DE3826359A1 - Elektrisch angetriebener stellantrieb - Google Patents
Elektrisch angetriebener stellantriebInfo
- Publication number
- DE3826359A1 DE3826359A1 DE19883826359 DE3826359A DE3826359A1 DE 3826359 A1 DE3826359 A1 DE 3826359A1 DE 19883826359 DE19883826359 DE 19883826359 DE 3826359 A DE3826359 A DE 3826359A DE 3826359 A1 DE3826359 A1 DE 3826359A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electric motor
- pneumatic pump
- pressure
- permanently
- electrically driven
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/18—Combined units comprising both motor and pump
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Stellantrieb
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Auf vielen technischen Gebieten werden Stellantriebe (Aktuatoren)
benötigt, die - mitunter nur kurzzeitig - bei geringer mechanischer
Leistung und häufig nur geringen Stellwegen große translatorische
Kräfte - Stell- und insbesondere Haltekräfte - abgeben müssen.
Hierzu werden üblicherweise entweder elektromagnetische Hubmag
nete oder Elektromotoren mit nachgeschalteten Untersetzungsge
trieben eingesetzt.
Geeignete Hubmagnete, die relativ großvolumig sind und ein
relativ hohes Gewicht aufweisen, besitzen eine nichtlineare
Erregerstrom/Kraft-Kennlinie, so daß es bereits bei vergleichs
weise kleinen Fertigungstoleranzen zu größeren Schwankungen
der abgegebenen Haltekraft kommen kann. Der Einsatz solcher
elektromagnetischen Hubmagnete ist daher unter Umständen mit
einem hohen regelungstechnischen Aufwand verbunden oder aber
in vielen Fällen aus Raum- oder Gewichtsgründen von vornherein
nicht möglich.
Die von Elektromotoren mit nachgeschalteten Untersetzungsgetrieben
abgegebene Stell- oder Haltekraft ist demgegenüber weniger
toleranzabhängig. Aber auch solche Stellantriebe erfordern
ein vergleichsweise großes Bauvolumen, wenn sie im nicht ange
steuerten Zustand eine definierte Endstellung einnehmen sollen,
was in vielen Einsatzbereichen erforderlich ist. Die Größe
der Gesamtübersetzung des Untersetzungsgetriebes ist nämlich
wegen der Getriebereibung bzw. -selbsthemmung beschränkt, so
daß der Elektromotor selbst zwangsläufig ein beachtliches Bau
volumen besitzen muß. Im übrigen tritt bei solchen Stellantrieben
bei größeren Haltekräften ein erhöhter Verschleiß an den Kommutator
lamellen ein, wenn - wegen ihrer guten Regelbarkeit - Gleichstrom-
Kommutatormotoren Verwendung finden.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, einen
kostengünstigen und leistungsfähigen sowie möglichst kompakten,
d. h. möglichst wenig Bauraum beanspruchenden elektrisch ange
triebenen Stellantrieb der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten Art zu schaffen, der mit vergleichsweise niedrigen
elektrischen Strömen zu betreiben und dessen Stell- bzw. Haltekraft
einfach und präzise zu steuern oder zu regeln ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent
anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus
führungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Der erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Stellantrieb besteht
aus einem Elektromotor 1, einer Pneumatikpumpe 2 und einer
Druckdose 3, die funktionell miteinander gekoppelt und baulich
zu einer kompakten Baueinheit vergleichsweise geringen Bauvolumens
zusammengefaßt sind.
Als Elektromotor ist ein Elektromotor eingesetzt, dessen abge
gebenes Drehmoment seinem steuerbaren Motorstrom I M proportional
und demzufolge leicht steuer- bzw. regelbar ist; regelungstechnisch
stellt er somit ein lineares Glied dar. Vorzugsweise wird ein
permanent erregter Gleichstrommotor eingesetzt, der eine nur
geringe Baugröße und eine Leistung von etwa maximal 6 bis 60
Watt besitzt, dessen kleiner Motorstrom I M aus dem Bordnetz
des Fahrzeuges gespeist wird.
