WO2007020225A1 - Positioning device for actuating a coupled third object - Google Patents

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WO2007020225A1
WO2007020225A1 PCT/EP2006/065205 EP2006065205W WO2007020225A1 WO 2007020225 A1 WO2007020225 A1 WO 2007020225A1 EP 2006065205 W EP2006065205 W EP 2006065205W WO 2007020225 A1 WO2007020225 A1 WO 2007020225A1
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WO
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Prior art keywords
positioning
positioning element
adjusting
positioning device
actuating
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/065205
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Balint Sipos
Rudolf Gensler
Heinrich Zeininger
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2007020225A1 publication Critical patent/WO2007020225A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element

Definitions

  • Positioning device for actuating a coupled third object
  • the invention relates to a positioning device for actuating a coupled third object, comprising an adjusting means, by the actuation of a coupled to the Dritturgis ⁇ tand positioning is movable between two positions.
  • the invention is therefore based on the problem to provide a positioning ⁇ niervorraum, which can be designed physically small, and does not require a continuous holding current position position.
  • the adjusting means each have at least one preferably wire or band-shaped first and second actuator of a shape memory alloy, wherein the first actuator for moving the positioning in the one position and and the second actuating element serves to move the positio ⁇ nierelements in the other position wherein the positio ⁇ nierelement linearly movable between the two positions is guided, and provided a locking means for locking the Posi ⁇ tionierelements in the respective position or the positioning element is guided in a self-holding guide at least in the respective element position.
  • the invention proposes, on the one hand, the use of actuating elements made of a shape memory alloy, which are preferably designed as wire or tape.
  • SMA actuators are characterized in that they dependency in from ⁇ to its temperature change shape. This is achieved by imposing on them a preferred direction by means of suitable shaping annealing, in which the grains preferably align themselves during the temperature-induced phase transformation.
  • suitable shaping annealing in which the grains preferably align themselves during the temperature-induced phase transformation.
  • the temperature change from reaching a certain conversion temperature of the shape of the cold state to another, which is done by a phase change of martensite to austenite and the grain growth in the direction of the embossed preferred direction.
  • the heating of the SMA actuating element via its transformation temperature is required, for which purpose the actuating element is preferably energized in a pulsed manner.
  • the actor After cooling again, the actor remains in the assumed shape, that is, he does not change its shape. For example, mechanical provisions in the form of return springs or the like must be provided for returning.
  • the actuator automatically resumes its original shape as it cools down.
  • shape memory materials are mainly CuAl-Ni alloys and NiTi alloys used.
  • the size of the memory effect and the stability of the memory self ⁇ properties of NiTi are superior to those of CuAlNi.
  • These shape memory adjusting elements can be designed as described in ribbon or wire form, are therefore very small and narrow and can be easily integrated into the sometimes very small space.
  • a locking means is provided according to the invention, via which the positioning element is locked in the respective position. That is, there is a mechanical fixation of the positioning, the SMA actuator is not required for this, is therefore not to be energized further.
  • the positioning element which performs a linear movement during its adjustment between the two end positions, is guided in such a way that it is held in the respective position via the guide in a self-supporting manner.
  • no additional locking means are used, but already the movement bearing of the positioning nierelements with respect to a fixed device ⁇ construction partly designed so that it is fixed here on reaching the ⁇ each respective end position.
  • the positioning member may simply by loading the adjusting elements between the two positions actuation be movable, to which the actuator members at respective function ⁇ onsgliedern of the positioning device are arranged.
  • a return element for support This is deformed during movement of the positive onierelements in a position so that there is a restoring force builds up, the supportive effect on movement of the positioning ⁇ elements in the other position.
  • a helical spring which is supported with one end la ⁇ Gefest on an apparatus part, while it is arranged with the other end to the longitudinally movable positioning member, and is compressed force this to build up the back ⁇ .
  • the positioning element may be connected to the first adjusting element and be locked in the engageable by actuation of this actuating element position by means of one or more locking elements, which engages the positioning tionierelement, while the two ⁇ th actuating element is connected to an unlocking that releases the one or more Rastele ⁇ elements from their engagement with the positioning on actuation of this actuator.
  • ⁇ here follows a defined mechanical locking in the respective end position via the one or more locking elements, but can be moved through the unlocking as needed from its locked position.
  • the unlocking element is preferably a penetrated by the positioning ring, which is linearly displaced upon actuation of the second actuating element and thereby acts on the one or more locking elements, these from the latching engagement on the positioning drü ⁇ ckend.
  • the unlocking element in the form of the ring is moved linearly or axially in this embodiment and guided against the one or more locking elements, whereby they are guided into the release position.
  • an oblique surface and / or an oblique surface are expediently provided on the one or more latching hooks and / or on the ring via which the latching hooks are moved for unlocking into the release position.
  • the latching hooks and the unlocking ring thus interact with one another via the inclined surface (s), wherein the movement component which serves to move the latching hooks into the release position is simultaneously introduced via this oblique surface.
  • a second variant of the invention provides that the first and the second actuator are connected to a rotating, axially but not displaceable thumbwheel, which is rotated depending on the operation of one or the other actuator in one or the other direction, and with the axial or linearly displaceably mounted positioning over at least one upon rotation of the thumbwheel neare movement of the linear guided positioning he ⁇ acting guide surface is coupled to the positioning. While in the variant of the invention described above only linear movements are carried out via the actuating element or elements with respect to the parts to be moved, in this variant of the invention a rotation of the setting wheel is provided via the two adjusting elements.
  • the band or wire-shaped SMA adjusting elements are partly wound around the setting wheel, so that inevitably causes a rotation of the adjusting wheel he ⁇ at a corresponding bestromungs- induced shortening in positionally fixed fixation of an actuating element. About the movement coupling of the positioning over the guide surface thus the linear movement of the positioning ⁇ nierelements is initiated.
  • both the wheel and at the positi ⁇ onierelement each case at least one guide surface vorgese ⁇ hen, through the other.
  • a substantially V-shaped, on either side of each of a guide surface limited recess may be provided on the positioning, in which the adjusting wheel engages with a substantially V-shaped, bounded on both sides by two guide surfaces guide projection.
  • the positioning element as well as the setting wheel are arranged axially one behind the other, both are cylindrically formed, wherein the movement coupling is realized via the engagement of the guide projection in the recess on the positioning element.
  • V-shaped guide projections may conveniently for a safe and precise guidance and symmetrical transmission on Posi ⁇ tionierelement recesses two opposing V-shaped training and on the rotary two may be provided.
  • the end face of the position element and the front of the thumbwheel point So each one adapted to each other, rotationally symmetric multi-stage profile with sliding transition.
  • the locking means are preferably formed over the oppositely directed end faces of the setting wheel and the positioning element, which lie in the two ingestible positions on each other. In the respective position are therefore - seen in the axial direction - to this vertical end face of the setting wheel and the positioning element to each other, so that a lock is realized in a simple way about this.
  • the actuating element is pressed in the axial direction by means of a Fe ⁇ permanently against the wheel.
  • a rotation of the adjusting wheel for example, by 90 ° causes the positioning ⁇ nierelement rests with another end face level against the StellradstirnATION than before, and thereby ei ⁇ ne other extension length of the guide sleeve has as before.
  • an SMA wire is provided as an actuating element for each direction of rotation.
  • Wire end is wrapped around the wheel and fastened there.
  • the other end of the wire is anchored to a stationary point of the positio ⁇ niervorraum. If the wire is energized and cont ⁇ rahiert, he tries to settle from the wheel, and comparable, thereby rotating the wheel.
  • the second SMA wire is placed similarly- ⁇ but with oppositely directed winding direction. By energizing this second wire, the positioning element is returned to the previous position. A new energizing cycle can only begin when the other wire has cooled off and has assumed the martensitic phase.
  • a third variant of the invention finally provides that the positioning element is guided by a thread guide on a fixed position device part, wherein the first and second actuator are connected to the positioning or with the rotatably mounted device part, so that depending on the operation of one or the other actuator the positioning in or a screwing motion is unscrewed.
  • a self-locking lock is realized via the thread guide.
  • the friction within the screw or thread guide is so great that no automatic reset is possible, however, a safe movement of the positioning is mög ⁇ Lich on actuation of the first or second actuator.
  • the positioning element is coupled to the first and the second adjusting element, the position-fixed device part is fixed and not rotatable.
  • the positioning is actively rotated and changed by the screw movement between the two positions.
  • An alternative provides for the device part to be fixed in position but rotatably supported and to attach the two actuating elements to it.
  • the device part is actively rotated, the position element coupled to it is screwed in and out via the rotation of the device part.
  • the adjusting elements are, after the device ⁇ part is fixed in position, does not move, while the two actuating elements are moved together with the positioning member in the former embodiment.
  • a catch means projection preferably a spring-loaded detent ⁇ or is formed as a preferably spring-loaded detent ball from ⁇ , the or which cooperates with a corresponding latching stop.
  • a catch means projection preferably a spring-loaded detent ⁇ or is formed as a preferably spring-loaded detent ball from ⁇ , the or which cooperates with a corresponding latching stop.
  • the wire lengths for the required path lengths and the wire cross-section for the required force must be dimensioned be.
  • the winding length must correspond at least to the contraction length of the wire.
  • the wires must be secured so that they are tight before contracting. If both are de-energized, the wire will sag slightly loose, which was last activated.
  • FIG. 1 is a first schematic representation of a positioning device according to the invention of a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a positioning device according to the invention of a second embodiment
  • Fig. 3 is a schematic diagram of a positioning device according to the invention a third embodiment.
  • Fig. 1 shows a positioning device 1 according to the invention, consisting of a device housing 2, which is static or fixed in position in relation to the movement operation of the integrated, movably mounted positioning element 3 in the manner of a stator.
  • the device housing 2 is cylindrical in the exemplary embodiment shown, but could also be rectangular or the like in cross-section.
  • Length is preferably cylindrical, added.
  • This positioning ⁇ nierelement 3, which can be addressed due to its mobility as an anchor is, as shown in phantom in Fig. 1, coupled to a third object 4, which is to be moved over the positioning element 3 between two defined positions.
  • This third article 4 may be, for example, a shift lever, an actuator for a valve flap, a valve component or the like, al- so any object that should be placed between two positions defined.
