EP0816966B1 - Control unit for operating an actuator - Google Patents
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- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
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Definitions
- the invention relates to an actuating device for actuating an actuator
- Operating elements the operating elements being assigned to each Bowden cable are connected to a switching device, which is in operative connection stands with the actuator and when initiating an actuating movement one of the controls releases the other control.
- Such an adjusting device is known from DE 44 26 865.
- a Actuation of the actuator can optionally take place from two separate locations.
- the actuating device comprises a first and a second operating lever, the each via a pull / push cable and an input lever with a switching element is connected to a lever of the actuator to be operated acts.
- the switching element makes it possible for an actuating movement one control lever the other control lever is released and thus the control branches function without mutual interference.
- the switching element is designed as a symmetrical part, which has lateral recesses and at the free end of the lever to be operated Actuator is arranged.
- engagement tongues engage in the recesses, the respective input lever of the corresponding operating branch assigned.
- the invention has for its object a generic Train the actuator so that it works with just a few components the actuating device is reliably guaranteed and the manufacturing and maintenance costs this facility is minimized.
- an actuating device 1 is shown, which is provided for actuating an actuator 2.
- the actuator 2 is preferably designed as a lever which pivots about an output shaft 3 and thus serves to actuate valves and locks or to control devices and machines.
- the sequence of movements is shown in four states, the unactuated state (OFF position) in FIG. 1, in FIGS. 2 and 3 intermediate states and in Fig. 4 the actuated state (ON position) of the device can be seen.
- the actuating device 1 essentially consists of two operating branches which are operatively connected to the actuator 2. In this case, actuation of the actuator 2 can optionally take place from two separate locations.
- a Bowden cable 6 or 7 with an operating element 4 or 5 arranged at the location of the operation is provided for each operating branch.
- the control element 2 can optionally be actuated via the control elements 4 or 5. If the actuating movement has been initiated via an operating element 4 or 5, the other operating element must be released so that there is no mixing of operating measures.
- a switching device 8 is provided, which in this embodiment is designed as a cam mechanism.
- the cam mechanism consists of two cam gears 9 and 10, which are each arranged at a connection point 11 or 12 at the Bowden cable end of the Bowden cables 6 or 7.
- the cam gear disks 9 or 10 each have a link guide 13 or 14 and a freewheel 15 or 16, in which a pin 17 is movable.
- the pin 17 is arranged on the free lever end of the actuator 2.
- the pin 17 can be moved so that, according to the operating measure on the control element 4 or 5 with the respective cam gear disk 9 or 10, the actuator 2 can be moved into the corresponding position and the cam gear disk not involved in the operating measure is released or is disabled and the corresponding control element is locked in the zero position.
- the cam gear disks 9 and 10 are connected to one another at a pivot point 19 and articulated to a structurally fixed component and coupled to one another in such a way that the pin 17 in the link guide 14 is in operative connection with the cam gear disk 10, with the pin 17 in the freewheel 15 of the other at the same time Cam gear 9 runs.
- the pin 17 must be made of wear-resistant material with a high frictional force to the link 13 or 14 to avoid rubbing movements.
- the link guide 13 or 14 and the freewheel 15 or 16 form an approximately U-shaped guideway, one leg of the U-shape being the link guide 13 or 14 and the other leg forming the freewheel 15 or 16 , The legs are slightly arched outwards.
- the guideway of the freewheel 15 or 16 is equal to the circular path 18 of the pin 17 which is arranged at the free lever end 2 and for the actuating movement along the circular path 18 is movable.
- Other guides which are customary in terms of gear technology are also possible, but it should be noted that when freewheeling, the force transmitted by an operating element to the released link plate in the guideway of the freewheel 15 or 16 cannot act on the pin 17.
- the shape of the link guide 13, 14 depends on the desired translation between the controls 4, 5 and the actuator 2 at the respective switching position of the actuating device 1. A non-constant translation should preferably be selected, since, for example, a higher starting torque at the beginning of the Switching process is present.
- the transmission is technically limited on the one hand by the maximum travel of the pin 17 and on the other hand by preventing positions in which the pin 17 blocks in the link guide 13 or 14.
- the pin can be designed as one Gear wheel axle be designed with pinion.
- gear wheel axle be designed with pinion.