Der Elektromotor 1 läuft während des Fahrbetriebes permanent
um. Er treibt eine Pneumatikpumpe mit einer ebenfalls linearen
Kennlinie an, d. h. eine Pneumatikpumpe, deren Abgabedruck
ihrem Antriebsmoment proportional ist; das bedeutet, daß der
geförderte Volumenstrom der Pneumatikpumpe der Antriebsdrehzahl
proportional ist. Vorzugsweise wird hier eine der bekannten
Flügelzellenpumpe eingesetzt. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch
eine solche Flügelzellenpumpe, deren im Zylinderraum des Pumpen
gehäuses 21 exzentrisch gelagerter Rotor mit 22 und deren in
diesem verschieblich gelagerten Pumpenflügel mit 23 beziffert
sind. Die Flügelzellenpumpe besitzt wie üblich einen Saug
und einen Druckanschluß, von denen in Fig. 1 nur ein Anschluß
erkennbar und mit 24 beziffert ist.
Je nach Anwendungszweck des Stellantriebes kann die Pneumatikpumpe
als unterdruck- oder als überdruckerzeugende Einheit ausgebildet
sein. Bei Einsatz einer Flügelzellenpumpe würde dies im wesent
lichen bedeuten, daß in dem einen Falle der Sauganschluß und
in dem anderen Falle der Druckanschluß der Flügelzellenpumpe
mit der nachgeschalteten Druckdose 3 zu verbinden wäre.
Mit Vorteil wird eine Flügelzellenpumpe mit einem Ausgangs
bzw. Abgabedruck von etwa 2,5 bar absolut, d. h. 1,5 bar Atmos
phärenüberdruck eingesetzt; bei einer solchen Druckhöhe treten
im allgemeinen noch keinerlei Dichtungsprobleme auf.
Die somit zur Verfügung stehende Druckdifferenz von etwa 1,5 bar
ist etwa dreimal so groß wie die bei Kraftfahrzeugen sonst
üblicherweise für Servozwecke zur Verfügung stehende Druckdifferenz
von etwa 0,5 bar, welche bei Ottomotoren vom Saugrohrunterdruck
oder bei Dieselfahrzeugen durch besondere Diesel-Unterdruckpumpen
zur Verfügung gestellt wird. Der größere ausnutzbare Druck
bedeutet in ihrem Bauvolumen entsprechend kleiner bemessene
nachgeschaltete Bauglieder.
Mit der über den Anschluß 24 von der Pneumatikpumpe 2 gespeisten
Druckdose 3, die je nach Einsatzzweck und Pneumatikpumpe als
Überdruck- oder Unterdruckdose ausgebildet ist, können bei
geringem Stellweg ihres kraftübertragenden Stößels 32 vergleichs
weise große Druck- bzw. - wie in Fig. 1 angedeutet - Zugkräfte
aufgebracht werden, deren Größe u. a. von der Bemessung der
druckbeaufschlagten Fläche der Druckdosenmembran 31 abhängt.
Vorzugsweise wird die Druckdose so bemessen, daß die von ihr
aufgebrachten Stell- und Haltekräfte etwa maximal 100 bis 1000
Newton betragen.
Durch entsprechende Gestaltung der Pneumatikpumpen/Druckdosen-
Komponente kann die notwendige "Übersetzung" zwischen dem per
manent rotierenden Elektromotor 1 und der von dem Stellantrieb
abgegebenen linearen Stell- bzw. Haltekraft F den jeweiligen
Einsatzbedürfnissen angepaßt werden.
Wie Fig. 3 zeigt, besteht zwischen dem steuer- bzw. regelbaren
Motorstrom I M des permanent umlaufenden Elektromotors 1 und
dem Ausgangs- bzw. Abgabedruck Δ P der Pneumatikpumpe 2 ein
etwa linearer Zusammenhang, wenn die miteinander gekoppelten
Bauelemente, wie vorgesehen, jeweils eine lineare Kennlinie
besitzen. Demzufolge ergibt sich auch zwischen der abgegebenen
Stell- bzw. Haltekraft F der Druckdose 3 und dem steuerbaren
Motorstrom I M ein linearer Zusammenhang, wodurch die notwendige
Steuerung bzw. Regelung dieser Kraft vergleichsweise einfach
wird.