  • the positioning element 3 has at its lower end a widened flange 5, on which a spring element 6, here a coil spring, is superimposed.
  • This spring element 6 is counteracted with the other end to a shoulder 7 of the device housing 2. Its effective direction is directed downward, that is, it urges the positioning element 3 always in the extended, dashed position in which it is extended by the path D as shown in Fig. 1 from the device ⁇ housing 2.
  • a first annular detent ⁇ projection 8 and a second, axially spaced annular locking protrusion 9 is provided.
  • These two locking projections 8, 9 are part of a locking means, which serves to lock the Po ⁇ sitionierelements 3 in the respective position, and which is complemented by locking elements 10 which are arranged fixed in position in a recess 11 of the device housing.
  • the locking elements 10 are as resilient latching hooks 12 out ⁇ leads, which are arranged in the example shown on a circumferential ring 13 which is mounted on a corresponding annular shoulder 14 in the housing 2 and the recess 11.
  • the locking hooks 12 engage behind in the position shown, the annular locking projection 8 and thus fix the positioning element 3 in the retracted position, in which it, the spring element 6 compressing pulled.
  • the positioning element 3 with a first adjusting element 15 is made of one
  • Shape memory metal connected, which is out as ⁇ wire or tape. With its upper end 16 it is fixed to the Vorrich ⁇ device housing 2.
  • a control device 17 with egg ⁇ ner integrated power source is used for energizing the actuating element 15, although the corresponding line connection, etc. is not shown in detail.
  • This current flow be ⁇ acts heating of the actuating element 15 of his Encrypt ⁇ treatment temperature, so that a shape change due to an overall Inserting change begins and the actuator 15 defines its length changes, so here shortened.
  • Al ⁇ so the positioning member 3 is in the broken out drive ⁇ NEN position, the control element 15 is in its extended form.
  • the actuating element 15 is energized and heated, so that it shortens due to changing shape, builds up a high force and the positioning element 3 against the spring pressure in the housing ⁇ draws.
  • This retracted position is defined as described via the latching hooks 12 in connection with the annular latching projection 8 and fixed.
  • a Entriegelungsele ⁇ ment 18 is provided, which is also arranged in the recess 11 and designed annular.
  • the Entriegelungsele ⁇ is ment with the second in the example shown, two control elements 19 also connectedness of a shape memory alloy to which adjusting elements are also connected to the upper ends 20 in a fixed position on the apparatus housing 2 arranged 19th They are as well as the actuator 15 with the Steuerungseinrich ⁇ device 17 connected to an integrated power source and can be selectively energized when needed.
  • adjusting elements 19 also change their shape during energization and thus heating above their transformation temperature and shorten in a defined manner.
  • a circumferential inclined surface 22 is provided, it can be seen running towards its free end pointed. With this tip or inclined surface 22, it runs on a corresponding inclined surface 23 on the two latching hooks 12 (in the example shown two latching hooks 12 are shown, it can of course be three or four or more).
  • the resilient latching hooks are pressed due to the cooperating inclined surfaces 22, 23 outwardly into the space of the recess 11, thereby releasing the latching engagement on the locking projection 8.
  • the positioning element 3 As soon as the Detent hooks 12 are pulled out of the latching engagement, the positioning element 3 is released, the spring element 6 is ent ⁇ charged and moves the positioning element 3 in the extended position. In this it is immediately fixed again by the subsequently acting engagement of the latching hooks 12 on the upper latching projection 9. That is, the two control elements 19 are energized and heated only briefly, so that the Entriege ⁇ ment element is moved upwards only for a very short time and the latching hook 12 pushes outward, after which it falls back into the position shown in Figure 1 and snap the locking hooks inwards and immediately engage the locking projection 9 again.
  • the actuating element 15 is automatically re-elongated during this axial movement, driven by the spring element 6, so that it can be energized again to retract the positioning element 3, thus shortening it and pulling the extended positioning element 3 back inwards.
  • the latching hooks 12 are then released from their given engagement on the upper latching projection 9 again, they are automatically pressed outwards and snap over the annular inclined surface 24, which cooperates in this case with the inclined surface 23 on the Rastha ⁇ ken 12, when the positioning is retracted far enough automatically back under the locking projection 8, the positioning element 3 while fixing, a.
  • FIG. 2 shows a positioning device 25 according to the invention of a second embodiment.
  • This also has a device housing 26 shown here only in sections, in which on the one hand along the axis A movable positioning 27, which is also cylindrical here, is arranged, and a thumbwheel 28, the only about the axis A rotatable, but axially is not slidably disposed in the device housing 26.
  • an annular collar 29 is provided, on which a spring element 30 is supported with its lower end. With its upper end, it is at one
  • the Fe ⁇ derelement 30 thus urges the positioning 27 continuously ⁇ ierlich upward.
  • the positioning element 27 lies thereby, depending on the rotational position of the setting wheel 28, either with the end face 44 or with the end face 45 on the Stirnflä ⁇ che 41 of the setting wheel 28.
  • the positioning element 27 is guided on the housing side guide webs 32 linearly and axially movable lent, so it can not rotate.
  • the thumbwheel 28 is fixed in position as described, but stored ro ⁇ tierend. It is provided with a first actuator 33 and second actuator 34, both connected from a Formged Stahlt- nis alloy, which are secured with a respective end 35, 36 on the device housing (not further Darge ⁇ represents) from where they pass to the Adjusting wheel and are wound in ent ⁇ opposite direction by about 180 ° to the setting wheel 28 and fixed there with the other end, here in the common point 37. Both control elements 33, 34 are powered separately via the control device 38 with integrated power supply, which is also shown here only as an example.
  • the thumbwheel 28 has in the example shown two strictlysvor ⁇ jumps 39, of which only one is visible on.
  • Each guide projection 39 is substantially V-shaped and bounded on both sides by guide surfaces 40, which run obliquely and are guided in the manner of a ramp.
  • the end face 41 at the lower end forms a stop surface and serves to lock in the respective position, which will be discussed below.
  • two V-shaped recesses 42 corresponding to the guide projections 39 are provided. These recesses are laterally bounded by corresponding obliquely extending guide surfaces 43, which are also ramped ge ⁇ leads and in their slope corresponding to the guide surfaces 40 on the guide projections 39.
  • the guide projection 39 thus engages positively in the recess 42, the guide surfaces 40 lie flat on the guide surfaces 43.
  • the end face 44 forms at the bottom of the Reception 42 a stop surface for the end face 41 of the setting wheel 28.
  • the actuator 33 If now the positioning element 27 is moved out of the retracted position Po ⁇ tion, for example, the actuator 33 is energized, it heats up and shortens. In this case, the setting wheel is rotated due to the shortening about the axis A to the right. This leads to the position shown in Fig. 2 right guide face of the visible guide ⁇ projection 39 presses against the opposite guide surface 43 of the recess 42. This causes the positioning member 27 is moved in the direction of the axis A down against the pressure of the spring element 30 which is compressed, guided over the guide webs 32. This axial Ver ⁇ shift takes place until the end face 41 on the upper Edge of the guide surface 43 runs and rests on the Stirnflä ⁇ che 45 of the positioning member 27. The actuator 33 has then reached the maximum shortening, the rotation angle is approximately 90 °. The locking in this position is given because the spring element 30, the two end faces 41 and 45 presses firmly on each other and consequently a return of the positioning member 27 is excluded.
  • the actuator 34 is energized, it shortens, the setting wheel 28 is rotated in the opposite direction, ie to the left, about the axis A.
  • the Stirnflä ⁇ is che 41 moves on the face 45 until the leadership projection 39 back into the recess 42 slips.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a positioning member 46. erfindungsge ⁇ MAESSEN the Wesent ⁇ union parts Again, only shown.
  • the positioning element 47 is designed zy ⁇ lindrisch and a screw or threaded guide connected to a corresponding fixed part 49 of the device housing.
  • At the upper end of the positio ⁇ nierelements 47 are also two control elements 50, seen 51 before ⁇ , with its two ends 52, 53 housing fixed to the Voridessge- to the positioning member 47 (in a manner similar to the thumbwheel 28) by about Are wound 180 ° and fixed in a common point 54.
  • the two can also here from a shape memory alloy existing the actuators 50 are energized separately 51st
  • FIG 3 shows the positioning element 47, for example, in the extended position, that is, the actuating element 51 was previously energized, the positioning element 47 has been moved down in the stationary part 49 due to the screw or thread guide.
  • the actuator 50 If it is now retracted or screwed in, the actuator 50 is energized, the actuator 51 is now cold. By the energization of the actuating element 50, this shortens, the positioning member 47 is rotated about the axis A to the right to rotate, the thread guide 48 causes it, based on Fig. 3, moved upwards and screwed it.

Abstract

The invention relates to a positioning device for actuating a coupled third object, comprising an actuating means via whose actuation a positioning element coupled to the third object can be displaced between two positions. The actuating means has at least one preferably wire- or strip-shaped first and second actuating element (15, 19, 33, 34, 50, 51) made of a shape memory alloy. The first actuating element serves to displace the positioning element (3, 27, 47) into one position, and the second actuating element serves to displace the positioning element (3, 27, 47) into the other position. The positioning element (3, 27, 47) is guided in a linearly displaceable manner between both positions, and a stopping means is provided for stopping the positioning element (3, 27) in the respective position or the positioning element (47) is guided inside a guide (48) that holds itself at least in the respective element position.

Description

Beschreibungdescription
Positioniervorrichtung zum Betätigen eines gekoppelten DrittgegenstandsPositioning device for actuating a coupled third object
Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung zum Betätigen eines gekoppelten Drittgegenstands, umfassend ein Stellmittel, durch dessen Betätigung ein mit dem Drittgegens¬ tand gekoppeltes Positionierelement zwischen zwei Stellungen bewegbar ist.The invention relates to a positioning device for actuating a coupled third object, comprising an adjusting means, by the actuation of a coupled to the Drittgegens ¬ tand positioning is movable between two positions.
