EP0266657A2 - Control device - Google Patents

Abstract

Ein kompakter elektrischer Stellantrieb für Verriegelungen, Lüfterklappen oder dergleichen in Kraftfahrzeugen weist eine fluidische Kraftübertragung zwischen dem Elektromotor (1) und dem zwischen zwei Endlagen hin und her beweglichen Stellglied (15) auf. Je ein Flügelzellenpumpenläufer (8.1),( 8.2) ist auf der Ankerwelle des Elektromotors (1) befestigt und in je einer Pumperkammer (7.1),( 7.2) im Gehäuseteil (5) angeordnet. Die beiden Pumpenkammern (7.1),(7.2) sind durch einen drehfest im Gehäuseteil (5) angebrachten Dichteinsatz (9') gegeneinander abgedichtet. Die Pumpenkammer (7.2) wird nach außen durch einen ebenfalls drehfesten Stopfen (9") abgeschlossen. Der Dichteinsatz (9') weist einen Druckanschluß (10') auf, welcher die Pumpenkammer (7.1) mit einem Strömungskanal (12') verbindet, der seinerseits in die Arbeitskammer (16) des Kolbenarbeitselementes (15) mündet. Der Stopfen (9") weist einen Druckanschluß (11') auf, der die Pumpenkammer (7.2) mit einem Strömungskanal (13') verbindet, welcher seinerseits in die Arbeitskammer (17) des Kolbenarbeitselementes (15) mündet und in Wänden beinder Gehäuseteile (5) und (6) sowie durch das Loch (18) der Membran (14) verläuft.A compact electric actuator for locking devices, fan flaps or the like in motor vehicles has a fluidic power transmission between the electric motor (1) and the actuator (15) which can be moved back and forth between two end positions. One vane pump rotor (8.1), (8.2) is attached to the armature shaft of the electric motor (1) and arranged in a pump chamber (7.1), (7.2) in the housing part (5). The two pump chambers (7.1), (7.2) are sealed against each other by a sealing insert (9 ') fixed in the housing part (5) so that it cannot rotate. The pump chamber (7.2) is closed to the outside by a likewise non-rotatable plug (9 "). The sealing insert (9 ') has a pressure connection (10') which connects the pump chamber (7.1) to a flow channel (12 ') which for its part opens into the working chamber (16) of the piston working element (15). The plug (9 ") has a pressure connection (11 ') which connects the pump chamber (7.2) with a flow channel (13') which in turn leads into the working chamber ( 17) of the piston working element (15) opens and runs in the walls of the housing parts (5) and (6) and through the hole (18) of the membrane (14).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.The invention relates to an actuator with the features of the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer elektrischer Stellantrieb ist bekannt (DE-OS 28 45 844). Diese für den Einsatz in Kfz-Zentralver­riegelungsanlagen vorgesehene Antriebsvorrichtung weist in ihrem Gehäuse einen drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor und zur Kraftübertragung ein Untersetzunsplanetengetriebe und eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung auf, deren Magnetwicklung elektrisch dem Elektromotor parallel geschal­tet ist. Dadurch wird nur bei eingeschaltetem Elektromotor das am Getriebeausgang anstehende Drehmoment über die Reib­beläge der Kupplung auf das zwischen zwei Endlagen hin und her bewegbare Stellglied, welches aus dem Gehäuse heraus­ragt, übertragen. Die damit erzielte relative Beweglichkeit zwischen Stellglied und ausgeschaltetem Motor läßt eine leichtgängige manuelle Betätigung der mit dem Stellglied über ein Gestänge oder Gelenkgetriebe verbundenen Schloß­verriegelungsteile zu, ohne daß dazu eine Lose oder eine überdrückbare Verrastung in diesem Gestänge vorgesehen wer­den muß, wie es in anderen bekannten Zentralverriegelungs­anlagen der Fall ist.A generic electric actuator is known (DE-OS 28 45 844). This drive device, intended for use in motor vehicle central locking systems, has in its housing an electric motor which is reversible in the direction of rotation and, for power transmission, a reduction planetary gear and an electromagnetically actuated friction clutch, the magnetic winding of which is electrically connected in parallel with the electric motor. As a result, only when the electric motor is switched on is the torque present at the transmission output transmitted via the friction linings of the clutch to the actuator which can be moved back and forth between two end positions and which projects out of the housing. The relative mobility thus achieved between the actuator and the switched-off motor allows easy manual actuation of the lock locking parts connected to the actuator via a linkage or articulated gear, without having to provide a loose or overpressable latching in this linkage, as is the case in other known central locking systems the case is.