Neben seiner gewichts- und raumsparenden kompakten Bauweise
und seiner guten Regelbarkeit besitzt der erfindungsgemäße
elektrisch angetriebene Stellantrieb den weiteren Vorteil,
daß seine Druckdose 3 ggf. als "weiches Dämpfungselement" zwischen
Motor und Kraftausgang wirkt, wenn der Stellantrieb selbst
mechanische Abläufe steuert.
Claims (5)
1. Elektrisch angetriebener Stellantrieb zur Erzeugung großer
mechanischer translatorischer Stell- und Haltekräfte bei
geringer mechanischer Leistung, deren Größe kontinuierlich
steuerbar ist, vorzugsweise für den Einsatz in einer Kraft
fahrzeug-Servolenkung,
gekennzeichnet
a) durch einen permanent umlaufenden Elektromotor (1) mit
einem seinem steuerbaren Motor- oder Ankerstrom (I M )
proportionalen Drehmoment, vorzugsweise einen permanent
erregten Gleichstrommotor,
b) durch eine vom Elektromotor (1) permanent angetriebene
Pneumatikpumpe (2), vorzugsweise eine Flügelzellenpumpe,
mit linearer Abhängigkeit ihres Abgabe(Unter)-drucks (Δ P)
von ihrem Antriebsmoment und
c) durch eine von der Pneumatikpumpe (2) permanent gespeiste
(Unter)Druckdose (3) o. ä. mit einer linearen Abhängigkeit
ihrer Dosenkraft (F) vom Eingangsdruck (Δ P).
2. Elektrisch angetriebender Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) eine maximale
Leistung von etwa 6 bis 60 Watt, die Pneumatikpumpe (2)
einen Ausgangs- bzw. Abgabedruck von etwa 2,5 bar absolut
und die Druckdose (3) eine maximale Stell- und Haltekraft
von etwa 100 bis 1000 Newton besitzen.
3. Elektrisch angetriebener Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Elektromotor (1), Pneumatikpumpe
(2) und Druckdose (3) baulich zu einer kompakten Baueinheit
zusammengefaßt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883826359 DE3826359A1 (de) | 1987-08-11 | 1988-08-03 | Elektrisch angetriebener stellantrieb |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3726650 | 1987-08-11 | ||
DE19883826359 DE3826359A1 (de) | 1987-08-11 | 1988-08-03 | Elektrisch angetriebener stellantrieb |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3826359A1 true DE3826359A1 (de) | 1989-02-23 |
DE3826359C2 DE3826359C2 (de) | 1993-05-06 |
Family
ID=25858500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883826359 Granted DE3826359A1 (de) | 1987-08-11 | 1988-08-03 | Elektrisch angetriebener stellantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3826359A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002063170A1 (de) * | 2001-02-03 | 2002-08-15 | Zf Lenksysteme Gmbh | Pumpsystem mit einer hydraulischen pumpe, insbesondere für ein lenksystem |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3848411A (en) * | 1973-01-26 | 1974-11-19 | Johnson Service Co | Control circuit for an electromechanical actuator |
DE2423516A1 (de) * | 1974-05-15 | 1975-11-27 | Bosch Gmbh Robert | Stellglied, insbesondere fuer regelungseinrichtungen |
FR2374543A1 (fr) * | 1976-12-14 | 1978-07-13 | Bosch Gmbh Robert | Dispositif pour le deplacement d'elements de construction notamment d'elements pivotables |
DE2410766B2 (de) * | 1974-03-07 | 1979-10-11 | Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) | Stellvorrichtung mit einem Axial-Stellmotor, insbesondere zur Betätigung von Gasheizungsventilen |
DE2905305A1 (de) * | 1979-02-12 | 1980-08-21 | Vdo Schindling | Pneumatischer servomotor |
EP0154854A1 (de) * | 1984-03-15 | 1985-09-18 | BUCHER-GUYER AG Maschinenfabrik | Elektrohydraulisch betätigbares Stellorgan |
EP0237740A1 (de) * | 1986-03-06 | 1987-09-23 | Detlef Köppen | Druckmittelbetriebene Zylinder-Pumpen-Baueinheit |
-
1988
