CH700930B1 - Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess - Google Patents

Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess Download PDF

Info

Publication number
CH700930B1
CH700930B1 CH01502/07A CH15022007A CH700930B1 CH 700930 B1 CH700930 B1 CH 700930B1 CH 01502/07 A CH01502/07 A CH 01502/07A CH 15022007 A CH15022007 A CH 15022007A CH 700930 B1 CH700930 B1 CH 700930B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
electric motor
flap
recess
housing
motor
Prior art date
Application number
CH01502/07A
Other languages
German (de)
Inventor
Yvan Bourqui
Original Assignee
Saia Burgess Murten Ag
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 Saia Burgess Murten Ag filed Critical Saia Burgess Murten Ag
Priority to CH01502/07A priority Critical patent/CH700930B1/en
Publication of CH700930B1 publication Critical patent/CH700930B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835Damper doors, e.g. position control
    • B60H1/00857Damper doors, e.g. position control characterised by the means connecting the initiating means, e.g. control lever, to the damper door
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/221Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves specially adapted operating means therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/041Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
    • F16K31/043Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00664Construction or arrangement of damper doors
    • B60H2001/00707Details of pivots of damper doors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The actuator (10) has a drive arranged in a drive housing (12) and attached to a damper (1). An electric motor is attached to a recess that is formed in the drive. The drive is arranged outside of the recess when the electric motor is attached to the recess. The electric motor is provided with a motor housing (11). The motor housing and the drive housing extend in a measurement axis, which corresponds to a pivoting axis. The damper is pivoted around the pivoting axis when the motor is attached to the recess.

Description

       

  [0001]    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aktuator zum Schwenken einer Klappe und eine Anordnung mit einem derartigen Aktuator und mit einer Klappe.

  

[0002]    Derartige Aktuatoren und Anordnungen werden dazu verwendet, einen in der Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage erzeugten Luftstrom zu regulieren, indem die Klappe geschwenkt wird.

  

[0003]    Soll möglichst viel Platz für die Luftströmungskanäle vorgesehen werden, so ist der für die anderen Teile zur Verfügung stehende Platz entsprechend eingeschränkt. Es wird daher unter anderem versucht, den Aktuator möglichst klein auszugestalten und/oder platzsparend anzuordnen. Dabei besteht die Schwierigkeit, dass der Elektromotor des Aktuators eine minimale Grösse aufweisen muss, um das erforderliche Drehmoment erzeugen zu können, und zusammen mit dem Getriebe geometrisch sinnvoll, kompakt, stabil wie auch kostengünstig auszulegen ist.

  

[0004]    Aus der DE 10 024 692 A1 ist eine Anordnung mit einem Aktuator bekannt, der ausserhalb der Klappe montiert ist und ein Gehäuse aufweist, dessen Ausdehnung in Richtung der Klappe im Wesentlichen durch die Höhe des Elektromotors gegeben ist. Der Aktuator hat den Nachteil, dass er relativ viel Platz neben der Klappe benötigt.

  

[0005]    Aus der DE 10 004 795 C1 ist eine Anordnung bekannt, bei welcher der gesamte Aktuator so in die Klappe integriert ist, dass sich zwischen dem Elektromotor und der Klappe ein Untersetzungsgetriebe in Form eines Well-Getriebes befindet. Eine ähnliche Anordnung ist aus der EP 1 418 069 A1 bekannt, wobei das Untersetzungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist. Eine weitere Anordnung mit einem in der Klappe integrierten Aktuator ist aus der DE 10 024 691 A1 bekannt. Das Integrieren des gesamten Aktuators in die Klappe hat verschiedene Nachteile:
Das integrierte Getriebe nimmt einen zusätzlichen Raum im Strömungskanal ein und beeinflusst dadurch die Luftströmung.
Der Spielraum bei der Dimensionierung des integrierten Aktuators ist eingeschränkt.

   Weist z.B. das Getriebe Zahnräder auf, so kann deren Durchmesser nicht beliebig gross gewählt werden, ohne die Luftströmung im Strömungskanal zusätzlich zu behindern.
Die verwendbaren Getriebe sind relativ aufwändig und teuer, insbesondere, wenn es Planetengetriebe sind.

  

[0006]    Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aktuator sowie die Anordnung mit einem Aktuator und einer Klappe so zu verbessern, dass die Luftströmung in vermindertem Masse beeinflusst wird und in der Gestaltung des Getriebes mehr Freiheiten gegeben sind.

  

[0007]    Diese Aufgabe wird durch einen Aktuator gemäss Anspruch 1 sowie durch eine Anordnung gemäss Anspruch 10 gelöst. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen an.

  

[0008]    Der erfindungsgemässe Aktuator sowie die erfindungsgemässe Anordnung haben u.a. den Vorteil, dass durch ein Integrieren des Elektromotors in die Klappe und ein externes Anordnen des Getriebes einerseits die Luftströmung kaum beeinflusst wird und andererseits keine wesentlichen Einschränkungen in der Gestaltung des Getriebes in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere ist eine sehr flache Konstruktion des Getriebes möglich.