Wegen der Elektromagnetkupplung ist allerdings der Energie­bedarf der Antriebsvorrichtung recht hoch. Die Reibbeläge der Kupplung sind Verschleißteile, und es kann vorkommen, daß aufgrund von Restmagnetismus die gegen die Magnetkraft wirkende Schraubenfeder die Reibbeläge nach Stromabschal­tung nicht zu trennen vermag. Ferner mässen bei jedem Stell­vorgang in kurzer Zeit größere Massen (Planetengetriebe, Reibscheiben) rotatorisch beschleunigt und in ebenso kurzer Zeit wieder zum Stillstand gebracht werden. Daraus resul­tiert eine hohe dynamische Beanspruchung sämtlicher Kraft­übertragungsglieder zwischen Elektromotor und Stellglied, die sich verschleibßfördernd auswirkt, wenn nicht die Lauf­zeit des Stellantriebs komfortmindernd lang ausgelegt wer­den soll.Because of the electromagnetic clutch, however, the energy requirement of the drive device is quite high. The friction linings of the clutch are wearing parts, and it can happen that due to residual magnetism, the coil spring acting against the magnetic force is unable to separate the friction linings after the power has been switched off. Furthermore, larger masses (planetary gears, friction disks) are accelerated in a short time with each setting process and brought to a standstill again in an equally short time. This results in a high dynamic load on all power transmission elements between the electric motor and actuator, which has a wear-promoting effect if the operating time of the actuator is not to be designed to be comfortably long.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­gemäßen elektrisschen Stellantrieb so auszubilden, daß die Kraftübertragung zwischen Elektromotor und Stellglied keiner eigenen Energieeinspeisung bedarf, nicht blockieren kann und ohne hohe dynamische Beanspruchung kurze Stelldauern für je­den Stellvorgang ermöglicht.The invention has for its object to design a generic electric actuator so that the power transmission between the electric motor and actuator does not require its own energy supply, can not block and allows short operating times for each actuation process without high dynamic stress.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved with the characterizing features of the main claim.

Die Unteransprüche offenbaren vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Stellantriebs.The subclaims disclose advantageous developments of the actuator according to the invention.

Die Verwendung einer fluidischen Kraftübertragung zwischen Elektromotor und Stellglied mindert das Gewicht der beweg­lichen Teile des Stellantriebs und damit zum einen dessen Leistungsaufnahme und zum anderen die dynamische Beanspruchung der Kraftübertragung. Auch arbeitet eine solche Anordnung nahezu verschleißfrei und geräuschlos. Unter den Schutzanspruch sind sowohl hydraulische als auch pneumatische Bauelemente gefaßt, jedoch wird die pneumatische Kraftübertragung vorgezogen. Letztere kann mit einer einfachen Pumpe und einem leichten Membrankolbenarbeits­element gewichtssparend und zuverlässig betrieben werden und wirft darüber hinaus keine besonderen Probleme bei der Abdichtung des ge­schlossenen fluidischen Systems auf, insbesondere kann nicht, wenn die Systemluft im Ruhestand unter Atmosphärendruck steht. Es kann notwendig sein, im pneumatischen System geringe definierte Undichtheiten zur um­gebenden Atmosphäre vorzusehen, etwa Sinterdrosseln o.dgl. in einer Ge­häusewand, damit unter allen Umständen am Arbeitselement die zu dessen Verstellung notwendige Druckdifferenz aufgebaut werden kann und an der Pumpe immer ein wenn auch geringer Fluiddurchsatz gewährleistet ist.The use of a fluidic power transmission between the electric motor and the actuator reduces the weight of the moving parts of the actuator and thus on the one hand its power consumption and on the other hand the dynamic load on the power transmission. Such an arrangement also works almost wear-free and noiselessly. Under the protection claim Both hydraulic and pneumatic components are included, but pneumatic power transmission is preferred. The latter can be operated with a simple pump and a light membrane piston working element in a weight-saving and reliable manner and, moreover, does not pose any particular problems in sealing the closed fluidic system, in particular cannot if the system air is at atmospheric pressure in the state of rest. It may be necessary to provide slight defined leaks to the surrounding atmosphere in the pneumatic system, such as sintering restrictors or the like. in a housing wall, so that the pressure difference necessary to adjust it can be built up on the working element under all circumstances and that a fluid throughput, albeit low, is always guaranteed on the pump.

Durch gleichzeitige Beaufschlagung des Kolbenarbeitselementes auf einer Kolbenseite mit Über- und der anderen Kolbenseite mit Unterdruck bzw. umgekehrt, je nach Stellrichtung des Stellgliedes bzw. Förderrichtung der Pumpe, können die wirksamen Flächen des Kolbens und der Rauminhalt des fluidischen Systems bei verhältnismäßig hohen Stellkräften klein gehalten werden.
Dadurch werden folgende Vorteile erzeilt:
     - kompaktes Stellantriebsgehäuse
    - geringe Pufferwirkung der komprimierten Luft
    - sehr kurze Laufzeiten von Motor und Pumpe pro Stellvorgang aufgrund geringen Volumendurchsatzes an der Pumpe.By simultaneously acting on the piston working element on one side of the piston with overpressure and the other side of the piston with negative pressure or vice versa, depending on the actuating direction of the actuator or the direction of delivery of the pump, the effective areas of the piston and the volume of the fluidic system can be kept small at relatively high actuating forces will.
This gives the following advantages:
- compact actuator housing
- Low buffering effect of the compressed air
- Very short running times of the motor and pump per actuation process due to the low volume throughput at the pump.