- 1988-08-03 DE DE19883826359 patent/DE3826359A1/de active Granted
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3848411A (en) * | 1973-01-26 | 1974-11-19 | Johnson Service Co | Control circuit for an electromechanical actuator |
DE2410766B2 (de) * | 1974-03-07 | 1979-10-11 | Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) | Stellvorrichtung mit einem Axial-Stellmotor, insbesondere zur Betätigung von Gasheizungsventilen |
DE2423516A1 (de) * | 1974-05-15 | 1975-11-27 | Bosch Gmbh Robert | Stellglied, insbesondere fuer regelungseinrichtungen |
FR2374543A1 (fr) * | 1976-12-14 | 1978-07-13 | Bosch Gmbh Robert | Dispositif pour le deplacement d'elements de construction notamment d'elements pivotables |
DE2905305A1 (de) * | 1979-02-12 | 1980-08-21 | Vdo Schindling | Pneumatischer servomotor |
EP0154854A1 (de) * | 1984-03-15 | 1985-09-18 | BUCHER-GUYER AG Maschinenfabrik | Elektrohydraulisch betätigbares Stellorgan |
EP0237740A1 (de) * | 1986-03-06 | 1987-09-23 | Detlef Köppen | Druckmittelbetriebene Zylinder-Pumpen-Baueinheit |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
In Betracht gezogene ältere Anmeldung: DE 36 37 404 A1 * |
Z.: ölhydraulik + pneumatik 8, 1964, Nr. 4, S. 153, 154 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002063170A1 (de) * | 2001-02-03 | 2002-08-15 | Zf Lenksysteme Gmbh | Pumpsystem mit einer hydraulischen pumpe, insbesondere für ein lenksystem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3826359C2 (de) | 1993-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4210302C2 (de) | Getriebemotor, insbesondere elektromotorischer Fensterantrieb oder Schiebedachantrieb | |
DE202008007719U1 (de) | Schließhilfsantrieb für ein Kraftfahrzeugschloß | |
EP1929127A1 (de) | Strahltriebwerk mit einer integrierten elektrischen motor/generatoreinheit | |
DE202008015263U1 (de) | Miniaturlüfter | |
EP0008049A1 (de) | Gleichstrom-Kleinstmotor zum Antrieb zahnärztlicher Werkzeuge | |
DE112005002789B4 (de) | Stellantrieb | |
DE102014005006A1 (de) | Elektrischer Antriebsmotor | |
DE602004007247T2 (de) | Pumpenantrieb | |
DE4302143A1 (de) | Elektromotor und Verfahren zum Betreiben des Elektromotors | |
DE102008008978B3 (de) | Antriebsvorrichtung für einen Steuerschieber eines hydraulischen Ventils | |
EP0982483B1 (de) | Drosselklappenstutzen mit einer Antriebseinrichtung | |
DE3340733A1 (de) | Kolbenverdichter | |
CH495517A (de) | Vorrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung | |
DE3826359A1 (de) | Elektrisch angetriebener stellantrieb | |
DE1919488A1 (de) | Gasturbinentriebwerk | |
DE3042164C2 (de) | Druckmittelbetätigte Reibscheiben-Kupplung für Arbeitseinrichtungen, insbesondere an Brennkraftmaschinen | |
EP0127692A1 (de) | Elektromagnetischer Stösselantrieb | |
DE1613069A1 (de) | Schwingender Elektromotor | |
DE102010031107A1 (de) | Umformpresse mit einem Stößeldirektantrieb mittels Segmentmotoren | |
DE4338557C1 (de) | Elektromotor mit axial verschiebbarem Rotor, insbesondere Verschiebeläuferbremsmotor | |
DE3339918A1 (de) | Turboladeranordnung fuer eine brennkraftmaschine | |
DE3502506A1 (de) | Ventilfernpositionierungseinrichtung | |
EP2332236A2 (de) | Rotor für eine elektrische maschine sowie verwendung desselben und vorrichtung und verfahren zu dessen herstellung | |
AT230160B (de) | Elektrohydraulisches Stellgerät | |
DD279147A3 (de) | Wellengeneratoranlage zur stromerzeugung an bord von schiffen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication of lapse of patent is to be deleted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |