elektromotorisches Stellglied - Google Patents

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EP0214463A2
EP0214463A2 EP86110735A EP86110735A EP0214463A2 EP 0214463 A2 EP0214463 A2 EP 0214463A2 EP 86110735 A EP86110735 A EP 86110735A EP 86110735 A EP86110735 A EP 86110735A EP 0214463 A2 EP0214463 A2 EP 0214463A2
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EP
European Patent Office
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motor
electromotive actuator
actuator according
wheel
switch
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Roland Sudler
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Mannesmann VDO AG
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Mannesmann VDO AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/14—Operating parts, e.g. turn knob
    • H01H19/18—Operating parts, e.g. turn knob adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. door switch, limit switch, floor-levelling switch of a lift

Definitions

  • the invention relates to an electromotive actuator with a limit switch.
  • Actuators are used for various mechanical actuations, in which an electrical pulse is supplied to a lifting magnet, the armature of which performs the required movement for a short time.
  • Electromotive actuators in which the drive motor is switched off with the help of switches provided when one or both end positions are reached, are often provided, in particular for longer travel ranges. Such switches, which are to be installed in addition to the motor and a transmission in such electromotive actuators, make the actuators more expensive.
  • the object of the invention is therefore to provide a cost-effective way to limit the shutdown of an electromotive actuator.
  • the electromotive actuator according to the invention has the advantage that it is particularly inexpensive to manufacture.
  • a further development of the invention is that one of the conductor tracks has a longer and a shorter section, which are electrically separated from one another. This further development provides a favorable possibility not only to switch off the motor when it reaches its end position, but also to short-circuit it for braking purposes.
  • sliding contacts are arranged on a sheet metal part designed as a leaf spring, which comprises the flattened shaft of the wheel and rests on the wheel with surfaces lying between the sliding contacts.
  • This development represents a particularly simple form of sliding contacts, which in particular contributes to the inexpensive assembly of the actuator according to the invention.
  • a preferred application of an electromotive actuator consists in the zero position of a daily distance counter for motor vehicles and is characterized in that a wheel driven by a motor has an eccentric, which is in operative connection with the zeroing element of the daily distance counter, that a switch is provided which disconnects the motor from a voltage source at a given position of the wheel and that the switch can be bridged with the normally open contact of a pushbutton switch.
  • Embodiments of the invention deal with the design of the eccentric and that the switch is designed as a short-circuit brake.
  • a motor 1 drives a wheel, also not shown, via a gear, not shown, which is provided with a contact device 2.
  • the contact device 2 has two sliding contacts and connects an inner slip ring 3 to an outer slip ring 4 or 5. Details of the configuration of the contact device 2 are explained in connection with FIG. 2.
  • the outer slip ring is divided into a longer section 4 and a shorter section 5.
  • the slip rings are arranged as conductor tracks on an insulating plate. They can therefore be manufactured in an extremely inexpensive manner using known methods for producing printed circuits. They are preferably made of copper and are coated with a more noble metal to prevent oxidation.
  • the invention is not limited to the concentric arrangement of the slip rings shown.
  • slip rings could also be used, which are arranged side by side on the lateral surface of a cylinder.
  • the contact device 2 connects the inner slip ring 3 with the section 5 of the outer slip ring and thus shorts the motor 1 via the lines 6, 7 and 8 and the normally closed contact 9 of a pushbutton switch 10.
  • the longer section 4 of the outer slip ring is connected to the one pole 11 of a voltage source, not shown.
  • the motor is connected to the inner slip ring and to the other pole 12 of the voltage source.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a second exemplary embodiment, in which the motor 1 and the further movable parts are mounted in a housing 15.
  • a worm 17, which engages in a worm wheel 18, is arranged on the motor shaft 16.
  • the plunger 21 is guided in the housing part 22 and is connected to the zeroing element of a daily distance counter. The latter is known per se and need not be explained in connection with the invention.
  • a connector plug 23 is provided for the electrical connections to the voltage source and to the pushbutton switch 10 (FIG. 1).
  • a contact spring 25 is attached to the flattened shaft 24 of the worm wheel 18, which is shown enlarged in FIG. 2a for the sake of clarity.
  • a cutout in the contact spring shaped in accordance with the cross section of the axis 24 secures the contact spring 25 against rotation relative to the worm wheel 18 and the eccentric 19. With the surfaces 26 and 27, the contact spring 25 rests on the surface of the eccentric 19.
  • the parts 28 and 29 of the contact spring 25 are bent away from the surface of the eccentric 19 and carry the sliding contacts 30 and 31, which are arranged at different distances from the axis according to the radii of the slip rings.
  • the sliding contacts 30 and 31 touch with appropriate pressure circular conductor tracks, which in FIG. 2 are not shown for the sake of clarity, but correspond to those shown in FIG. 1.
  • the third embodiment is shown in Fig. 3 as a cross section.
  • a motor 1 drives a worm wheel 18 via a worm 17.
  • the shaft 33 of the worm wheel 18 is formed on one side by a corresponding increase in the diameter and arrangement of a pin 34 as a crank.
  • Sliding contacts 35, 36 are arranged on a correspondingly designed contact spring 37 on the other side of the worm wheel 18.
  • both contacts are arranged on the same side of the shaft 33.
  • this is irrelevant to the function of the invention, since the inner slip ring comprises a full circle.
  • the position of the grinder 36 is therefore arbitrary.
  • the housing 38 also shows a housing 38 and a printed circuit board 14 which carries the conductor tracks 3 and 4 and 5, respectively.
  • the housing 38 comprises a run-up bead 39 which causes the worm wheel 18 to be guided in the axial direction.