Für die stufenweise oder stufenlose Positionierung von mecha¬ nischen Teilen in Geräten, wie beispielsweise Schaltern, Relais, Ventile, Dosiervorrichtungen, Luftumleitklappen etc. kommen unterschiedliche Arten von Stellelementen zum Einsatz, die manuell, motorisch, elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder thermisch arbeiten. Die meisten dieser Stellelemente benötigen relativ viel Bauraum. Insbesondere Stell¬ elemente, die elektrisch zu betätigen sind, wie beispielswei- se Magnetspulen, elektropneumatische Stellelemente etc., be¬ nötigen zum Halten einer eingenommenen Position in der Regel einen Dauerhaltestrom, der den mittleren Energieverbrauch der Geräte erhöht .For the stepwise or stepless positioning of mecha ¬ African parts in equipment such as switches, relays, valves, metering devices, Luftumleitklappen etc. different types coming from adjusting elements are used, which operate manually motor, electromagnetically, pneumatically, hydraulically or thermally. Most of these control elements require a relatively large amount of space. In particular parking ¬ elements which are to be operated electrically, as beispielswei- se solenoids, electro-pneumatic actuators, etc., be ¬ necessary for holding a position held usually a permanent holding current which increases the average power consumption of the devices.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Positio¬ niervorrichtung anzugeben, die kleinbauend ausgeführt werden kann, und die keinen Dauerhaltestrom zur Positionshaltung bedarf .The invention is therefore based on the problem to provide a positioning ¬ niervorrichtung, which can be designed physically small, and does not require a continuous holding current position position.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Positioniervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stellmittel jeweils wenigstens ein vorzugsweise draht- oder bandförmiges erstes und zweites Stellelement aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, wobei das erste Stellelement zum Bewegen des Positionierelements in die eine Stellung und das zweite Stellelement zum Bewegen des Positio¬ nierelements in die andere Stellung dient, wobei das Positio¬ nierelement zwischen den beiden Stellungen linear bewegbar geführt ist, und ein Arretiermittel zum Arretieren des Posi¬ tionierelements in der jeweiligen Position vorgesehen oder das Positionierelement in einer zumindest in der jeweiligen Elementstellung selbsthalternden Führung geführt ist.To solve this problem is provided according to the invention in a positioning device of the type mentioned that the adjusting means each have at least one preferably wire or band-shaped first and second actuator of a shape memory alloy, wherein the first actuator for moving the positioning in the one position and and the second actuating element serves to move the positio ¬ nierelements in the other position wherein the positio ¬ nierelement linearly movable between the two positions is guided, and provided a locking means for locking the Posi ¬ tionierelements in the respective position or the positioning element is guided in a self-holding guide at least in the respective element position.
Die Erfindung schlägt zum einen den Einsatz von Stellelementen aus einer Formgedächtnis-Legierung vor, die bevorzugt draht- oder bandförmig ausgeführt sind. Solche Stellelemente oder Aktoren können über ihre veränderbare Form Stellaufgaben abarbeiten. Sie werden als SMA-Stellelemente oder -Aktoren (SMA = Shape Memory Alloy) bezeichnet.The invention proposes, on the one hand, the use of actuating elements made of a shape memory alloy, which are preferably designed as wire or tape. Such actuators or actuators can work off their variable shape actuating tasks. They are referred to as SMA actuators or actuators (SMA = Shape Memory Alloy).
SMA-Stellelemente zeichnen sich dadurch aus, dass sie in Ab¬ hängigkeit ihrer Temperatur die Form ändern können. Man er- reicht dies dadurch, dass man ihnen durch geeignete Formglü- hung eine Vorzugsrichtung aufprägt, in welcher sich die Körner bei der temperaturbedingten Phasenumwandlung bevorzugt ausrichten. Bekannt sind Ein-Weg-Aktoren, die bei einer Temperaturerhöhung ab Erreichen einer bestimmten Umwandlungstem- peratur von der Form des kalten Zustands in eine andere wechseln, was durch eine Phasenänderung von Martensit zu Austenit und das Kornwachstum in Richtung der aufgeprägten Vorzugsrichtung geschieht. Zum Einleiten der Formänderung ist die Erwärmung des SMA-Stellelements über seine Umwandlungstempe- ratur erforderlich, wozu das Stellelement bevorzugt pulsför- mig bestromt wird. Nach erneutem Erkalten bleibt der Aktor in der eingenommenen Form, das heißt, er wandelt seine Form nicht zurück. Zum Zurückführen sind beispielsweise mechanische Rückstellungen in Form von Rückstellfedern oder derglei- chen vorzusehen. Bei Zwei-Weg-Aktoren nimmt der Aktor mit dem Erkalten die ursprüngliche Form selbständig wieder ein.SMA actuators are characterized in that they dependency in from ¬ to its temperature change shape. This is achieved by imposing on them a preferred direction by means of suitable shaping annealing, in which the grains preferably align themselves during the temperature-induced phase transformation. Known are one-way actuators, the temperature change from reaching a certain conversion temperature of the shape of the cold state to another, which is done by a phase change of martensite to austenite and the grain growth in the direction of the embossed preferred direction. In order to initiate the change in shape, the heating of the SMA actuating element via its transformation temperature is required, for which purpose the actuating element is preferably energized in a pulsed manner. After cooling again, the actor remains in the assumed shape, that is, he does not change its shape. For example, mechanical provisions in the form of return springs or the like must be provided for returning. In the case of two-way actuators, the actuator automatically resumes its original shape as it cools down.
Als gängige Formgedächtnis-Materialien kommen vor allem CuAl- Ni-Legierungen und NiTi-Legierungen zum Einsatz. Die Größe des Memory-Effekts und die Stabilität der Memory-Eigen¬ schaften von NiTi sind denen von CuAlNi überlegen. Diese Formgedächtnis-Stellelemente können wie beschrieben in Band- oder Drahtform ausgeführt sein, sind infolgedessen sehr klein und schmal und können ohne weiteres in den mitunter sehr geringen Bauraum integriert werden. Um sicherzustellen, dass in den jeweiligen Endstellungen, die durch Betätigen eines solchen SMA-Stellelements eingenommen werden können, kein Dauerhaltestrom erforderlich ist, ist erfindungsgemäß ein Arretiermittel vorgesehen, über das das Positionierelement in der jeweiligen Position arretiert wird. Das heißt, es erfolgt eine mechanische Fixierung des Positionierelements, das SMA- Stellelement wird hierfür nicht benötigt, ist infolgedessen auch nicht weiter zu bestromen. Alternativ zur mechanischen Fixierung über ein Arretiermittel ist es auch denkbar, dass das Positionierelement, das eine lineare Bewegung während seiner Verstellung zwischen den beiden Endstellungen durchführt, so geführt ist, dass es über die Führung selbsthal- ternd in der jeweiligen Position gehalten wird. In diesem Fall kommen auch keine zusätzlichen Arretiermittel zum Einsatz, vielmehr ist bereits die Bewegungslagerung des Positio- nierelements bezüglich eines feststehenden Vorrichtungsbau¬ teils so ausgestaltet, dass es hierüber bei Erreichen der je¬ weiligen Endstellung fixiert ist.As common shape memory materials are mainly CuAl-Ni alloys and NiTi alloys used. The size of the memory effect and the stability of the memory self ¬ properties of NiTi are superior to those of CuAlNi. These shape memory adjusting elements can be designed as described in ribbon or wire form, are therefore very small and narrow and can be easily integrated into the sometimes very small space. To ensure that in the respective end positions, which can be occupied by operating such a SMA control element, no continuous holding current is required, a locking means is provided according to the invention, via which the positioning element is locked in the respective position. That is, there is a mechanical fixation of the positioning, the SMA actuator is not required for this, is therefore not to be energized further. As an alternative to mechanical fixation via a locking means, it is also conceivable that the positioning element, which performs a linear movement during its adjustment between the two end positions, is guided in such a way that it is held in the respective position via the guide in a self-supporting manner. In this case, no additional locking means are used, but already the movement bearing of the positioning nierelements with respect to a fixed device ¬ construction partly designed so that it is fixed here on reaching the ¬ each respective end position.
Erfindungsgemäß kann das Positionierelement allein durch Be- tätigung der Stellelemente zwischen den beiden Stellungen bewegbar sein, wozu die Stellelemente an entsprechenden Funkti¬ onsgliedern der Positioniervorrichtung angeordnet sind. Alternativ ist es auch denkbar, zur Unterstützung ein Rückstellelement vorzusehen. Dieses wird bei Bewegung des Positi- onierelements in die eine Stellung verformt, so dass es eine Rückstellkraft aufbaut, die bei der Bewegung des Positionier¬ elements in die andere Stellung unterstützend wirkt. Bevor¬ zugt wird hierbei eine Schraubenfeder, die mit einem Ende la¬ gefest an einem Vorrichtungsteil gehaltert ist, während sie mit dem anderen Ende an dem längsbeweglichen Positionierelement angeordnet ist, und über dieses zum Aufbauen der Rück¬ stellkraft komprimiert wird. Gemäß einer ersten Erfindungsvariante kann das Positionierelement mit dem ersten Stellelement verbunden sein und in der durch Betätigung dieses Stellelements einnehmbaren Stellung mittels eines oder mehrerer Rastelemente, an denen das Posi- tionierelement einrastet, arretierbar sein, während das zwei¬ te Stellelement mit einem Entriegelungselement verbunden ist, das bei Betätigung dieses Stellelements das oder die Rastele¬ mente aus ihrem Eingriff am Positionierelement löst. Es er¬ folgt hier also eine definierte mechanische Verrastung in der jeweiligen Endstellung über das oder die Rastelemente, die jedoch über das Entriegelungselement je nach Bedarf aus ihrer Raststellung bewegt werden können. Das Entriegelungselement ist bevorzugt ein von dem Positionierelement durchsetzter Ring, der bei Betätigung des zweiten Stellelements linear verschoben wird und dabei an dem oder den Rastelementen angreift, diese aus dem Rasteingriff am Positionierelement drü¬ ckend. Bevorzugt sind dabei das oder die Rastelemente als fe¬ dernde Rasthaken ausgebildet und seitlich benachbart zum Po¬ sitionierelement angeordnet. Das Entriegelungselement in Form des Ringes wird bei dieser Ausgestaltung linear oder axial bewegt und gegen das oder die Rastelemente geführt, wodurch diese in die Freigabestellung geführt werden. Hierzu ist zweckmäßigerweise an dem oder den Rasthaken jeweils eine Schrägfläche und/oder an dem Ring eine Schrägfläche vorgese- hen, über die die Rasthaken zum Entriegeln in die Lösestellung bewegt werden. Die Rasthaken und der Entriegelungsring wirken also über die Schrägfläche (n) miteinander zusammen, wobei über diese Schrägfläche gleichzeitig die Bewegungskom¬ ponente, die zum Bewegen der Rasthaken in die Freigabestel- lung dient, eingeleitet wird.According to the invention, the positioning member may simply by loading the adjusting elements between the two positions actuation be movable, to which the actuator members at respective functi ¬ onsgliedern of the positioning device are arranged. Alternatively, it is also conceivable to provide a return element for support. This is deformed during movement of the positive onierelements in a position so that there is a restoring force builds up, the supportive effect on movement of the positioning ¬ elements in the other position. Before ¬ is Trains t in this case a helical spring, which is supported with one end la ¬ Gefest on an apparatus part, while it is arranged with the other end to the longitudinally movable positioning member, and is compressed force this to build up the back ¬. According to a first variant of the invention, the positioning element may be connected to the first adjusting element and be locked in the engageable by actuation of this actuating element position by means of one or more locking elements, which engages the positioning tionierelement, while the two ¬ th actuating element is connected to an unlocking that releases the one or more Rastele ¬ elements from their engagement with the positioning on actuation of this actuator. There he so ¬ here follows a defined mechanical locking in the respective end position via the one or more locking elements, but can be moved through the unlocking as needed from its locked position. The unlocking element is preferably a penetrated by the positioning ring, which is linearly displaced upon actuation of the second actuating element and thereby acts on the one or more locking elements, these from the latching engagement on the positioning drü ¬ ckend. Preference is given to the one or more latching elements designed as fe ¬-promoting catch hooks and laterally adjacent to Po ¬ arranged sitionierelement are. The unlocking element in the form of the ring is moved linearly or axially in this embodiment and guided against the one or more locking elements, whereby they are guided into the release position. For this purpose, an oblique surface and / or an oblique surface are expediently provided on the one or more latching hooks and / or on the ring via which the latching hooks are moved for unlocking into the release position. The latching hooks and the unlocking ring thus interact with one another via the inclined surface (s), wherein the movement component which serves to move the latching hooks into the release position is simultaneously introduced via this oblique surface.