- this positive connection can be the pinion within the guide 13 or 14 movable with only a low frictional resistance his. The effort required to actuate the actuator is one positive connection reduced.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung eines Stellorgans mit Bedienelementen, wobei die Bedienelemente über einen jeweils zugeordneten Bowdenzug mit einer Umschalteinrichtung verbunden sind, die in Wirkverbindung mit dem Stellorgan steht und bei Einleitung einer Stellbewegung über einen der Bedienelemente das andere Bedienelement freigibt.The invention relates to an actuating device for actuating an actuator Operating elements, the operating elements being assigned to each Bowden cable are connected to a switching device, which is in operative connection stands with the actuator and when initiating an actuating movement one of the controls releases the other control.
Aus DE 44 26 865 ist eine derartige Stelleinrichtung bekannt. Hierbei kann eine Betätigung des Stellorgans wahlweise von zwei getrennten Orten aus erfolgen. Die Stelleinrichtung umfaßt einen ersten und einen zweiten Bedienhebel, die jeweils über ein Zug-/Schub-Kabel und einen Eingangshebel mit einem Umschaltelement verbunden ist, das auf einen Hebel des zu betätigenden Stellorgans wirkt. Mit dem Umschaltelement wird ermöglicht, daß bei einer Stellbewegung eines Bedienhebels der andere Bedienhebel freigegeben wird und somit die Bedienzweige ohne eine gegenseitige Beeinflussung funktionieren. Das Umschaltelement ist dafür als symmetrisches Teil ausgebildet, welches seitliche Ausnehmungen aufweist und am freien Hebelende des zu betätigenden Stellorgans angeordnet ist. In die Ausnehmungen greifen wahlweise Eingriffszungen, die dem jeweiligen Eingangshebel des entsprechenden Bedienzweiges zugeordnet sind. Bei Bedienung eines Bedienhebels nimmt der zugeordnete Eingangshebel den Hebel des Stellorgans über seitliche Anschläge mit und die Eingriffszunge des Eingangshebels greift in die Ausnehmung des Umschaltelementes, um es so zu schwenken, daß der jeweils andere Eingangshebel freigegeben wird. Die in DE 44 26 865 aufgezeigte Lösung beruht auf einer Vielzahl von schwenkbaren Hebeln, was einen recht komplizierten und aufwendigen Aufbau aus vielen Einzelteilen der Stelleinrichtung mit sich bringt.Such an adjusting device is known from DE 44 26 865. Here, a Actuation of the actuator can optionally take place from two separate locations. The actuating device comprises a first and a second operating lever, the each via a pull / push cable and an input lever with a switching element is connected to a lever of the actuator to be operated acts. The switching element makes it possible for an actuating movement one control lever the other control lever is released and thus the control branches function without mutual interference. The switching element is designed as a symmetrical part, which has lateral recesses and at the free end of the lever to be operated Actuator is arranged. Optionally, engagement tongues engage in the recesses, the respective input lever of the corresponding operating branch assigned. When operating an operating lever, the assigned one Input lever the lever of the actuator via side stops with and Engaging tongue of the input lever engages in the recess of the switching element, to pivot it so that the other input lever is released. The solution shown in DE 44 26 865 is based on a Variety of swiveling levers, which is a rather complicated and expensive process Structure from many individual parts of the actuator.
Darüber hinaus ist bereits eine Stelleinrichtung bekannt (siehe GB-A-803949), die nicht nur die eingangs genannten Merkmale, sondern auch das Merkmal zeigt, daß die Umschalteinrichtung als Kurvengetriebe ausgebildet ist.In addition, an actuator is already known (see GB-A-803949), which not only shows the features mentioned above, but also the feature that the switching device is designed as a cam mechanism.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stelleinrichtung so auszubilden, daß mit wenigen Bauteilen die Funktionsweise der Stelleinrichtung zuverlässig gewährleistet und der Herstellungs- und Wartungsaufwand dieser Einrichtung minimiert wird.Accordingly, the invention has for its object a generic Train the actuator so that it works with just a few components the actuating device is reliably guaranteed and the manufacturing and maintenance costs this facility is minimized.
Diese Aufgabe wird mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen
gelöst.This object is achieved with the measures specified in
Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß nur wenige und einfache Bauteile zur
Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung notwendig sind.
Vorteilhaft ist auch, daß durch eine entsprechende Form der Kulissenführung
fast jedes beliebige, auch nicht konstante Übersetzungsverhältnis realisiert
werden kann.It is particularly advantageous that only a few and simple components are necessary to implement the solution according to the invention.
It is also advantageous that almost any transmission ratio, even a non-constant one, can be achieved by means of a corresponding form of the link guide.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 7. Further developments and expedient refinements result from the Subclaims 2 - 7.
Die Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei die Ausbildung der Stelleinrichtung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in vier Bewegungszuständen näher erläutert ist. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention is described below, the design of the actuating device based on the embodiment shown in the drawing in four movement states is explained in more detail. The same components are in the figures provided with the same reference numerals.
Die Zeichnung zeigt
- in Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Stelleinrichtung im geschlossenen Zustand eines Stellorgans,
- in Fig. 2
- die Stelleinrichtung gemäß Fig. 1 zu einem ersten Zeitpunkt einer Betätigung eines Bedienetementes,
- in Fig. 3
- die Stelleinrichtung gemäß fig. 1 zu einem zweiten Zeitpunkt einer Betätigung eines Bedienelementes und
- in Fig. 4
- die Stelleinrichtung gemäß Fig. 1 im geöffneten Zustand des Stellorgans.
- in Fig. 1
- 1 shows a schematic representation of an actuating device in the closed state of an actuating member,
- in Fig. 2
- 1 at a first point in time when an operating element is actuated,
- in Fig. 3
- the actuating device according to fig. 1 at a second point in time of actuation of an operating element and
- in Fig. 4
- 1 in the open state of the actuator.
In den Fign. 1 bis 4 ist eine Stelleinrichtung 1 gezeigt, die zur Betätigung eines
Stellorgans 2 vorgesehen ist. Das Stellorgan 2 ist vorzugsweise als Hebel
ausgebildet, der um eine Abtriebswelle 3 schwenkt und somit zur Betätigung
von Ventilen und Verriegelungen qder zur Steuerung von Geräten und Maschinen
dient. In der Zeichnung ist der Bewegungsablauf in vier Zuständen gezeigt,
wobei in Fig. 1 der betätigungslose Zustand (AUS-Position), in den Fign. 2
und 3 Zwischenzustände und in Fig. 4 der betätigte Zustand (EIN-Position) der
Einrichtung ersichtlich ist.
Die Stelleinrichtung 1 besteht im wesentlichen aus zwei Bedienzweigen, die in
Wirkverbindung mit dem Stellorgan 2 stehen. Hierbei kann eine Betätigung des
Stellorgans 2 wahlweise von zwei getrennten Orten aus erfolgen. Diese Fernbedienung
ist beispielsweise notwendig, wenn das zu betätigende Organ an einer
unzugänglichen Stelle angeordnet ist und Bedienungsmaßnahmen über eine
bestimmte Entfernung hinweg erforderlich werden. Dafür sind je Bedienzweig
ein Bowdenzug 6 bzw. 7 mit einem am Ort der Bedienung angeordneten Bedienelement
4 bzw. 5 vorgesehen. Über die Bedienelemente 4 oder 5 kann
wahlweise das Stellorgan 2 betätigt werden. Wenn die Stellbewegung über ein
Bedienelement 4 oder 5 eingeleitet worden ist, muß das andere Bedienelement
freigegeben werden, damit es nicht zu einer Vermischung von Bedienmaßnahmen
kommt. Dafür ist eine Umschalteinrichtung 8 vorgesehen, welche in dieser
Ausgestaltung als Kurvengetriebe ausgebildet ist. Das Kurvengetriebe besteht
aus zwei Kurvengetriebescheiben 9 und 10, die jeweils an einem Anschlußpunkt
11 bzw. 12 am Bowdenzugende der Bowdenzüge 6 oder 7 angeordnet
sind. Die Kurvengetriebescheiben 9 oder 10 weisen jeweils eine Kulissenführung
13 oder 14 und einen Freilauf 15 oder 16 auf, in der ein Zapfen 17 bewegbar
ist. Der Zapfen 17 ist am freien Hebelende des Stellorgans 2 angeordnet.
Mittels der Kurvengetriebescheiben 9 und 10 kann der Zapfen 17 so
bewegt werden, daß entsprechend der Bedienungsmaßnahme am Bedienelement
4 oder 5 mit der jeweiligen Kurvengetriebescheibe 9 oder 10 das Stellorgan
2 in die entsprechende Position bewegbar ist und die nicht an der Bedienungsmaßnahme
beteiligte Kurvengetriebescheibe freigegeben bzw. außer
Funktion gesetzt ist und somit das entsprechende Bedienelement in der Null-Lage
gesperrt ist. Die Kurvengetriebescheiben 9 und 10 sind dafür an einem
Drehpunkt 19 miteinander verbunden sowie an einem strukturfesten Bauteil
angelenkt und so miteinander gekoppelt, daß der Zapfen 17 in der Kulissenführung
14 mit der Kurvengetriebescheibe 10 in Wirkverbindung steht, wobei
gleichzeitig der Zapfen 17 im Freilauf 15 der anderen Kurvengetriebescheibe 9
verläuft. Der Zapfen 17 muß dafür aus verschleißfestem Werkstoff mit hoher
Reibkraft zur Kulisse 13 bzw. 14 bestehen, um schleifende Bewegungen zu
vermeiden. In der bevorzugten Ausgestaltung bilden die Kulissenführung 13
bzw. 14 und der Freilauf 15 bzw. 16 eine annähernd U-förmige Führungsbahn,
wobei ein Schenkel der U-Form die Kulissenführung 13 bzw. 14 ist und der
andere Schenkel den Freilauf 15 bzw. 16 bilden. Die Schenkel sind leicht nach
außen gewölbt geformt. Um einen Freilauf der jeweils freigegebenen Kurvengetriebescheibe
zu ermöglichen, ist in Normalposition (siehe fig. 1) die Führungsbahn
des Freilaufs 15 bzw. 16 gleich der Kreisbahn 18 des Zapfens 17, der am
freien Hebelende 2 angeordnet ist und für die Stellbewegung entlang der Kreisbahn
18 verschiebbar ist. Möglich sind auch andere getriebetechnisch übliche
Führungen, wobei zu beachten ist, daß beim Freilauf die von einem Bedienelement
übertragene Kraft an die freigegebenen Kulissenscheibe in der Führungsbahn
des Freilaufs 15 oder 16 nicht auf den Zapfen 17 wirken kann. Die
Form der Kulissenführung 13, 14 hängt ab von der gewünschten Übersetzung
zwischen den Bedienelementen 4, 5 und dem Stellorgan 2 an der jeweiligen
Schaltposition der Stelleinrichtung 1. Vorzugsweise ist eine nicht konstante
Übersetzung zu wählen, da beispielsweise ein höheres Anfahr-Drehmoment bei
Beginn des Schaltvorganges vorliegt. Eine technische Begrenzung der Übersetzung
erfolgt einerseits durch den maximal zurückzulegenden Weg des Zapfens
17 und andererseits duch Verhindern von Positionen, in denen der Zapfen
17 in der Kulissenführung 13 bzw. 14 blockiert.In Figs. 1 to 4, an
The
Der Ablauf einer Stellbewegung wird nachfolgend beschrieben. In Fig. 1 ist der
Hebel 2 noch nicht betätigt (AUS-Position). Die Kurvengetriebescheiben 9
und 10, die in dieser Ausgestaltung identisch geformt sind, nehmen eine gleiche
Position ein. Der am freien Hebelende angeordnete Zapfen 17 befindet sich
in den Führungsbahnen beider Kurvengetriebescheiben 9 und 10 am Totpunkt,
d.h. am Umschaltpunkt zwischen Kulissenführung 13 bzw. 14 und Freilauf 15
bzw. 16.The sequence of an actuating movement is described below. 1 is the
Mit Betätigung des Bedienelementes 5 wird über den Bowdenzug 7 eine Stellbewegung
eingeleitet, wie in den Fign. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Kurvengetriebescheibe
10 dreht sich dabei um den Drehpunkt 19, verschiebt den Zapfen 17
in der Kulissenführung 14 und bewegt somit den Hebel 2 in Richtung EIN-Position.
Die Kurvengetriebescheibe 9 bleibt bei dieser Stellbewegung in ihrer
Ausgangsposition, der Zapfen 17 kann sich innerhalb des Freilaufs 15 bewegen.
Gleichzeitig ist damit der Bedienzweig mit Bedienelement 4 und Bowdenzug
6 gesperrt. Die Möglichkeit, an beiden Bedienelementen 4 und 5 nacheinander
den Hebel 2 zu betätigen, ist somit ausgeschlossen. Für das Erreichen der
EIN-Position wirkt das Kurvengetriebe somit als ODER-Schaltung, d.h. das
Bedienelement 4 oder 5 muß für das Ausführen der Stellbewegung betätigt
werden. When the
In Fig. 4 ist der Hebel 2 in der EIN-Position. Der Zapfen 17 hat innerhalb der
Führungsbahnen der Kurvengetriebescheiben 9 und 10 jeweils seinen Endpunkt
erreicht. Die Kurvengetriebescheibe 9 ist in Ausgangsstellung und der Zapfen
17 ist am Ende des Freilaufs 15 angelangt. Der Bowdenzug 7 hat die Kurvengetriebescheibe
10 um die Achse 19 in ihre Endstellung bewegt und der
Zapfen 17 ist in der Kulissenführung 14 ebenfalls am Endpunkt angelangt.
Für die Stellbewegung des Hebels 2 in seine Ausgangsposition (AUS-Position)
wird am Bedienhebel 5 die Bedienmaßnahme eingeleitet. Der Bowdenzug 7 muß
nunmehr Schubkräfte übertragen und bewegt die Kurvengetriebescheibe 10 um
den Drehpunkt 19. Der Zapfen 17 wird entlang der Kulissenführung 14 geführt
und bringt damit den Hebel 2 wieder in die AUS-Position. Für das Erreichen der
AUS-Position des Hebels 2 müssen sich beide Bedienelemente 4 und 5 ebenfalls
in ihrer Ausgangsstellung befinden.In Fig. 4, the
In einer weiteren, nicht gezeigten Ausgestaltung kann der Zapfen als eine
Getrieberadachse mit Ritzel ausgebildet sein. In dieser Ausführung sind innerhalb
der Kulissenführungen der Kurvengetriebescheiben Getriebeverzahnungen
vorgesehen, die über das Ritzel (Zapfen) miteinander verbunden sind. Mittels
dieser formschlüssigen Wirkverbindung kann das Ritzel innerhalb der Kulissenführung
13 oder 14 mit nur einem geringen Reibungswiderstand bewegbar
sein. Der Kraftaufwand zur Betätigung des Stellorgans ist bei einer solchen
formschlüssigen Verbindung reduziert.In a further embodiment, not shown, the pin can be designed as one
Gear wheel axle be designed with pinion. In this version are inside
the link guides of the cam gear discs
provided that are connected to each other via the pinion (pin). through
this positive connection can be the pinion within the
Claims (7)
- A control device (1) for operating an actuator (2) having operating members (4, 5), wherein the operating members (4, 5) are in each case connected to a switching means (8) via an associated Bowden cable (6, 7), which switching means (8) is in active connection with the actuator (2) and releases one of the operating elements (4, 5) upon initiation of an adjusting movement via the other operating member, wherein the switching means (8) takes the form of a cam gear, characterised in that the switching means (8) consists of at least two mutually coupled cam gear discs (9, 10), which are each connected with a Bowden cable (6, 7) of an operating element (4, 5) and in the guide tracks of which, each consisting of a sliding guide portion (13, 14) and a free-wheel portion (15, 16), a peg (17) for performing the adjusting movement may be moved, which is connected with the actuator (2).
- A control device according to claim 1,
characterised in that
the actuator (2) takes the form of a lever, which is swivellable about a driven shaft (3) and arranged at the free lever end of the peg (17). - A control device according to one of claims 1 or 2,
characterised in that
the sliding guide (13 or 14) and the free-wheel (15 or 16) of each cam gear disc (9, 10) form an approximately U-shaped guide track, wherein one leg of the U shape constitutes the sliding guide (13 or 14 respectively) and the other leg constitutes the free-wheel (15 or 16 respectively). - A control device according to one of claims 1 to 3,
characterised in that
a frictional active connection exists between sliding guide (13, 14) and peg (17). - A control device according to claims 1 to 3,
characterised in that
a form-fitting active connection exists between sliding guide (13, 14) and peg (17). - A control device according to one of claims 1 to 5,
characterised in that
the peg (17) consists of wear-resistant material. - A control device according to claim 5,
characterised in that
gear teeth are provided inside the sliding guides of the cam gear discs, which gear teeth are connected together via the peg constructed as a gear wheel axle with pinion.
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