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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Abstract

Bei einem elektromotorischen Stellglied mit einem Endabschalter sind auf einem isolierenden Träger zwei kreisförmige Leiterbahnen angeordnet, von denen mindestens eine nicht einen Vollkreis einnimmt. Schleifkontakte, welche die Leiterbahnen verbinden und elektrisch miteinander verbunden sind, stehen mit einem von einem Motor angetriebenen, gleichachsig zu den Leiterbahnen gelagerten Rad in Verbindung. Durch die erfindungsgemäßeAusführung ist der Endabschalter und damit das Stellglied preiswert herstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromotorisches Stellglied mit einem Endabschalter. Für verschiedene mechanische Betätigungen werden Stellglieder verwendet, bei denen ein elektrischer Impuls einem Hubmagneten zugeführt wird, dessen Anker die erforderliche Bewegung kurzzeitig durchführt. Insbesondere für größere Stellwege sind häufig elektromotorische Stellglieder vorgesehen, bei welchen der Antriebsmotor beim Erreichen einer oder beider Endstellungen mit Hilfe von dafür vorgesehenen Schaltern abgeschaltet wird. Derartige Schalter, die also zusätzlich zum Motor und zu einem Getriebe in derartige elektromotorische Stellglieder einzubauen sind, stellen eine Verteuerung der Stellglieder dar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Möglichkeit zur Endabschaltung eines elektromotorischen Stellgliedes anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einem isolierenden Träger zwei kreisförmige Leiterbahnen angeordnet sind, von denen mindestens eine nicht einen Vollkreis einnimmt und daß die Leiterbahnen berührende, elektrisch miteinander verbundene Schleifkontakte mit einem vom Motor angetriebenen, gleichachsig zu den Leiterbahnen gelagerten Rad in Verbindung stehen. Das erfindungsgemäße elektromotorische Stellglied weist den Vorteil auf, daß es besonders kostengünstig herzustellen ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine der Leiterbahnen ein längeres und ein kürzeres Teilstück aufweist, welche elektrisch voneinander getrennt sind. Durch diese Weiterbildung ergibt sich eine günstige Möglichkeit, den Motor bei Erreichen seiner Endstellung nicht nur abzuschalten, sondern auch zu Zwecken der Bremsung kurzzuschließen.
  • Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schleifkontakte auf einem als Blattfeder ausgebildeten Blechteil angeordnet sind, welches die mit einer Abflachung versehene Welle des Rades umfaßt und mit zwischen den Schleifkontakten liegenden Flächen auf dem Rad aufliegt. Diese Weiterbildung stellt eine besonders einfache Form der Schleifkontakte dar, welche insbesondere zur kostengünstigen Montage des erfindungsgemäßen Stellgliedes beiträgt.
  • Andere Weiterbildungen befassen sich mit Gestaltungen der zu dem erfindungsgemäßen Stellglied gehörenden elektrischen Schaltung.
  • Eine bevorzugte Anwendung eines elektromotorischen Stellgliedes besteht in der Nullstellung eines Tages-Wegstrecken-Zählers für Kraftfahrzeuge und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Motor angetriebenes Rad einen Exzenter, welcher in Wirkverbindung mit dem Nullstellelement des Tages-Wegstrekken-Zählers steht, aufweist, daß ein Schalter vorgesehen ist, welcher bei einer gegebenen Stellung des Rades den Motor von einer Spannungsquelle trennt und daß der Schalter mit dem Arbeitskontakt eines Tastschalters überbrückbar ist.
  • Bei dieser Anwendung des elektromotorischen Stellgliedes ergibt sich, gegenüber der Anwendung von Hubmagneten, der Vorteil, daß die Nullstellung des Tages-Wegstrecken-Zählers nicht so ruckartig erfolgt und in ihrem Bewegungsablauf besser an den Zähler angepaßt ist. Grundsätzlich ist es dabei möglich, einen Endabschalter bekannter Bauart zu verwenden.
  • Ausgestaltungen der Erfindung befassen sich mit der Ausführung des Exzenters und damit, daß der Schalter als Kurzschlußbremse ausgelegt ist.
  • Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Drei davon sind schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel und
    • Fig. 3 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.
  • Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 1 treibt ein Motor 1 über ein nicht dargestelltes Getriebe ein ebenfalls nicht dargestelltes Rad an, welches mit einer Kontakteinrichtung 2 versehen ist. Die Kontakteinrichtung 2 weist zwei Schleifkontakte auf und verbindet einen inneren Schleifring 3 mit einem äußeren Schleifring 4 bzw. 5. Einzelheiten über die Ausgestaltung der Kontakteinrichtung 2 werden im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert.
  • Der äußere Schleifring ist in ein längeres Teilstück 4 und ein kürzeres Teilstück 5 aufgeteilt. Die Schleifringe sind als Leiterbahnen auf einer Isolierstoffplatte angeordnet. Sie können daher in äußerst preisgünstiger Weise mit bekannten Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen gefertigt werden. Vorzugsweise bestehen sie aus Kupfer und sind mit einem edleren Metall überzogen, um Oxidation zu verhindern. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte konzentrische Anordnung der Schleif-- ringe beschränkt. Es könnten beispielsweise auch Schleifringe verwendet werden, die nebeneinander auf der Mantelfläche eines Zylinders angeordnet sind.
  • Bei der dargestellten Stellung verbindet die Kontakteinrichtung 2 den inneren Schleifring 3 mit dem Teilstück 5 des äußeren Schleifringes und schließt damit den Motor 1 über die Leitungen 6, 7 und 8 und den Ruhekontakt 9 eines Tastschalters 10 kurz.
  • Das längere Teilstück 4 des äußeren Schleifringes ist mit dem einen Pol 11 einer nicht dargestellten Spannungsquelle verbunden. Der Motor ist an den inneren Schleifring und an den anderen Pol 12 der Spannungsquelle angeschlossen.
  • In der dargestellten Stellung der Kontakteinrichtung 2 ist der Motor, wie oben bereits erwähnt, kurzgeschlossen, und steht deshalb. Durch einen Druck auf den Tastschalter 10 wird dieser Kurzschluß durch Trennung des Ruhekontakts 9 aufgehoben und der Pol 11 der Spannungsquelle über den Arbeitskontakt 13 mit dem Motor verbunden. Der Motor 1 läuft-somit an. Nach kurzer Zeit hat die Kontaktanordnung 2 eine Stellung erreicht, bei welcher sie den inneren Schleifring und das längere Teilstück 4 des äußeren Schleifringes miteinander verbindet, daß der Tastschalter 10 losgelassen werden kann und der Motor solange läuft, bis die gezeichnete Stellung wieder erreicht ist.
  • Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem der Motor 1 und die - weiteren beweglichen Teile in einem Gehäuse 15 gelagert sind. Auf der Motorwelle 16 ist eine Schnecke 17 angeordnet, welche in ein Schneckenrad 18 eingreift. Auf der Welle des Schneckenrades 18 befindet sich ein Exzenter 19, auf dessen Umfangsfläche eine Rolle 20 abrollt, welche in einem Ausschnitt am Ende des Stößels 21 drehbar gelagert ist. Der Stößel 21 wird im Gehäuseteil 22 geführt und steht mit dem Nullstellelement eines Tages-Wegstrecken-Zählers in Verbindung. Letzterer ist an sich bekannt und braucht im Zusammenhang mit der Erfindung nicht näher erläutert zu werden. In der Nähe des Motors ist ein Anschlußstecker 23 für die elektrischen Verbindungen zur Spannungsquelle und zum Tastschalter 10 (Fig. 1) vorgesehen.
  • Auf der einseitig abgeflachten Welle 24 des Schnekkenrades 18 ist eine Kontaktfeder 25 aufgesteckt, welcher der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2a vergrößert dargestellt ist. Ein entsprechend dem Querschnitt der Achse 24 geformter Ausschnitt in der Kontaktfeder sichert die Kontaktfeder 25 vor einem Verdrehen gegenüber dem Schneckenrad 18 und dem Exzenter 19. Mit den Flächen 26 und 27 liegt die Kontaktfeder 25 auf der Oberfläche des Exzenters 19 auf.
  • An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß die in Fig. 2 gezeigte Anordnung auch dahingehend verändert werden kann, daß der Exzenter 19 auf der nicht sichtbaren Seite des Schneckenrades 18 angeordnet ist, so daß die Kontaktfeder auf dem Schneckenrad 18 aufliegt.
  • Die Teile 28 und 29 der Kontaktfeder 25 sind von der Oberfläche des Exzenters 19 weggebogen und tragen die Schleifkontakte 30 und 31, welche in verschiedenem Abstand zur Achse entsprechend den Radien der Schleifringe angeordnet sind.
  • Die Schleifkontakte 30 und 31 berühren mit entsprechendem Druck kreisförmige Leiterbahnen, die zwar in Fig; 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, jedoch den in Fig. 1 dargestellten entsprechen.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 als Querschnitt dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel treibt ein Motor 1 über eine Schnecke 17 ein Schneckenrad 18 an. Die Welle 33 des Schneckenrades 18 ist auf der einen Seite durch entsprechende Vergrößerung des Durchmessers und Anordnung eines Zapfens 34 als Kurbel ausgebildet. Auf der anderen Seite des Schneckenrades 18 sind Schleifkontakte 35, 36 auf einer entsprechend gestalteten Kontaktfeder 37 angeordnet. Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 2 sind beide Kontakte auf der gleichen Seite der Welle 33 angeordnet. Dieses ist jedoch zur Funktion der Erfindung unerheblich, da der innere Schleifring einen Vollkreis umfaßt. Die Stellung des Schleifers 36 ist also beliebig.
  • In Fig. 3 ist ferner ein Gehäuse 38 sowie eine Leiterplatte 14, welche die Leiterbahnen 3 und 4 bzw. 5 trägt, dargestellt. Das Gehäuse 38 umfaßt einen Anlaufwulst 39, welcher eine Führung des Schneckenrades 18 in achsialer Richtung bewirkt.

Claims (10)

1. Elektromotorisches Stellglied mit einem Endabschalter, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem isolierenden Träger (14) zwei kreisförmige Leiterbahnen (3, 4) angeordnet sind, von denen mindestens eine (4) nicht einen Vollkreis einnimmt, und daß die Leiterbahnen (3, 4) verbindende, elektrisch miteinander verbundene Schleifkontakte (30, 31) mit einem von einem Motor (1) angetriebenen, gleichachsig zu den Leiterbahnen (3, 4) gelagerten Rad (18) in Verbindung stehen.
2. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leiterbahn ein längeres (4) und ein kürzeres (5) Teilstück aufweist, welche elektrisch voneinander getrennt sind.
3. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkontakte (30, 31) auf einem als Blattfeder ausgeführten Blechteil (25) angeordnet sind, welches die mit einer Abflachung versehene Welle (24) des Rades (18) umfaßt und mit zwischen den Schleifkontakten (30, 31) liegenden Flächen (26, 27) auf dem Rad (18) aufliegt.
4. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (18) ein Zahnrad ist, welches in eine auf der Welle des Motors (1) angeordnete Schnecke (17) eingreift.
5. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schaltung: ein erster Anschluß des Motors (1) ist mit einem ersten Pol (12) einer Spannungsquelle verbunden, ein zweiter Anschluß des Motors (1) und der zweite Pol (11) der Spannungsquelle sind mit je einer Leiterbahn (3, 4) verbunden, beide Leiterbahnen (3, 4) sind über einen Arbeitskontakt (13) eines Tastschalters (10) miteinander verbindbar.
6. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Schaltung: ein erster Anschluß des Motors (1) ist mit einem ersten Pol (12) einer Spannungsquelle verbunden, der zweite Pol (11) der Spannungsquelle ist mit dem längeren Teilstück (4) der einen Leiterbahn und der zweite Anschluß des Motors mit der anderen Leiterbahn (3) verbunden, das längere Teilstück (4) und die andere Leiterbahn (3) sind über einen Arbeitskontakt (13) und das kürzere Teilstück (5) und der erste Anschluß des Motors (1) sind über einen Ruhekontakt (9) eines Tastschalters (10) jeweils miteinander verbindbar.
7. Elektromotorisches Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Nullstellung eines Tages-Wegstrecken-Zählers für ein Kraftfahrzeug verwendet wird, daß ein von einem Motor angetriebenes Rad (18) einen Exzenter (19, 34), welcher in Wirkverbindung mit dem Nullstellelement des Tages-Wegstrecken-Zählers steht, aufweist, daß ein Schalter (2, 3, 4, 5) vorgesehen ist, welcher bei einer gegebenen Stellung des Rades (18) den Motor (1) von einer Spannungsquelle trennt, und daß der Schalter (2, 3, 4, 5) mit einem Arbeitskontakt (13) eines Tastschalters (10) überbrückbar ist.
8. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Exzenter (19) und dem Nullstellelement ein Stößel (21) angeordnet ist.
9. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (34) kurbelartig ausgebildet ist.
10. Elektromotorisches Stellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (2, 3, 4, 5) als Kurzschlußbremse ausgebildet ist.
EP86110735A 1985-09-06 1986-08-04 Elektromotorisches Stellglied Expired - Lifetime EP0214463B1 (de)

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EP0214463A2 true EP0214463A2 (de) 1987-03-18
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EP (1) EP0214463B1 (de)
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