Eine zweite Erfindungsvariante sieht vor, dass das erste und das zweite Stellelement mit einem zwar rotierend bewegbaren, axial aber nicht verschiebbaren Stellrad verbunden sind, das je nach Betätigung des einen oder anderen Stellelements in die eine oder andere Drehrichtung gedreht wird, und das mit dem axial bzw. linear verschiebbar gelagerten Positionierelement über wenigstens eine bei Drehung des Stellrads eine Ii- neare Bewegung des linear geführten Positionierelements er¬ wirkende Führungsfläche mit dem Positionierelement gekoppelt ist. Während bei der zuvor beschriebenen Erfindungsvariante ausschließlich lineare Bewegungen über das oder die Stellele- mente bezüglich der zu bewegenden Teile ausgeführt werden, ist bei dieser Erfindungsvariante eine Rotation des Stellrads über die beiden Stellelemente vorgesehen. Die band- oder drahtförmigen SMA-Stellelemente sind zum Teil um das Stellrad gewickelt, so dass sich bei einer entsprechenden bestromungs- bedingten Verkürzung bei positionsfester Fixierung des einen Stellelementes zwangsläufig eine Rotation des Stellrades er¬ gibt. Über die Bewegungskopplung des Positionierelements über die Führungsfläche wird damit die Linearbewegung des Positio¬ nierelements eingeleitet.A second variant of the invention provides that the first and the second actuator are connected to a rotating, axially but not displaceable thumbwheel, which is rotated depending on the operation of one or the other actuator in one or the other direction, and with the axial or linearly displaceably mounted positioning over at least one upon rotation of the thumbwheel neare movement of the linear guided positioning he ¬ acting guide surface is coupled to the positioning. While in the variant of the invention described above only linear movements are carried out via the actuating element or elements with respect to the parts to be moved, in this variant of the invention a rotation of the setting wheel is provided via the two adjusting elements. The band or wire-shaped SMA adjusting elements are partly wound around the setting wheel, so that inevitably causes a rotation of the adjusting wheel he ¬ at a corresponding bestromungs- induced shortening in positionally fixed fixation of an actuating element. About the movement coupling of the positioning over the guide surface thus the linear movement of the positioning ¬ nierelements is initiated.
Zweckmäßigerweise sind sowohl am Stellrad als auch am Positi¬ onierelement jeweils wenigstens eine Führungsfläche vorgese¬ hen, die aufeinander laufen. Dabei kann am Positionierelement eine im Wesentlichen V-förmige, beidseits von jeweils einer Führungsfläche begrenzte Ausnehmung vorgesehen sein, in die das Stellrad mit einem im Wesentlichen V-förmigen, beidseits von zwei Führungsflächen begrenzten Führungsvorsprung eingreift. Das Positionierelement wie auch das Stellrad sind axial hintereinander angeordnet, beide sind zylindrisch aus- gebildet, wobei die Bewegungskopplung über den Eingriff des Führungsvorsprungs in die Ausnehmung am Positionierelement realisiert ist. Je nachdem, wie die Führungsflächen in ihrem Winkel verlaufen, wie steil sie also sind, kann bei der Rota¬ tion des Stellrads eine mehr oder weniger große axiale Ver- Schiebung des bezüglich des lagefesten, lediglich drehbaren Stellrads beweglich angeordneten Positionierelements reali¬ siert werden. Dabei können zweckmäßigerweise für eine sichere und exakte Führung und symmetrische Kraftübertragung am Posi¬ tionierelement zwei einander gegenüberliegende V-förmige Aus- nehmungen und am Stellrad zwei entsprechend angeordnete V- förmige Führungsvorsprünge vorgesehen sein. Die Stirnseite des Positionselements und die Stirnseite des Stellrads weisen also jeweils ein aneinander angepasstes, rotationssymmetrisches Mehrstufenprofil mit gleitendem Übergang auf.Conveniently, both the wheel and at the positi ¬ onierelement each case at least one guide surface vorgese ¬ hen, through the other. In this case, a substantially V-shaped, on either side of each of a guide surface limited recess may be provided on the positioning, in which the adjusting wheel engages with a substantially V-shaped, bounded on both sides by two guide surfaces guide projection. The positioning element as well as the setting wheel are arranged axially one behind the other, both are cylindrically formed, wherein the movement coupling is realized via the engagement of the guide projection in the recess on the positioning element. Depending on how extend the guide surfaces in their angle as steep they are, may, at the Rota ¬ tion of the setting wheel, a more or less large axial shift in the relative to the positionally fixed, only rotating the setting wheel movably arranged positioning reali ¬ be Siert. In this case, correspondingly arranged V-shaped guide projections may conveniently for a safe and precise guidance and symmetrical transmission on Posi ¬ tionierelement recesses two opposing V-shaped training and on the rotary two may be provided. The end face of the position element and the front of the thumbwheel point So each one adapted to each other, rotationally symmetric multi-stage profile with sliding transition.
Bei dieser Ausgestaltung sind die Arretiermittel bevorzugt über die einander entgegengesetzt gerichteten Stirnflächen des Stellrads und des Positionierelements, die in den beiden einnehmbaren Stellungen aufeinander liegen, gebildet. In der jeweiligen Stellung stehen also - gesehen in Achsrichtung - die zu dieser senkrechten Stirnfläche des Stellrads und des Positionierelements aufeinander, so dass eine Arretierung auf einfache Weise hierüber realisiert ist.In this embodiment, the locking means are preferably formed over the oppositely directed end faces of the setting wheel and the positioning element, which lie in the two ingestible positions on each other. In the respective position are therefore - seen in the axial direction - to this vertical end face of the setting wheel and the positioning element to each other, so that a lock is realized in a simple way about this.
Das Stellelement wird in axialer Richtung mit Hilfe einer Fe¬ der permanent gegen das Stellrad gedrückt. Ein Verdrehen des Stellrades beispielsweise um 90° bewirkt, dass das Positio¬ nierelement mit einer anderen Stirnflächenstufe gegen die Stellradstirnfläche aufliegt als vorher, und dadurch auch ei¬ ne andere Ausfahrlänge aus der Führungshülse hat als vorher. Für das Verdrehen des Stellrades sind für jede Drehrichtung ein SMA-Draht als Stellelement vorgesehen. Das radseitigeThe actuating element is pressed in the axial direction by means of a Fe ¬ permanently against the wheel. A rotation of the adjusting wheel, for example, by 90 ° causes the positioning ¬ nierelement rests with another end face level against the Stellradstirnfläche than before, and thereby ei ¬ ne other extension length of the guide sleeve has as before. For the rotation of the adjusting wheel, an SMA wire is provided as an actuating element for each direction of rotation. The wheel side
Drahtende wird um das Rad gewickelt und dort befestigt. Das andere Drahtende wird an einem stationären Punkt der Positio¬ niervorrichtung verankert. Wird der Draht bestromt und kont¬ rahiert, versucht er sich von dem Rad abzuwickeln, und ver- dreht dabei das Rad. Der zweite SMA-Draht wird ähnlich ange¬ bracht, aber mit gegensinniger Wickelrichtung. Durch Bestro- men dieses zweiten Drahtes wird das Positionierelement wieder in die vorherige Position gebracht. Ein neues Bestromungs- zyklus kann erst beginnen, wenn der jeweils andere Draht ab- gekühlt ist und die martensitische Phase angenommen hat.Wire end is wrapped around the wheel and fastened there. The other end of the wire is anchored to a stationary point of the positio ¬ niervorrichtung. If the wire is energized and cont ¬ rahiert, he tries to settle from the wheel, and comparable, thereby rotating the wheel. The second SMA wire is placed similarly-¬ but with oppositely directed winding direction. By energizing this second wire, the positioning element is returned to the previous position. A new energizing cycle can only begin when the other wire has cooled off and has assumed the martensitic phase.
Eine dritte Erfindungsvariante sieht schließlich vor, dass das Positionierungselement über eine Gewindeführung an einem positionsfesten Vorrichtungsteil geführt ist, wobei das erste und zweite Stellelement mit dem Positionierelement oder mit dem drehbar gelagerten Vorrichtungsteil verbunden sind, so dass je nach Betätigung des einen oder anderen Stellelements das Positionierelement in einer Schraubbewegung ein- oder ausgeschraubt wird. Bei dieser Ausgestaltung ist eine selbst- halternde Arretierung über die Gewindeführung realisiert. Die Reibung innerhalb der Schrauben- oder Gewindeführung ist so groß, dass keine automatische Rückstellung möglicht ist, gleichwohl ist bei Betätigung des ersten oder zweiten Stellelements eine sichere Bewegung des Positionierelements mög¬ lich. Dabei sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen denkbar. Zum einen ist das Positionierelement mit dem ersten und dem zweiten Stellelement gekoppelt, das positionsfeste Vorrichtungsteil ist fixiert und nicht drehbar. Hier wird das Positionierelement aktiv gedreht und über die Schraubbewegung zwischen den beiden Stellungen verändert. Eine Alternative sieht vor, das Vorrichtungsteil zwar positionsfest, jedoch drehbar zu lagern und an diesem die beiden Stellelemente an- zubringen. Hier wird das Vorrichtungsteil aktiv gedreht, das mit ihm gekoppelte Positionselement wird über die Drehung des Vorrichtungsteils ein- und ausgeschraubt. Bei dieser Ausges¬ taltung werden die Stellelemente, nachdem das Vorrichtungs¬ teil positionsfest ist, nicht mitbewegt, während bei der erstgenannten Ausführungsform die beiden Stellelemente mit dem Positionierelement mitbewegt werden.A third variant of the invention finally provides that the positioning element is guided by a thread guide on a fixed position device part, wherein the first and second actuator are connected to the positioning or with the rotatably mounted device part, so that depending on the operation of one or the other actuator the positioning in or a screwing motion is unscrewed. In this embodiment, a self-locking lock is realized via the thread guide. The friction within the screw or thread guide is so great that no automatic reset is possible, however, a safe movement of the positioning is mög ¬ Lich on actuation of the first or second actuator. Two different embodiments are conceivable. On the one hand, the positioning element is coupled to the first and the second adjusting element, the position-fixed device part is fixed and not rotatable. Here, the positioning is actively rotated and changed by the screw movement between the two positions. An alternative provides for the device part to be fixed in position but rotatably supported and to attach the two actuating elements to it. Here the device part is actively rotated, the position element coupled to it is screwed in and out via the rotation of the device part. In this Ausges ¬ taltung the adjusting elements are, after the device ¬ part is fixed in position, does not move, while the two actuating elements are moved together with the positioning member in the former embodiment.
Wenngleich bereits durch die selbsthalternden Eigenschaften der Gewindeführung eine ausreichende Arretierung gegeben ist, ist es möglich, als zusätzliche Arretiermittel wenigstens ein jeweils eine Stellung definierendes Rastmittel vorzusehen, wobei ein Rastmittel vorzugsweise als federbelasteter Rast¬ vorsprung oder als vorzugsweise federbelastete Rastkugel aus¬ gebildet ist, der oder die mit einer entsprechenden Rastauf- nähme zusammenwirkt. Hier sind unterschiedliche Ausgestaltun¬ gen denkbar, nachdem der Rastvorsprung oder die Rastkugel entweder am Vorrichtungsteil und die entsprechende Rastauf¬ nahme am Positionierelement angeordnet sein können, oder um¬ gekehrt .Although it is already by himself holder properties of the thread guide, a sufficient locking, it is possible to provide at least one respective position defining locking means as an additional locking means, wherein a catch means projection preferably a spring-loaded detent ¬ or is formed as a preferably spring-loaded detent ball from ¬, the or which cooperates with a corresponding latching stop. Here are different Ausgestaltun ¬ conditions conceivable after the locking projection or the detent ball either on the device part and the corresponding Rastauf ¬ exception can be arranged on the positioning, or to ¬ swept.
Insbesondere betreffend die zweite und dritte Ausführungsform müssen die Drahtlängen für die erforderlichen Weglängen, der Drahtquerschnitt für die erforderliche Kraft dimensioniert sein. Die Aufwickellänge muss wenigstens der Kontraktionslän¬ ge des Drahtes entsprechen. Die Drähte müssen so befestigt sein, das sie vor dem Kontrahieren straff gespannt sind. Wenn beide stromlos sind, wird der Draht etwas lose durchhängen, der zuletzt aktiviert war.Particularly regarding the second and third embodiments, the wire lengths for the required path lengths and the wire cross-section for the required force must be dimensioned be. The winding length must correspond at least to the contraction length of the wire. The wires must be secured so that they are tight before contracting. If both are de-energized, the wire will sag slightly loose, which was last activated.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er¬ geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention ¬ follow from the following described embodiments and from the drawings. Showing:
Fig. 1 eine erste Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung einer ersten Ausführungsform,1 is a first schematic representation of a positioning device according to the invention of a first embodiment,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Po- sitioniervorrichtung einer zweiten Ausführungsform, undFIG. 2 is a schematic diagram of a positioning device according to the invention of a second embodiment, and FIG
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung einer dritten Ausführungsform.Fig. 3 is a schematic diagram of a positioning device according to the invention a third embodiment.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 1, bestehend aus einem Vorrichtungsgehäuse 2, das bezogen auf den Bewegungsbetrieb des in ihm integrierten, beweglich gelagerten Positionierelements 3 nach Art eines Stators statisch bzw. positionsfest ist. Das Vorrichtungsgehäuse 2 ist im ge- zeigten Ausführungsbeispiel zylindrisch, könnte aber auch querschnittlich gesehen rechteckig oder dergleichen sein.Fig. 1 shows a positioning device 1 according to the invention, consisting of a device housing 2, which is static or fixed in position in relation to the movement operation of the integrated, movably mounted positioning element 3 in the manner of a stator. The device housing 2 is cylindrical in the exemplary embodiment shown, but could also be rectangular or the like in cross-section.
In ihm ist ein längs der Vorrichtungsachse A axial verschieb¬ bar gelagertes Positionierelement 3, das im gezeigten Bei- spiel ebenfalls querschnittlich gesehen über seine gesamteIn it is a longitudinally along the device axis A axially displaceable bar ¬ mounted positioning element 3, which in the example shown also cross-sectional view over its entire
Länge bevorzugt zylindrisch ist, aufgenommen. Dieses Positio¬ nierelement 3, das aufgrund seiner Beweglichkeit als Anker angesprochen werden kann, ist, wie in Fig. 1 gestrichelt gezeigt, mit einem Drittgegenstand 4 gekoppelt, der über das Positionierelement 3 zwischen zwei definierten Stellungen bewegt werden soll. Bei diesem Drittgegenstand 4 kann es sich beispielsweise um einen Schalthebel, ein Stellglied für eine Ventilklappe, ein Ventilbauteil oder dergleichen handeln, al- so um einen beliebigen Gegenstand, der zwischen zwei Stellungen definiert gestellt werden soll.Length is preferably cylindrical, added. This positioning ¬ nierelement 3, which can be addressed due to its mobility as an anchor is, as shown in phantom in Fig. 1, coupled to a third object 4, which is to be moved over the positioning element 3 between two defined positions. This third article 4 may be, for example, a shift lever, an actuator for a valve flap, a valve component or the like, al- so any object that should be placed between two positions defined.
Das Positionierelement 3 weist an seinem unteren Ende einen verbreiterten Flansch 5 auf, an dem ein Federelement 6, hier eine Schraubenfeder, aufgelagert ist. Dieses Federelement 6 ist mit dem anderen Ende an einer Schulter 7 des Vorrichtungsgehäuses 2 gegengelagert. Seine Wirkrichtung ist nach unten gerichtet, das heißt, es drängt das Positionierelement 3 stets in die ausgefahrene, gestrichelte Stellung, in der es um die den Weg D wie in Fig. 1 gezeigt aus dem Vorrichtungs¬ gehäuse 2 ausgefahren ist.The positioning element 3 has at its lower end a widened flange 5, on which a spring element 6, here a coil spring, is superimposed. This spring element 6 is counteracted with the other end to a shoulder 7 of the device housing 2. Its effective direction is directed downward, that is, it urges the positioning element 3 always in the extended, dashed position in which it is extended by the path D as shown in Fig. 1 from the device ¬ housing 2.
Zur Begrenzung bzw. zur Definierung dieser beiden Endstellun- gen ist am Positionierelement 3 ein erster ringförmiger Rast¬ vorsprung 8 sowie ein zweiter, axial beabstandeter ringförmiger Rastvorsprung 9 vorgesehen. Diese beiden Rastvorsprünge 8, 9 sind Teil eines Rastmittels, das der Arretierung des Po¬ sitionierelements 3 in der jeweiligen Position dient, und das über Rastelemente 10, die in einer Ausnehmung 11 des Vorrichtungsgehäuses positionsfest angeordnet sind, ergänzt wird. Die Rastelemente 10 sind als federnde Rasthaken 12 ausge¬ führt, die im gezeigten Beispiel an einem umlaufenden Ring 13, der an einer entsprechenden Ringschulter 14 im Gehäuse 2 bzw. der Ausnehmung 11 aufgelagert ist, angeordnet sind. Die Rasthaken 12 hintergreifen in der gezeigten Stellung den ringförmigen Rastvorsprung 8 und fixieren so das Positionierelement 3 in der eingezogenen Stellung, in die es, das Federelement 6 komprimierend, gezogen wurde. Hierzu ist das Posi- tionierelement 3 mit einem ersten Stellelement 15 aus einemTo limit or to define these two gene Endstellun- on positioning element 3, a first annular detent ¬ projection 8 and a second, axially spaced annular locking protrusion 9 is provided. These two locking projections 8, 9 are part of a locking means, which serves to lock the Po ¬ sitionierelements 3 in the respective position, and which is complemented by locking elements 10 which are arranged fixed in position in a recess 11 of the device housing. The locking elements 10 are as resilient latching hooks 12 out ¬ leads, which are arranged in the example shown on a circumferential ring 13 which is mounted on a corresponding annular shoulder 14 in the housing 2 and the recess 11. The locking hooks 12 engage behind in the position shown, the annular locking projection 8 and thus fix the positioning element 3 in the retracted position, in which it, the spring element 6 compressing pulled. For this purpose, the positioning element 3 with a first adjusting element 15 is made of one
Formgedächtnis-Metall verbunden, das als Draht oder Band aus¬ geführt ist. Mit seinem oberen Ende 16 ist es an dem Vorrich¬ tungsgehäuse 2 fixiert. Eine Steuerungseinrichtung 17 mit ei¬ ner integrierten Stromquelle dient zum Bestromen des Stell- elements 15, wenngleich die entsprechende Leitungsverbindung etc. nicht im Detail dargestellt ist. Diese Bestromung be¬ wirkt eine Erwärmung des Stellelements 15 über seine Umwand¬ lungstemperatur, so dass eine Formwandlung aufgrund einer Ge- fügeänderung einsetzt und sich das Stellelement 15 definiert in seiner Länge ändert, hier also verkürzt. Befindet sich al¬ so das Positionierelement 3 in der gestrichelten ausgefahre¬ nen Stellung, so befindet sich das Stellelement 15 in seiner längeren Form. Zum Einziehen des Positionierelements 3 wird das Stellelement 15 bestromt und erwärmt, so dass es sich formwechselbedingt verkürzt, eine hohe Kraft aufbaut und das Positionierelement 3 gegen den Federdruck in das Gehäuse ein¬ zieht. Diese eingezogene Stellung wird wie beschrieben über die Rasthaken 12 in Verbindung mit dem ringförmigen Rastvorsprung 8 definiert und fixiert.Shape memory metal connected, which is out as ¬ wire or tape. With its upper end 16 it is fixed to the Vorrich ¬ device housing 2. A control device 17 with egg ¬ ner integrated power source is used for energizing the actuating element 15, although the corresponding line connection, etc. is not shown in detail. This current flow be ¬ acts heating of the actuating element 15 of his Encrypt ¬ treatment temperature, so that a shape change due to an overall Inserting change begins and the actuator 15 defines its length changes, so here shortened. Al ¬ so the positioning member 3 is in the broken out drive ¬ NEN position, the control element 15 is in its extended form. For retracting the positioning element 3, the actuating element 15 is energized and heated, so that it shortens due to changing shape, builds up a high force and the positioning element 3 against the spring pressure in the housing ¬ draws. This retracted position is defined as described via the latching hooks 12 in connection with the annular latching projection 8 and fixed.
Soll nun das Positionierelement 3 zur Durchführung einer Stellaufgabe wieder ausgefahren werden, ist der Rasteingriff der Rasthaken 12 zu lösen. Hierzu ist ein Entriegelungsele¬ ment 18 vorgesehen, das ebenfalls in der Ausnehmung 11 angeordnet und ringförmig ausgeführt ist. Das Entriegelungsele¬ ment ist mit im gezeigten Beispiel zwei zweiten Stellelementen 19 ebenfalls aus einer Formgedächtnis-Legierung verbun- den, welche Stellelemente 19 ebenfalls mit den oberen Enden 20 lagefest am Vorrichtungsgehäuse 2 angeordnet sind. Sie sind wie auch das Stellelement 15 mit der Steuerungseinrich¬ tung 17 mit integrierter Stromquelle verbunden und können bei Bedarf gezielt bestromt werden. Auch diese Stellelemente 19 ändern bei Bestromung und damit Erwärmung über ihre Umwandlungstemperatur ihre Form und verkürzen sich definiert. Dies führt dazu, dass das Entriegelungselement 18, das innerhalb des verbreiterten Ringraums 21 axial bewegbar ist, nach oben gezogen wird. Am Entriegelungselement 18 ist eine umlaufende Schrägfläche 22 vorgesehen, ersichtlich läuft es zu seinem freien Ende hin spitz zu. Mit dieser Spitze bzw. Schrägfläche 22 läuft es auf eine entsprechende Schrägfläche 23 an den beiden Rasthaken 12 auf (im gezeigten Beispiel sind zwei Rasthaken 12 gezeigt, es können selbstverständlich auch drei oder vier oder mehr sein) . Dabei werden die federnden Rasthaken aufgrund der miteinander zusammenwirkenden Schrägflächen 22, 23 nach außen in den Raum der Ausnehmung 11 gedrückt, dabei den Rasteingriff am Rastvorsprung 8 lösend. Sobald die Rasthaken 12 aus dem Rasteingriff gezogen sind, wird das Positionierelement 3 freigegeben, das Federelement 6 wird ent¬ lastet und fährt das Positionierelement 3 in die ausgefahrene Stellung. In dieser wird es durch den anschließend wirkenden Eingriff der Rasthaken 12 am oberen Rastvorsprung 9 sofort wieder fixiert. Das heißt, die beiden Stellelemente 19 werden nur kurzzeitig bestromt und erwärmt, so dass das Entriege¬ lungselement nur für sehr kurze Zeit nach oben bewegt wird und die Rasthaken 12 nach außen drängt, wonach es wieder in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückfällt und die Rasthaken nach innen schnappen und sofort wieder den Rastvorsprung 9 untergreifen. Das Stellelement 15 wird während dieser axialen Bewegung, getrieben durch das Federelement 6, automatisch wieder gelängt, so dass es zum erneuten Einziehen des Positi- onierelements 3 wieder bestromt werden kann, es sich also verkürzen und das ausgefahrene Positionierelement 3 wieder nach innen ziehen kann. Dabei werden dann die Rasthaken 12 aus ihren gegebenen Eingriff an dem oberen Rastvorsprung 9 wieder gelöst, sie werden über die ringförmige Schrägfläche 24, die in diesem Fall mit der Schrägfläche 23 an den Rastha¬ ken 12 zusammenwirkt, automatisch nach außen gedrückt und schnappen, wenn das Positionierelement weit genug eingezogen ist, automatisch wieder unter den Rastvorsprung 8, das Positionierelement 3 dabei fixierend, ein.If now the positioning element 3 are extended again to carry out a setting task, the latching engagement of the latching hook 12 is to be released. For this purpose, a Entriegelungsele ¬ ment 18 is provided, which is also arranged in the recess 11 and designed annular. The Entriegelungsele ¬ is ment with the second in the example shown, two control elements 19 also connectedness of a shape memory alloy to which adjusting elements are also connected to the upper ends 20 in a fixed position on the apparatus housing 2 arranged 19th They are as well as the actuator 15 with the Steuerungseinrich ¬ device 17 connected to an integrated power source and can be selectively energized when needed. These adjusting elements 19 also change their shape during energization and thus heating above their transformation temperature and shorten in a defined manner. This results in that the unlocking element 18, which is axially movable within the widened annular space 21, is pulled upwards. On the unlocking element 18, a circumferential inclined surface 22 is provided, it can be seen running towards its free end pointed. With this tip or inclined surface 22, it runs on a corresponding inclined surface 23 on the two latching hooks 12 (in the example shown two latching hooks 12 are shown, it can of course be three or four or more). The resilient latching hooks are pressed due to the cooperating inclined surfaces 22, 23 outwardly into the space of the recess 11, thereby releasing the latching engagement on the locking projection 8. As soon as the Detent hooks 12 are pulled out of the latching engagement, the positioning element 3 is released, the spring element 6 is ent ¬ charged and moves the positioning element 3 in the extended position. In this it is immediately fixed again by the subsequently acting engagement of the latching hooks 12 on the upper latching projection 9. That is, the two control elements 19 are energized and heated only briefly, so that the Entriege ¬ ment element is moved upwards only for a very short time and the latching hook 12 pushes outward, after which it falls back into the position shown in Figure 1 and snap the locking hooks inwards and immediately engage the locking projection 9 again. The actuating element 15 is automatically re-elongated during this axial movement, driven by the spring element 6, so that it can be energized again to retract the positioning element 3, thus shortening it and pulling the extended positioning element 3 back inwards. In this case, the latching hooks 12 are then released from their given engagement on the upper latching projection 9 again, they are automatically pressed outwards and snap over the annular inclined surface 24, which cooperates in this case with the inclined surface 23 on the Rastha ¬ ken 12, when the positioning is retracted far enough automatically back under the locking projection 8, the positioning element 3 while fixing, a.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 25 einer zweiten Ausführungsform. Auch diese weist ein hier nur abschnittsweise gezeigtes Vorrichtungsgehäuse 26 auf, in dem zum einen das längs der Achse A bewegliche Positionierelement 27, das hier ebenfalls zylindrisch ausgeführt ist, angeordnet ist, sowie ein Stellrad 28, das lediglich um die Achse A drehbar, axial aber nicht verschiebbar im Vorrichtungsgehäuse 26 angeordnet ist. Am Vorrichtungsgehäuse 26 ist ein Ringbund 29 vorgesehen, an dem sich ein Federelement 30 mit seinem un- teren Ende abstützt. Mit seinem oberen Ende ist es an einem2 shows a positioning device 25 according to the invention of a second embodiment. This also has a device housing 26 shown here only in sections, in which on the one hand along the axis A movable positioning 27, which is also cylindrical here, is arranged, and a thumbwheel 28, the only about the axis A rotatable, but axially is not slidably disposed in the device housing 26. On the housing housing 26, an annular collar 29 is provided, on which a spring element 30 is supported with its lower end. With its upper end, it is at one
Ringbund 31 des Positionierelements 27 gegengelagert. Das Fe¬ derelement 30 drängt also das Positionierelement 27 kontinu¬ ierlich nach oben. Das Positionierelement 27 liegt dadurch, je nach Drehposition des Stellrades 28, entweder mit der Stirnfläche 44 oder mit der Stirnfläche 45 auf der Stirnflä¬ che 41 des Stellrades 28 auf. Das Positionierelement 27 ist über gehäuseseitige Führungsstege 32 linear und axial beweg- lieh geführt, es kann sich also nicht verdrehen.Counter-collar 31 of the positioning 27 counteracted. The Fe ¬ derelement 30 thus urges the positioning 27 continuously ¬ ierlich upward. The positioning element 27 lies thereby, depending on the rotational position of the setting wheel 28, either with the end face 44 or with the end face 45 on the Stirnflä ¬ che 41 of the setting wheel 28. The positioning element 27 is guided on the housing side guide webs 32 linearly and axially movable lent, so it can not rotate.
Das Stellrad 28 ist wie beschrieben positionsfest, jedoch ro¬ tierend gelagert. Es ist mit einem ersten Stellelement 33 und einem zweiten Stellelement 34, beide aus einer Formgedächt- nis-Legierung, verbunden, die mit jeweils einem Ende 35, 36 am Vorrichtungsgehäuse befestigt sind (nicht näher darge¬ stellt) , von dort laufen sie zu dem Stellrad und sind in ent¬ gegengesetzter Richtung um ca. 180° um das Stellrad 28 gewickelt und dort mit dem anderen Ende, hier im gemeinsamen Punkt 37, fixiert. Beide Stellelement 33, 34 sind über die Steuerungseinrichtung 38 mit integrierter Stromversorgung, die auch hier nur exemplarisch dargestellt ist, separat bestrombar .The thumbwheel 28 is fixed in position as described, but stored ro ¬ tierend. It is provided with a first actuator 33 and second actuator 34, both connected from a Formgedächt- nis alloy, which are secured with a respective end 35, 36 on the device housing (not further Darge ¬ represents) from where they pass to the Adjusting wheel and are wound in ent ¬ opposite direction by about 180 ° to the setting wheel 28 and fixed there with the other end, here in the common point 37. Both control elements 33, 34 are powered separately via the control device 38 with integrated power supply, which is also shown here only as an example.
Das Stellrad 28 weist im gezeigten Beispiel zwei Führungsvor¬ sprünge 39, von denen nur einer sichtbar ist, auf. Jeder Führungsvorsprung 39 ist im Wesentlichen V-förmig und beidseits über Führungsflächen 40, die schräg verlaufen und rampenartig geführt sind, begrenzt. Die Stirnfläche 41 am unteren Ende bildet eine Anschlagfläche und dient der Arretierung in der jeweiligen Position, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.The thumbwheel 28 has in the example shown two Führungsvor ¬ jumps 39, of which only one is visible on. Each guide projection 39 is substantially V-shaped and bounded on both sides by guide surfaces 40, which run obliquely and are guided in the manner of a ramp. The end face 41 at the lower end forms a stop surface and serves to lock in the respective position, which will be discussed below.
Am oberen Ende des zylindrischen Positionierelements 27 sind zwei von der Form her den Führungsvorsprüngen 39 entsprechende, V-förmige Ausnehmungen 42 vorgesehen. Auch diese Ausnehmungen sind seitlich von entsprechenden schräg verlaufenden Führungsflächen 43 begrenzt, die ebenfalls rampenartig ge¬ führt sind und in ihrer Steigung den Führungsflächen 40 an den Führungsvorsprüngen 39 entsprechen. Der Führungsvorsprung 39 greift also formschlüssig in die Ausnehmung 42 ein, die Führungsflächen 40 liegen flächig auf den Führungsflächen 43 auf. Gleichzeitig bildet die Stirnfläche 44 am Boden der Aus- nehmung 42 eine Anschlagfläche für die Stirnfläche 41 der Stellrads 28. Greift also der Führungsvorsprung 39 in die Ausnahme 42 ein, ist diese Position exakt arretiert.At the upper end of the cylindrical positioning element 27, two V-shaped recesses 42 corresponding to the guide projections 39 are provided. These recesses are laterally bounded by corresponding obliquely extending guide surfaces 43, which are also ramped ge ¬ leads and in their slope corresponding to the guide surfaces 40 on the guide projections 39. The guide projection 39 thus engages positively in the recess 42, the guide surfaces 40 lie flat on the guide surfaces 43. At the same time, the end face 44 forms at the bottom of the Reception 42 a stop surface for the end face 41 of the setting wheel 28. Thus engages the guide projection 39 in the exception 42, this position is locked exactly.
Soll nun das Positionierelement 27 aus der eingefahrenen Po¬ sition nach außen bewegt werden, wird beispielsweise das Stellelement 33 bestromt, es erwärmt sich und verkürzt sich. Dabei wird das Stellrad aufgrund der Verkürzung um die Achse A nach rechts gedreht. Dies führt dazu, dass die in Fig. 2 dargestellte rechte Führungsfläche des sichtbaren Führungs¬ vorsprungs 39 gegen die gegenüberliegende Führungsfläche 43 der Ausnehmung 42 drückt. Dies bewirkt, dass das Positionierelement 27 in Richtung der Achse A nach unten bewegt wird, gegen den Druck des Federelements 30, das zusammengedrückt wird, geführt über die Führungsstege 32. Diese axiale Ver¬ schiebung erfolgt so lange, bis die Stirnfläche 41 über die obere Kante der Führungsfläche 43 läuft und auf der Stirnflä¬ che 45 des Positionierelements 27 aufliegt. Das Stellglied 33 hat dann die maximale Verkürzung erreicht, der Drehwinkel be- trägt ca. 90°. Die Arretierung in dieser Position ist deshalb gegeben, da das Federelement 30 die beiden Stirnflächen 41 und 45 fest aufeinander drückt und infolgedessen ein Rücklauf des Positionierelements 27 ausgeschlossen ist.If now the positioning element 27 is moved out of the retracted position Po ¬ tion, for example, the actuator 33 is energized, it heats up and shortens. In this case, the setting wheel is rotated due to the shortening about the axis A to the right. This leads to the position shown in Fig. 2 right guide face of the visible guide ¬ projection 39 presses against the opposite guide surface 43 of the recess 42. This causes the positioning member 27 is moved in the direction of the axis A down against the pressure of the spring element 30 which is compressed, guided over the guide webs 32. This axial Ver ¬ shift takes place until the end face 41 on the upper Edge of the guide surface 43 runs and rests on the Stirnflä ¬ che 45 of the positioning member 27. The actuator 33 has then reached the maximum shortening, the rotation angle is approximately 90 °. The locking in this position is given because the spring element 30, the two end faces 41 and 45 presses firmly on each other and consequently a return of the positioning member 27 is excluded.
Soll nun das Positionierelement 27 wieder eingefahren werden, wird das Stellelement 34 bestromt, es verkürzt sich, wobei das Stellrad 28 in die entgegengesetzte Richtung, also nach links, um die Achse A gedreht wird. Dabei wird die Stirnflä¬ che 41 auf der Stirnfläche 45 so lange bewegt, bis der Füh- rungsvorsprung 39 wieder in die Ausnehmung 42 rutscht. DieIf now the positioning element 27 are retracted again, the actuator 34 is energized, it shortens, the setting wheel 28 is rotated in the opposite direction, ie to the left, about the axis A. The Stirnflä ¬ is che 41 moves on the face 45 until the leadership projection 39 back into the recess 42 slips. The
Führungsflächen 40, 43 laufen wiederum aufeinander, durch die Rückstellkraft des Federelements 30 wird das Positionierele¬ ment 27 wieder nach innen bewegt. Guide surfaces 40, 43 in turn converge, the restoring force of the spring element 30 causes the positioning element 27 to move inwards again.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsge¬ mäßen Positionierelements 46. Auch hier sind nur die wesent¬ lichen Teile dargestellt. Das Positionierelement 47 ist zy¬ lindrisch ausgeführt und über eine Schrauben- oder Gewinde- führung mit einem entsprechenden feststehenden Teil 49 des Vorrichtungsgehäuses verbunden. Am oberen Ende des Positio¬ nierelements 47 sind auch hier zwei Stellelemente 50, 51 vor¬ gesehen, die mit ihren beiden Enden 52, 53 am Vorrichtungsge- häuse festgelegt, um das Positionierelement 47 (in ähnlicher Weise wie um das Stellrad 28) um ca. 180° gewickelt und in einem gemeinsamen Punkt 54 fixiert sind. Über die Steuerungs¬ einrichtung 55 mit integrierter Stromversorgung können auch hier die beiden aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen- den Stellelemente 50, 51 separat bestromt werden.Fig. 3 shows a third embodiment of a positioning member 46. erfindungsge ¬ MAESSEN the Wesent ¬ union parts Again, only shown. The positioning element 47 is designed zy ¬ lindrisch and a screw or threaded guide connected to a corresponding fixed part 49 of the device housing. At the upper end of the positio ¬ nierelements 47 are also two control elements 50, seen 51 before ¬, with its two ends 52, 53 housing fixed to the Vorrichtungsge- to the positioning member 47 (in a manner similar to the thumbwheel 28) by about Are wound 180 ° and fixed in a common point 54. Via the control device 55 ¬ with integrated power supply, the two can also here from a shape memory alloy existing the actuators 50 are energized separately 51st
Fig. 3 zeigt das Positionierelement 47 beispielsweise in der ausgefahrenen Position, das heißt, das Stellelement 51 wurde zuvor bestromt, das Positionierelement 47 wurde im festste- henden Teil 49 aufgrund der Schrauben- oder Gewindeführung nach unten bewegt .3 shows the positioning element 47, for example, in the extended position, that is, the actuating element 51 was previously energized, the positioning element 47 has been moved down in the stationary part 49 due to the screw or thread guide.
Soll es nun wieder eingefahren bzw. eingeschraubt werden, wird das Stellelement 50 bestromt, das Stellelement 51 ist mittlerweile erkaltet. Durch die Bestromung des Stellelements 50 verkürzt sich dieses, das Positionierelement 47 wird um die Achse A nach rechts drehend bewegt, die Gewindeführung 48 bewirkt, dass es, bezogen auf Fig. 3, nach oben bewegt und damit eingeschraubt wird.If it is now retracted or screwed in, the actuator 50 is energized, the actuator 51 is now cold. By the energization of the actuating element 50, this shortens, the positioning member 47 is rotated about the axis A to the right to rotate, the thread guide 48 causes it, based on Fig. 3, moved upwards and screwed it.
Separate Arretierelemente sind hier nicht zwingend erforder¬ lich, nachdem die Gewindeführung selbsthalternd ist. Ein Rückstellelement in Form der Feder, wie bei den zuvor be¬ schriebenen Ausführungsformen, ist hier nicht erforderlich, nachdem das Positionierelement 47 unmittelbar mit den Stell¬ elementen 50, 51 gekoppelt wird, also aktiv unmittelbar ange¬ trieben wird.Separate locking elements are not necessarily here Lich erforder ¬ after the threaded guide to be self supporting. A reset element in the form of the spring, as written in the above-be ¬ embodiments, this is not necessary because the positioning member 47 directly to the adjusting elements 50 is coupled ¬, 51, thus immediately be active ¬ is exaggerated.
Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, das Positionierelement durch Verdrehen des in Fig. 3 gezeigten positionsfesten äußeren Abschnitts 49 zu bewegen. Dieser wäre dann zwar positi¬ onsfest, kann aber gedreht werden. In diesem Fall wären die beiden Stellelemente 50, 51 an diesem angeordnet und etwas um ihn herum gewickelt. Wird nun das äußere Teil der Gewindefüh¬ rung nach Bedarf nach rechts oder links gedreht, wird über die Gewindekopplung das in diesem Fall indirekt bewegte Posi¬ tionierelement ebenfalls ein- und ausgeschraubt. Not shown is the possibility to move the positioning by rotation of the fixed position shown in FIG. 3 outer portion 49. This would then be positi ¬ onsfest, but can be rotated. In this case, the two adjusting elements 50, 51 would be arranged on this and something around wrapped around him. Now, if the outer part of the Gewindefüh ¬ tion as required to the right or left handed, which in this case indirectly moving Posi ¬ is also tionierelement on and unscrewed on the thread coupling.

Claims

Patentansprüche claims
1. Positioniervorrichtung zum Betätigen eines gekoppelten Drittgegenstands, umfassend ein Stellmittel, durch dessen Be- tätigung ein mit dem Drittgegenstand gekoppeltes Positionier¬ element zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel jeweils wenigstens ein vorzugsweise draht- oder bandförmiges erstes und zweites Stellelement (15, 19, 33, 34, 50,51) aus einer Formgedächt- nis-Legierung aufweist, wobei das erste Stellelement zum Be¬ wegen des Positionierelements (3, 27, 47) in die eine Stel¬ lung und das zweite Stellelement zum Bewegen des Positionier¬ elements (3, 27, 47) in die andere Stellung dient, wobei das Positionierelement (3, 27, 47) zwischen den beiden Stellungen linear bewegbar geführt ist, und ein Arretiermittel zum Arre¬ tieren des Positionierelements (3, 27) in der jeweiligen Po¬ sition vorgesehen oder das Positionierelement (47) in einer zumindest in der jeweiligen Elementstellung selbsthalternden Führung (48) geführt ist.1. Positioning device for actuating a coupled third object, comprising an adjusting means, by the actuation of a coupled to the third object positioning ¬ element between two positions is movable, characterized in that the adjusting means in each case at least one preferably wire or ribbon-shaped first and second actuator (15, 19, 33, 34, 50,51) made of a Formgedächt- nis alloy, wherein the first adjusting element for loading ¬ because of the positioning element (3, 27, 47) in the lung a Stel ¬ and the second actuating element for Moving the positioning ¬ element (3, 27, 47) serves in the other position, wherein the positioning element (3, 27, 47) is guided linearly movable between the two positions, and a locking means for Arre ¬ animals of the positioning element (3, 27 ) ¬ sition provided in the respective Po or the positioning element (47) in an at least filled di itself holder ends in of the respective element guide position (48) is heard.
2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (47) allein durch die Betätigung der Stellelemente (50, 51) zwischen den beiden Stellungen bewegbar ist, oder dass ein bei Bewegung des Posi- tionierelements (3, 27) in die eine Stellung eine Rückstell¬ kraft aufbauendes Rückstellelement (6, 30) vorgesehen ist, das die Bewegung des Positionierelements (3, 27) in die ande¬ re Stellung unterstützt.2. Positioning device according to claim 1, characterized in that the positioning element (47) is movable solely by the actuation of the adjusting elements (50, 51) between the two positions, or that in tioning movement of the posi- tioning (3, 27) in the a position a restoring ¬ force constructing restoring element (6, 30) is provided, which supports the movement of the positioning element (3, 27) in the other ¬ re position.
3. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (3) mit dem ers¬ ten Stellelement (15) verbunden ist und in der durch Betäti¬ gung dieses Stellelements (15) einnehmbaren Stellung mittels eines oder mehrere Rastelemente (10, 12), an denen das Posi- tionierelement (3) einrastet, arretierbar ist, während das zweite Stellelement (19) mit einem Entriegelungselement (18) verbunden ist, das bei Betätigung dieses Stellelements (19) das oder die Rastelemente (10, 12) aus ihrem Eingriff am Po¬ sitionierelement (3) löst.3. Positioning device according to claim 1 or 2, characterized in that the positioning element (3) with the ers ¬ th actuator (15) is connected and in the position by Actuate ¬ this actuator (15) position by means of one or more locking elements (10 , 12), on which the positioning element (3) engages, can be locked, while the second adjusting element (19) is connected to an unlocking element (18) which upon actuation of this adjusting element (19) the one or more locking elements (10, 12) from their engagement on Po ¬ sitionierelement (3) triggers.
4. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Entriegelungselement (18) ein von dem Positionierelement (3) durchsetzter Ring ist, der bei Betäti¬ gung des zweiten Stellelements (19) linear verschoben wird und dabei an dem oder den Rastelementen (10, 12) angreift, diese aus dem Rasteingriff am Positionierelement (3) drü- ckend.4. Positioning device according to claim 3, character- ized in that the unlocking element (18) is a of the positioning element (3) interspersed ring which is moved linearly when Actu ¬ supply of the second actuating element (19) and thereby on the one or more locking elements (10, 12) engages, these from the latching engagement on the positioning element (3) pressing.
5. Positioniervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dass das oder die Rastelemente (10) als federnde Rasthaken (12) ausge¬ bildet und seitlich benachbart zum Positionierelement (3) an- geordnet sind.5. Positioning device according to claim 3 or 4, that the one or more locking elements (10) as resilient latching hooks (12) out ¬ forms and laterally adjacent to the positioning element (3) are arranged.
6. Positionierelement nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rasthaken (12) jeweils eine Schrägflä¬ che (23) und/oder an dem Ring (18) eine Schrägfläche (22), über die die Rasthaken (12) zum Entriegeln in die Lösestellung bewegt werden, vorgesehen ist.6. Positioning element according to claim 4 and 5, characterized in that on the latching hooks (12) each have a Schrägflä ¬ che (23) and / or on the ring (18) has an inclined surface (22) over which the latching hooks (12) Unlocking to be moved to the release position, is provided.
7. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Stellelement (33, 34) mit einem rotierend bewegbaren Stellrad (28) verbunden sind, das je nach Betätigung des einen oder anderen Stellelements (33, 34) in die eine oder andere Richtung gedreht wird, und das mit dem Positionierelement (27) über wenigstens eine bei Drehung des Stellrads (28) eine lineare Bewegung des Ii- near geführten Positionierelements (27) erwirkende Führungs¬ fläche (40, 43) mit dem Positionierelement (27) gekoppelt ist .7. Positioning device according to claim 1 or 2, characterized in that the first and the second adjusting element (33, 34) with a rotatably movable adjusting wheel (28) are connected, depending on the operation of the one or other adjusting element (33, 34) in one or the other direction is rotated, and with the positioning element (27) via at least one upon rotation of the setting wheel (28) a linear movement of the linear guided positioning (27) obtaining guide surface ¬ (40, 43) with the positioning (27) is coupled.
8. Positioniervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass am Stellrad (28) und am Positionierungselement (27) jeweils wenigstens eine Führungsfläche (40, 43) vorgese¬ hen ist, wobei beide Führungsflächen (40, 43) aufeinander laufen . 8. Positioning device according to claim 7, characterized in that on the adjusting wheel (28) and on the positioning element (27) in each case at least one guide surface (40, 43) is vorgese ¬ hen, both guide surfaces (40, 43) run towards each other.
9. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Positionierungselement (27) eine im We¬ sentlichen V-förmige, beidseits von jeweils einer Führungs- fläche (43) begrenzte Ausnehmung (42) vorgesehen ist, in die das Stellrad (28) mit einem im Wesentlichen V-förmigen, beidseits von zwei Führungsflächen (40) begrenzten Führungsvorsprung (39) eingreift.Is 9. Positioning device according to claim 8, characterized in that the positioning element (27) has a We ¬ sentlichen V-shaped, on either side of a respective guide surface (43) limited recess (42) provided, into which the adjustment wheel (28) with a substantially V-shaped, on both sides of two guide surfaces (40) limited guide projection (39) engages.
10. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Positionierungselement (27) zwei einan¬ der gegenüberliegende V-förmige Ausnehmungen (42) und am Stellrad (28) zwei entsprechend angeordnete V-förmige Füh¬ rungsvorsprünge (39) vorgesehen sind.10. Positioning device according to claim 9, characterized in that on the positioning element (27) two Einan ¬ the opposite V-shaped recesses (42) and the adjusting wheel (28) two correspondingly arranged V-shaped Füh ¬ tion projections (39) are provided.
11. Positionierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis11. Positioning device according to one of claims 7 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiermittel über die zueinander entgegengesetzt gerichteten Stirnflächen (41, 44, 45) des Stellrads (28) und des Positionierungselements (27), die in den beiden einnehmbaren Stellungen aufeinander liegen, gebildet sind.10, characterized in that the locking means on the mutually oppositely directed end faces (41, 44, 45) of the adjusting wheel (28) and the positioning element (27), which lie in the two ingestible positions to each other, are formed.
12. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (47) über eine Gewindeführung (48) an einem positionsfesten Vorrichtungsteil (49) geführt ist, wobei das erste und zweite Stell¬ element (50, 51) mit dem Positionierelement (47) oder mit dem drehbar gelagerten Vorrichtungsteil (49) verbunden sind, so dass je nach Betätigung des einen oder anderen Stellelements (50, 51) das Positionierelement (48) in einer Schraubbewegung ein- oder ausgeschraubt wird.12. Positioning device according to claim 1 or 2, characterized in that the positioning element (47) via a threaded guide (48) on a fixed position device part (49) is guided, wherein the first and second actuating ¬ element (50, 51) with the positioning (47) or with the rotatably mounted device part (49) are connected, so that depending on the operation of one or the other adjusting element (50, 51) the positioning element (48) is screwed in or screwed off.
13. Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Arretiermittel wenigstens ein jeweils eine Stellung definierendes Rastmittel vorgesehen ist.13. Positioning device according to claim 12, characterized in that at least one latching means defining a respective position is provided as a locking means.
14. Positioniervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastmittel als vorzugsweise federbelaste- ter Rastvorsprung oder als vorzugsweise federbelastete Rast¬ kugel ausgebildet ist, der oder die mit einer entsprechenden Rastaufnahme zusammenwirkt. 14. Positioning device according to claim 13, characterized in that a latching means as preferably spring-loaded ter latching projection or preferably designed as a spring-loaded detent ¬ ball, which cooperates with a corresponding locking receptacle.
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