  

[0009]    Weitere Konstruktionsmerkmale und deren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Figuren eines erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels. Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>eine Anordnung mit einer Klappe und einem erfindungsgemässen Aktuator in einer perspektivischen Ansicht,


  <tb>Fig. 2<sep>einen axialen Schnitt der Anordnung gemäss Fig. 1, wobei die Klappe nur teilweise und die Statorbleche und Spulen nicht dargestellt sind, und


  <tb>Fig. 3<sep>eine geschnittene Detailansicht des Elektromotors des Aktuators gemäss Fig. 2.

  

[0010]    Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung umfasst eine Klappe 1, welche um eine Schwenkachse 2 schwenkbar ist, und einen Aktuator 10, welcher an die Klappe 1 gekoppelt ist.

  

[0011]    Die Klappe 1 dient zur Regulierung des Luftstromes und ist in einem Luftführungskanal einsetzbar, welcher z.B. Teil einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage ist, wie sie in Kraftfahrzeugen verwendet werden.

  

[0012]    Die Klappe 1 weist eine Ausnehmung in Form eines Hohlraumes 3 auf, welcher sich in Richtung der Schwenkachse 2 erstreckt. Der Hohlraum 3 ist im Wesentlichen zylindrisch und weist einen Boden mit einer Vertiefung 4 auf.

  

[0013]    Der Aktuator 10 umfasst ein Gehäuse, welches sich aus einem Motorengehäuse 11 und einem damit fest verbundenen Getriebegehäuse 12 zusammensetzt. Das Motorengehäuse 11 ist Teil eines Elektromotors mit einem Rotor 13. Im Getriebegehäuse 12 befindet sich ein Getriebe mit Getriebegliedern in Form von Zahnrädern 31, 32.

  

[0014]    Der Elektromotor ist in der Klappe 1 integriert, indem das Motorengehäuse 11 in die Ausnehmung 3 eingefügt ist, während das Getriebe 31, 32 und das Getriebegehäuse 12 ausserhalb der Ausnehmung 3 angeordnet sind. Dies ist unabhängig von der Winkellage der Klappe 1 der Fall, d.h. bei jedem Winkel, um welchen die Klappe 1 geschwenkt ist, befindet sich der Elektromotor innerhalb der Ausnehmung 3 und das Getriebe 31, 32 ausserhalb der Ausnehmung 3.

  

[0015]    Das Motorengehäuse 11 ist von im Wesentlichen zylindrischer Gestalt und weist eine schlanke, längliche Form auf. Das Getriebegehäuse 12 hingegen ist ausladend und flach aufgebaut. Aufgrund der schlanken und langen Geometrie des Motorengehäuses 11 wird die im Betrieb auftretende Luftzirkulation nur minimal behindert.

  

[0016]    Bezeichnet A1 die Abmessung des Motorengehäuses 11 in Richtung der Schwenkachse 2 und A2 die Abmessung des Getriebegehäuses 12 in Richtung der Schwenkachse 2, so ist A1 grösser als A2. Vorzugsweise ist A1 mindestens so gross wie das Doppelte von A2. Im vorliegenden Beispiel liegt A2 im Bereich von zwei Zahnraddicken, sodass das Getriebegehäuse 12 besonders flach ist.

  

[0017]    Bezeichnet B1 die Abmessung des Motorengehäuses 11 quer zur Richtung der Schwenkachse 2 und B2 die Abmessung des Getriebegehäuses 12 quer zur Richtung der Schwenkachse 2, so ist B1 kleiner als B2. Vorzugsweise ist B1 höchstens so gross wie die Hälfte von B2.

  

[0018]    Der im Motorengehäuse 11 angeordnete Elektromotor ist als sogenannter Tin-Can-Motor aufgebaut. Das Motorengehäuse 11 ist aus Metall, welches magnetisierbar ist, um den Rückschluss des magnetischen Kreises zu gewährleisten.

  

[0019]    Der Rotor 13 umfasst einen permanentmagnetischen Ring 13a mit Nord- und Südpolen, die abwechselnd in Umfangsrichtung des Ringes 13a angeordnet sind. Der Ring 13a ist fest mit einer Nabe 13b verbunden, die eine Vertiefung 13c aufweist, welche ein vom Ring 13a beabstandetes Kragenteil 13d umgibt. In die Vertiefung 13c ist ein Lager 15 zur drehbaren Lagerung des Rotors 13 eingelassen. Das Lager 15 ist in Form einer Buchse ausgebildet, welche drehfest mit der Nabe 13b verbunden ist. Als Lager 15 eignet sich u.a. ein Sinterlager.

  

[0020]    Der Stator des Elektromotors ist so ausgebildet, dass mittels einer geeigneten Steuerung Nord- und Südpole derart in veränderlicher Weise erzeugbar sind, dass der Rotor 13 gedreht wird. Der Elektromotor umfasst einen Spulenkörper 14. Dieser ist aus Kunststoff und weist ringförmige Aussparungen 14a auf, in welche Spulen 18 aufgenommen sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. In dieser Figur sind auch Statorbleche 19 gezeigt. Diese verlaufen ringförmig um die Rotationsachse des Rotors 13 und weisen abgewinkelte Zähne 19a zur Polbildung auf. Die Statorbleche 19 sind im Spulenkörper 14 eingegossen.

  

[0021]    Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor als doppelstöckiger Tin-Can-Motor ausgebildet, um ein höheres Drehmoment erzeugen zu können. Zu diesem Zweck sind insgesamt vier Spulen 18 und vier Zahnreihen 19 vorgesehen, die in der Längsrichtung des Rotors 13 versetzt angeordnet sind. Dadurch weist der Elektromotor eine besonders schmale Geometrie auf. Je nach dem Anwendungszweck und/oder den Anforderungen des Elektromotors ist es natürlich auch möglich, eine andere Anzahl von Spulen 18 und Zahnreihen 19 oder anstelle eines Tin-Can-Motors einen anderen Motorentyp vorzusehen.

  

[0022]    Wie Fig. 2 zeigt, weist der Spulenkörper 14 eine Erhebung auf, in welche eine Lagerbuchse 16 eingelassen ist und welche in eine in der Nabe 13b gebildete Vertiefung 13e eintaucht. Die Lagerbuchse 16 ist drehfest mit dem Spulenkörper 14 verbunden und z.B. als Sinterlager ausgebildet.

  

[0023]    Zentral durch den Motor 11, 13, 14, 18, 19 hindurch verläuft eine Welle 20, welche relativ zum Gehäuse 11, 12 sowie relativ zum Rotor 13 und Stator 19 drehbar gelagert ist. Zur Lagerung der Welle 20 dient die Lagerbuchse 16 sowie ein Lager 17, welches im Getriebegehäuse 12 in Form eines Gleitlagers ausgebildet ist. Das erste Ende der Welle 20 ist im Lager 17 gelagert, während das zweite Ende der Welle 20 durch eine Öffnung 11a im Motorengehäuse 11 hindurchgeführt und drehfest mit einem Kupplungsteil 21 verbunden ist.

  

[0024]    Das Kupplungsteil 21 taucht in die Vertiefung 4 der Klappe 1 ein und ist mit dieser drehfest verbunden. Zu diesem Zweck weist das Kupplungsteil 21 Aussenflächen auf, welche als Mehrkant ausgebildet sind und an dazu komplementäre, in der Vertiefung 4 ausgebildete Innenflächen anliegen.

  

[0025]    Zur Kopplung der Zahnräder 31 und 32 an den Rotor 13 dient ein Ritzel 30, welches drehfest mit dem Rotor 13 verbunden ist. Zu diesem Zweck weist das Ritzel 30 ein trichterförmiges Ende auf, welches das Kragenteil 13d des Rotors 13 umgreift.

  

[0026]    Das Getriebe 31, 32 ist als Untersetzungsgetriebe ausgebildet. Das erste Zahnrad 31 ist um eine im Getriebegehäuse 12 befestigte Achse 33 drehbar, deren Längsrichtung parallel zur Schwenkachse 2 ausgerichtet ist. Das Zahnrad 31 weist eine erste, auf einem ersten Kreis angeordnete Verzahnung 31a auf, mit welcher das Ritzel 30 in Eingriff steht, sowie eine zweite, auf einem zweiten Kreis angeordnete Verzahnung 31b, welche mit der Verzahnung 32a des zweiten Zahnrads 32 in Eingriff steht. Der Durchmesser des ersten Kreises ist grösser als der Durchmesser des zweiten Kreises. Das zweite Zahnrad 32 ist drehfest mit der Welle 20 verbunden und somit um eine Drehachse drehbar, welche parallel zur Schwenkachse 2 verläuft.

  

[0027]    Das Getriebegehäuse 12 weist ein einteilig angeformtes Steckergehäuse 12a auf, in welches der Stecker eines Kabels einfügbar ist, um den Aktuator 10 mit Energie zu versorgen und/oder Signale zu übertragen.

  

[0028]    Das Getriebegehäuse 12 ist aus einem gängigen Material, z.B. Kunststoff, gefertigt. Das Motorengehäuse 11 besteht im vorliegenden Beispiel aus Metall.

  

[0029]    Zur Montage des Aktuators 10 wird das Motorengehäuse 11 in den Hohlraum 3 der Klappe 1 eingefügt, sodass das Kupplungsteil 21 in die Vertiefung 4 greift, und das Gehäuse 11, 12 ortsfest angebracht. Stator 19 und Lagerbuchse 16 befinden sich dann ebenfalls in einer ortsfesten Lage. Bei der Betätigung des Aktuators 10 wird das vom Rotor 13 erzeugte Drehmoment wie folgt auf die Klappe 1 übertragen: Eine Drehung des Rotors 13 verursacht eine entsprechende Drehung des Ritzels 30. Dieses versetzt das erste Zahnrad 31 in Rotation, welches das zweite Zahnrad 32 antreibt. Dieses bewirkt eine Drehung der Welle 20, wodurch die Klappe 1 aufgrund des Kupplungsteils 21 ebenfalls mitbewegt wird.

  

[0030]    Damit die Klappe 1 bei der Bewegung nicht am Motorengehäuse 11 entlangschleift, ist die Abmessung B1 etwas kleiner als die Abmessung des Hohlraums 3 gewählt.

  

[0031]    Aus den oben dargestellten Massnahmen ergeben sich u.a. folgende Vorteile:
Die Raumausnutzung ist optimiert, indem der Motor zumindest teilweise innerhalb der axialen Länge der Klappe angeordnet und so in diese integriert ist, während das Getriebe extern angeordnet ist. Das Motorengehäuse ist in der Form eines langen und schlanken Körpers gestaltbar, sodass der Motor die Luftströmung um die Klappe kaum beeinflusst.
Das Getriebe ist axial versetzt zum Motor angeordnet, sodass im Getriebegehäuse quer zur Achsenrichtung kein Platz für den Motor vorzusehen ist. Das Getriebegehäuse kann dadurch besonders flach konstruiert werden.

   Auch bei einem einfachen Aufbau des Getriebes, z.B. bei Verwendung von einfachen Zahnrädern, ist ein hohes Untersetzungsverhältnis möglich.
Die Anordnung mit internem Motor und externem Getriebe bietet eine einfache und kostengünstige Lösung zum Schwenken der Klappe und ist besonders vorteilhaft bei den konstruktiven Vorgaben von typischen Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlagen.

  

[0032]    Aus der vorangehenden Beschreibung sind dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen zugänglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche definiert ist.

  

[0033]    So braucht der Elektromotor nicht unbedingt so aufgebaut sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Zum Schwenken der Klappe 1 sind eine Vielzahl von Elektroantrieben geeignet, insbesondere Elektromotoren mit einer Steuerung zum schrittweise Antreiben des Rotors wie z.B. Schrittmotoren oder bürstenlose Gleichstrommotoren.

  

[0034]    Der Rückschluss des magnetischen Kreises muss bei alternativem Motorenkonzept nicht unbedingt mittels des Motorengehäuses des Elektromotors gebildet werden. Je nach Art des verwendeten Elektromotors kann das Motorengehäuse z.B. auch lediglich zum Schutz dienen und aus Kunststoff, Metall und/oder einem anderen gängigen Material gefertigt sein.

  

[0035]    Das Getriebe braucht nicht genau zwei Zahnräder aufzuweisen, sondern ist je nach dem Anwendungszweck angepasst. So kann das Getriebe ein, zwei oder mehr Zahnräder und/oder auch andere Getriebeglieder aufweisen.

  

[0036]    Optional kann der Aktuator so ausgebildet sein, dass im Bedarfsfall - beispielsweise zum Zwecke der Reparatur oder der Anpassung - das Getriebe 31, 32 entfernbar ist, selbst wenn dabei das Motorengehäuse 11 in der Ausnehmung 3 der Klappe 1 verbleibt. Zu diesem Zweck kann das Getriebegehäuse 12 mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel versehen sein.



  The present invention relates to an actuator for pivoting a flap and an arrangement with such an actuator and with a flap.

  

Such actuators and arrangements are used to regulate an airflow generated in the air conditioning, heating and / or ventilation system by the flap is pivoted.

  

If as much space for the air flow channels are provided, the space available for the other parts is correspondingly limited. It is therefore inter alia tried to design the actuator as small as possible and / or to arrange space-saving. There is the difficulty that the electric motor of the actuator must have a minimum size in order to generate the required torque, and together with the gearbox geometrically reasonable, compact, stable and cost-effective interpretation.

  

From DE 10 024 692 A1 an arrangement with an actuator is known, which is mounted outside the flap and has a housing whose extension is given in the direction of the flap substantially by the height of the electric motor. The actuator has the disadvantage that it requires a relatively large amount of space next to the flap.

  

From DE 10 004 795 C1, an arrangement is known in which the entire actuator is integrated into the flap, that is located between the electric motor and the flap, a reduction gear in the form of a well gear. A similar arrangement is known from EP 1 418 069 A1, wherein the reduction gear is designed as a planetary gear. Another arrangement with an integrated in the flap actuator is known from DE 10 024 691 A1. Integrating the entire actuator in the flap has several disadvantages:
The integrated transmission occupies an additional space in the flow channel and thereby influences the air flow.
The scope for dimensioning the integrated actuator is limited.

   Indicates e.g. the gear wheels on, so the diameter can not be chosen arbitrarily large, without obstructing the flow of air in the flow channel in addition.
The transmissions that can be used are relatively complicated and expensive, especially if they are planetary gearboxes.

  

Based on this prior art, it is an object of the present invention, the actuator and the arrangement with an actuator and a flap to improve so that the air flow is influenced to a reduced degree and given in the design of the transmission more freedom.

  

This object is achieved by an actuator according to claim 1 and by an arrangement according to claim 10. The other claims indicate preferred embodiments.

  

The inventive actuator and the inventive arrangement have u.a. the advantage that by integrating the electric motor in the flap and an external arrangement of the transmission on the one hand, the air flow is hardly affected and on the other hand no significant restrictions in the design of the transmission must be taken into account. In particular, a very flat construction of the transmission is possible.

  

Further design features and their advantages will become apparent from the following description and figures of an inventive embodiment. Show it
<Tb> FIG. 1 <sep> an arrangement with a flap and an actuator according to the invention in a perspective view,


  <Tb> FIG. 2 <sep> an axial section of the arrangement according to FIG. 1, wherein the flap only partially and the stator laminations and coils are not shown, and


  <Tb> FIG. 3 <sep> is a detailed sectional view of the electric motor of the actuator according to FIG. 2.

  

The arrangement shown in FIGS. 1 and 2 comprises a flap 1, which is pivotable about a pivot axis 2, and an actuator 10, which is coupled to the flap 1.

  

The flap 1 is used to regulate the air flow and can be used in an air duct, which e.g. Part of an air conditioning, heating and / or ventilation system, as used in motor vehicles.

  

The flap 1 has a recess in the form of a cavity 3, which extends in the direction of the pivot axis 2. The cavity 3 is substantially cylindrical and has a bottom with a recess 4.

  

The actuator 10 includes a housing which is composed of a motor housing 11 and a transmission housing 12 fixedly connected thereto. The motor housing 11 is part of an electric motor with a rotor 13. In the gear housing 12 is a transmission with gear members in the form of gears 31, 32nd

  

The electric motor is integrated in the flap 1 by the motor housing 11 is inserted into the recess 3, while the gear 31, 32 and the gear housing 12 are arranged outside the recess 3. This is the case irrespective of the angular position of the flap 1, i. at each angle, by which the flap 1 is pivoted, the electric motor is located within the recess 3 and the gear 31, 32 outside the recess. 3

  

The motor housing 11 is of substantially cylindrical shape and has a slim, elongated shape. The gear housing 12, however, is expansive and flat. Due to the slim and long geometry of the motor housing 11, the air circulation occurring during operation is only minimally hindered.

  

A1 designates the dimension of the motor housing 11 in the direction of the pivot axis 2 and A2, the dimension of the gear housing 12 in the direction of the pivot axis 2, A1 is greater than A2. Preferably, A1 is at least as large as twice A2. In the present example, A2 is in the range of two gear thicknesses, so that the gear housing 12 is particularly flat.

  

B1 designates the dimension of the motor housing 11 transversely to the direction of the pivot axis 2 and B2, the dimension of the gear housing 12 transverse to the direction of the pivot axis 2, B1 is smaller than B2. Preferably, B1 is at most as large as half of B2.

  

The arranged in the motor housing 11 electric motor is constructed as a so-called Tin-Can engine. The motor housing 11 is made of metal, which is magnetizable to ensure the conclusion of the magnetic circuit.

  

The rotor 13 comprises a permanent magnetic ring 13a with north and south poles, which are arranged alternately in the circumferential direction of the ring 13a. The ring 13a is fixedly connected to a hub 13b which has a recess 13c which surrounds a collar portion 13d spaced from the ring 13a. In the recess 13c, a bearing 15 for rotatably supporting the rotor 13 is inserted. The bearing 15 is formed in the form of a bush which is rotatably connected to the hub 13b. As a bearing 15 is u.a. a sintered bearing.

  

The stator of the electric motor is designed so that by means of a suitable control north and south poles are so produced in a variable manner that the rotor 13 is rotated. The electric motor comprises a bobbin 14. This is made of plastic and has annular recesses 14 a, in which coils 18 are received, as shown in Fig. 3. In this figure, stator laminations 19 are also shown. These run in an annular manner about the axis of rotation of the rotor 13 and have angled teeth 19a for pole formation. The stator laminations 19 are cast in the bobbin 14.

  

In the present embodiment, the electric motor is designed as a double-level tin-can motor to generate a higher torque can. For this purpose, a total of four coils 18 and four rows of teeth 19 are provided, which are arranged offset in the longitudinal direction of the rotor 13. As a result, the electric motor has a particularly narrow geometry. Of course, depending on the application and / or the requirements of the electric motor, it is also possible to provide a different number of coils 18 and rows of teeth 19 or a different type of motor instead of a tin-can motor.

  

As shown in FIG. 2, the bobbin 14 has a survey, in which a bearing bush 16 is inserted and which dips into a depression 13e formed in the hub 13b. The bushing 16 is rotatably connected to the bobbin 14 and, for. designed as a sintered bearing.

  

Centrally through the motor 11, 13, 14, 18, 19 passes through a shaft 20 which is rotatably mounted relative to the housing 11, 12 and relative to the rotor 13 and stator 19. For storage of the shaft 20, the bearing bush 16 and a bearing 17, which is formed in the gear housing 12 in the form of a sliding bearing. The first end of the shaft 20 is mounted in the bearing 17, while the second end of the shaft 20 is passed through an opening 11 a in the motor housing 11 and rotatably connected to a coupling part 21.

  

The coupling part 21 dives into the recess 4 of the flap 1 and is rotatably connected thereto. For this purpose, the coupling part 21 on outer surfaces, which are formed as a polygon and abut complementary thereto, formed in the recess 4 inner surfaces.

  

For coupling the gears 31 and 32 to the rotor 13, a pinion 30, which is rotatably connected to the rotor 13 is used. For this purpose, the pinion 30 has a funnel-shaped end, which surrounds the collar part 13 d of the rotor 13.

  

The transmission 31, 32 is formed as a reduction gear. The first gear 31 is rotatable about an axis 33 fixed in the gear housing 12, whose longitudinal direction is aligned parallel to the pivot axis 2. The gearwheel 31 has a first toothing 31a arranged on a first circle, with which the pinion 30 engages, and a second toothing 31b arranged on a second circle, which toothing engages with the toothing 32a of the second toothed wheel 32. The diameter of the first circle is larger than the diameter of the second circle. The second gear 32 is rotatably connected to the shaft 20 and thus rotatable about an axis of rotation which is parallel to the pivot axis 2.

  

The gear housing 12 has a one-piece molded connector housing 12a, in which the plug of a cable can be inserted to supply the actuator 10 with energy and / or transmit signals.

  

The transmission housing 12 is made of a common material, e.g. Plastic, made. The motor housing 11 is made in the present example of metal.

  

For mounting the actuator 10, the motor housing 11 is inserted into the cavity 3 of the flap 1, so that the coupling part 21 engages in the recess 4, and the housing 11, 12 fixedly mounted. Stator 19 and bearing bush 16 are then also in a stationary position. Upon actuation of the actuator 10, the torque generated by the rotor 13 is transmitted to the flap 1 as follows: Rotation of the rotor 13 causes corresponding rotation of the pinion 30. This causes the first gear 31 to rotate, which drives the second gear 32. This causes a rotation of the shaft 20, whereby the flap 1 is also moved due to the coupling part 21 also.

  

So that the flap 1 does not drag along the motor housing 11 during the movement, the dimension B1 is selected to be somewhat smaller than the dimension of the cavity 3.

  

From the above measures u.a. the following advantages:
Space utilization is optimized by having the motor at least partially disposed within and integrated with the axial length of the door while the transmission is externally located. The motor housing is designed in the shape of a long and slender body, so that the engine hardly affects the air flow around the flap.
The gear is axially offset from the engine so that there is no space for the engine in the gearbox transverse to the axis. The gearbox can be designed very flat.

   Even with a simple construction of the transmission, e.g. When using simple gears, a high reduction ratio is possible.
The arrangement with internal motor and external gear provides a simple and cost effective solution for swinging the flap and is particularly advantageous in the design specifications of typical air conditioning, heating and / or ventilation systems.

  

Numerous modifications will become apparent to those skilled in the art from the foregoing description without departing from the scope of the invention, which is defined by the claims.

  

Thus, the electric motor does not necessarily have to be constructed as shown in Fig. 2. For pivoting the flap 1, a variety of electric drives are suitable, in particular electric motors having a controller for stepwise driving the rotor such as e.g. Stepper motors or brushless DC motors.

  

The inference of the magnetic circuit must not necessarily be formed by means of the motor housing of the electric motor in an alternative engine concept. Depending on the type of electric motor used, the motor housing may e.g. also serve only for protection and be made of plastic, metal and / or other common material.

  

The transmission does not need to have exactly two gears, but is adjusted depending on the application. Thus, the transmission may have one, two or more gears and / or other gear members.

  

Optionally, the actuator may be configured so that, if necessary - for example, for the purpose of repair or adaptation - the gear 31, 32 is removable, even if it remains the motor housing 11 in the recess 3 of the flap 1. For this purpose, the gear housing 12 may be provided with a removable housing cover.


    

Claims (12)

1. Aktuator zum Schwenken einer zur Regulierung eines Luftstromes dienenden Klappe, mit einem Elektromotor und einem daran gekoppelten Getriebe, welches an die Klappe koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) in eine in der Klappe (1) gebildete Ausnehmung (3) einfügbar ist und dass First actuator for pivoting a serving for regulating an air flow flap, with an electric motor and a coupled thereto gearbox, which is coupled to the flap, characterized in that the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) in a in the Flap (1) formed recess (3) can be inserted and that das Getriebe (31, 32) ausserhalb der Ausnehmung angeordnet ist, wenn der Elektromotor in die Ausnehmung eingefügt ist. the gear (31, 32) is arranged outside the recess when the electric motor is inserted in the recess. 2. Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) ein Motorengehäuse (11) umfasst und das Getriebe (31, 32) in einem Getriebegehäuse (12) angeordnet ist, wobei sich das Motorengehäuse (11) und das Getriebegehäuse (12) in eine erste Abmessungsachse erstrecken, welche der Schwenkachse (2) entspricht, um welche die Klappe (1) schwenkbar ist, wenn der Elektromotor in die Ausnehmung (3) eingefügt ist und wobei vorzugsweise das Getriebegehäuse und/oder Motorengehäuse in Bezug auf die Klappe ortsfest anbringbar ist bzw. sind. 2. Actuator according to claim 1, wherein the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) comprises a motor housing (11) and the transmission (31, 32) in a transmission housing (12) is arranged, wherein the motor housing (11 ) and the transmission housing (12) extend in a first dimension axis, which corresponds to the pivot axis (2) about which the flap (1) is pivotable when the electric motor is inserted into the recess (3) and preferably the transmission housing and / or Motor housing with respect to the flap is fixed attachable or are. 3. Aktuator nach Anspruch 2, wobei das Getriebegehäuse (12) in Richtung der ersten Abmessungsachse (2) eine kleinere Abmessung (A2) aufweist als das Motorengehäuse (11) und vorzugsweise höchstens gleich der Hälfte der Abmessung (A1) des Motorengehäuses ist. 3. Actuator according to claim 2, wherein the gear housing (12) in the direction of the first dimension axis (2) has a smaller dimension (A2) than the motor housing (11) and preferably at most equal to half the dimension (A1) of the motor housing. 4. Aktuator nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Getriebegehäuse (12) quer zur ersten Abmessungsachse (2) eine grössere Abmessung (B2) aufweist als das Motorengehäuse (11) und vorzugsweise mindestens gleich dem Doppelten der Abmessung (B1) des Motorengehäuses ist. 4. Actuator according to claim 2 or 3, wherein the gear housing (12) transversely to the first dimension axis (2) has a larger dimension (B2) than the motor housing (11) and preferably at least equal to twice the dimension (B1) of the motor housing. 5. Aktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) einen um eine Rotationsachse drehbaren Rotor (13) aufweist und in der Achsenrichtung der Rotationsachse versetzt zum Getriebe (31, 32) angeordnet ist. 5. Actuator according to one of the preceding claims, wherein the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) has a rotatable about a rotation axis rotor (13) and in the axial direction of the axis of rotation offset from the transmission (31, 32) is arranged. 6. Aktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer drehbaren Welle (20), mittels welcher das Getriebe (31, 32) an die Klappe (1) koppelbar ist. 6. Actuator according to one of the preceding claims, with a rotatable shaft (20) by means of which the transmission (31, 32) to the flap (1) can be coupled. 7. Aktuator nach Anspruch 6, wobei die Welle (20) relativ zum Stator (19) und Rotor (13) des Elektromotors (11, 13, 14, 18, 19) drehbar gelagert ist, und vorzugsweise der Rotor (13) ein Lager (15) zur Lagerung der Welle aufweist. 7. Actuator according to claim 6, wherein the shaft (20) relative to the stator (19) and rotor (13) of the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) is rotatably mounted, and preferably the rotor (13) has a bearing (15) for supporting the shaft. 8. Aktuator nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Welle (20) durch den Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) hindurch verläuft und an dem einen Ende der Welle ein Getriebeglied (32) des Getriebes (31, 32) befestigt ist und das andere Ende (21) der Welle drehfest mit der Klappe (1) verbindbar ist. 8. Actuator according to claim 6 or 7, wherein the shaft (20) through the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) passes therethrough and at one end of the shaft, a gear member (32) of the transmission (31, 32). is fixed and the other end (21) of the shaft rotationally fixed to the flap (1) is connectable. 9. Aktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (31, 32) ein Untersetzungsgetriebe ist und/oder drehbare Zahnräder aufweist (31, 32). 9. Actuator according to one of the preceding claims, wherein the transmission (31, 32) is a reduction gear and / or rotatable gears (31, 32). 10. Anordnung mit einer Klappe zur Regulierung eines Luftstromes und einem Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Schwenken der Klappe, wobei der Aktuator einen Elektromotor und ein daran gekoppeltes Getriebe aufweist und wobei der Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) in eine in der Klappe (1) gebildeten Ausnehmung (3) eingefügt ist und das Getriebe (31, 32) ausserhalb der Ausnehmung angeordnet ist. 10. Arrangement with a flap for regulating an air flow and an actuator according to one of claims 1 to 9 for pivoting the flap, wherein the actuator has an electric motor and a gear coupled thereto and wherein the electric motor (11, 13, 14, 18, 19 ) is inserted into a recess (3) formed in the flap (1) and the gear (31, 32) is arranged outside the recess. 11. Anordnung nach Anspruch 10, mit einer Welle (20), die durch den Elektromotor (11, 13, 14, 18, 19) hindurch verläuft und koaxial zur Schwenkachse (2) der Klappe (1) angeordnet ist. 11. Arrangement according to claim 10, with a shaft (20) which passes through the electric motor (11, 13, 14, 18, 19) and is arranged coaxially to the pivot axis (2) of the flap (1). 12. Anlage, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, welche einen Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, eine Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11 oder beides umfasst und zu mindestens einem der folgenden Zwecke dient: Klimatisierung, Heizung, Lüftung. 12. Plant, in particular in a motor vehicle, which comprises an actuator according to one of claims 1 to 9, an arrangement according to one of claims 10 to 11 or both and serves at least one of the following purposes: air conditioning, heating, ventilation.
CH01502/07A 2007-09-27 2007-09-27 Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess CH700930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01502/07A CH700930B1 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01502/07A CH700930B1 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH700930B1 true CH700930B1 (en) 2010-11-15

Family

ID=38917692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH01502/07A CH700930B1 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH700930B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013224923A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-11 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Flap assembly for an actuator, in particular for an exhaust valve of an internal combustion engine
EP4220017A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-02 Kutzner + Weber GmbH Distribution system for controlling the supply of air to a stove

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024692A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-29 Behr Gmbh & Co Gas flow control has flap swivel mounted on duct wall and moved by drive element contained in pocket.
DE10341396B3 (en) * 2003-09-05 2004-12-16 Pierburg Gmbh Flap adjustment arrangement, especially for combustion engine choke flap, has electric motor outside housing and flap support, open on one side, plugged onto contact plate protrusion via pole tube

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024692A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-29 Behr Gmbh & Co Gas flow control has flap swivel mounted on duct wall and moved by drive element contained in pocket.
DE10341396B3 (en) * 2003-09-05 2004-12-16 Pierburg Gmbh Flap adjustment arrangement, especially for combustion engine choke flap, has electric motor outside housing and flap support, open on one side, plugged onto contact plate protrusion via pole tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013224923A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-11 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Flap assembly for an actuator, in particular for an exhaust valve of an internal combustion engine
EP4220017A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-02 Kutzner + Weber GmbH Distribution system for controlling the supply of air to a stove

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011054956B4 (en) Drive unit for an actuator with an electric motor and associated actuator
EP1836083B1 (en) Device for superimposing rotational speeds, comprising a servodrive
EP2621787B1 (en) Steering gear with electric motor, control unit and sensor system as well as therewith equiped power steering system
DE102008052846C5 (en) Exhaust flap drive for a motor vehicle and the use of such exhaust valve drive
EP0981696B1 (en) Eccentric toothed gear
DE102005031036A1 (en) Separated motor vehicle stabilizer, has swiveling motor gear that includes two threaded screws with different thread pitches, where one of threaded screws makes impact on spindle nut that acts as gear output unit
DE102011054958A1 (en) Housing of an actuator for receiving an electric motor and assembly
EP3486523B1 (en) Planetary carrier
WO2002088605A1 (en) Electromotive adjustment device
EP4069538A1 (en) Drive unit and drive assembly
DE102017205721B4 (en) Transmission unit for a motor vehicle
WO2019197251A1 (en) Bearing for a hybrid module
DE102018114382A1 (en) Drive unit for a drive train of an electrically drivable motor vehicle and drive arrangement
WO2018206631A1 (en) Control device and associated production method
DE102012112514A1 (en) Pedal unit for a car
DE102008030006A1 (en) actuator
WO2012028122A1 (en) Actuating unit for automotive applications
DE102012013947A1 (en) gear unit
DE102018202922A1 (en) setting device
WO2007009787A1 (en) Actuator for units comprising a planetary gear
CH700930B1 (en) Actuator for pivoting damper to control airflow generated in e.g. air conditioning system of motor vehicle, has electric motor provided with motor housing, and drive arranged outside of recess when electric motor is attached to recess
DE19923877A1 (en) Motor gear unit
DE10121908B4 (en) Ventilation device, in particular in connection with a vehicle heating or air conditioning
DE202017102027U1 (en) Transmission unit for a motor vehicle
EP1411307A1 (en) Heating device

Legal Events

Date Code Title Description
PFA Name/firm changed

Owner name: JOHNSON ELECTRIC SWITZERLAND AG

Free format text: SAIA-BURGESS MURTEN AG#BAHNHOFSTRASSE 18#3280 MURTEN (CH) -TRANSFER TO- JOHNSON ELECTRIC SWITZERLAND AG#BAHNHOFSTRASSE 18#3280 MURTEN (CH)

PL Patent ceased