Die beiden zuletzt genannten Vorteile fallen auch beim Vergleich des erfindungsgemäßen Stellantriebes mit bekannten Bauelementen elektro­pneumatischer Zentralverreigelungsanlagen ins Gewicht. Bei solchen Anlagen, beispielsweise der durch die DE-PS 31 49 071 beschriebenen, ist eine zentrale Motor-Pumpen-Einheit vorgesehen, welche die über Schlauchleitungen an einen Pumpendruckstutzen an­geschlossenen einkammrigen Verschlußstellelemente wechselweise mit Über- bzw. Unterdruck zum Ent- bzw. Verriegeln der diesen zuge­ordneten Verschlüsse beaufschlagt. Ein anderer Druckstutzen der Pumpe ist zur Atmosphäre hin offen; das fluidische System wird also wechselweise be- und entlüftet.The last two advantages mentioned also play a role when comparing the actuator according to the invention with known components of electropneumatic central locking systems. In such systems, for example that described by DE-PS 31 49 071, a central motor-pump unit is provided, which alternately connects the single-chamber closure actuating elements via hose lines to a pump pressure connection with overpressure or underpressure to unlock or lock the applied to these closures. Another pressure port of the pump is open to the atmosphere; the fluidic system is therefore alternately aerated and vented.

Dadurch werden der Volumendurchsatz der Pumpe und mithin deren Laufdauer und die Pufferwirkung der im System trans­portierten Luft groß. Zudem müssen zur Mehrstellenbedienung der zentralen Motor-Pumpen-Einheit zusätzlich zu den Schlauch­anschlüssen auch noch elektrische Leitungen zu den schlüssel­betätigbaren Verschlüssen verlegt werden.As a result, the volume throughput of the pump and thus its running time and the buffer effect of the air transported in the system are large. In addition to the multi-point operation of the central motor-pump unit, in addition to the hose connections, electrical lines must also be laid to the key-operated closures.

Vor allem bei der Vormontage von Kraftfahrzeugtüren mit der gesamten Ausstattung einschließlich Zentralverriegelungs­elementen müssen für jede Schlauchleitung Steckverbindungen vorgesehen werden, die dann beim Anbau der kompletten Tür an die Karosserie mit den entsprechenden Pumpenanschlußlei­tungen zusammengesteckt werden. Im Vergleich zu elektrischen Steckverbindungen sind die durch Druckkräfte mechanisch be­anspruchten pneumatischen Stecker wesentlich größeren Be­lastungen ausgesetzt und bilden darüber hinaus auch unerwünsch­te Drosselstellen im Verlauf der Schlauchleitungen.Especially in the pre-assembly of motor vehicle doors with all the equipment including central locking elements, plug connections must be provided for each hose line, which are then plugged together with the corresponding pump connection lines when the complete door is attached to the body. Compared to electrical connectors, the pneumatic connectors that are mechanically stressed by compressive forces are exposed to considerably greater loads and also form undesired throttling points in the course of the hose lines.

Zwar wird in der Anlage nach DE-PS 31 49 071 bereits ein der Motor-Pumpen-Einheit zugeordnetes Arbeitselement erwähnt und in der Figur entsprechend dargestellt. Im Unterschied zum er­findungsgemäßen Stellantrieb ist dieses Arbeitselement jedoch lediglich - zur Endabschaltung des Elektromotors - mit einem elektrischen Schalter verbunden und auch nur einseitig an die Pumpe angeschlossen, parallel zu den weiteren pneumatischen Verschlußstellelementen. Außerdem spricht es später an als letztere, erfordert also eine längere Pumpenlaufzeit.A working element assigned to the motor-pump unit is already mentioned in the system according to DE-PS 31 49 071 and is shown accordingly in the figure. In contrast to the actuator according to the invention, however, this working element is only connected to an electrical switch — for the end shutdown of the electric motor — and is also only connected to the pump on one side, parallel to the further pneumatic closure adjusting elements. It also responds later than the latter, so it requires a longer pump runtime.

Aus der DE-OS 22 32 956 ist ein penumatischer Bremskraftver­stärker bekannt, dessen Kolben zur Krafterhöhung von einer Pumpe gleichzeitig auf einer Seite mit Über- und auf der an­deren Seite mit Unterdruck beaufschlagt wird. Wie beim bean­spruchten Stellantrieb wird also die Druckdifferenz zwischen beiden Kolbenseiten erhöht. Daher können kleinere Abmessungen des Arbeitselementes verwirklicht werden. Zugleich sind aber im fluidischen System des Bremskraftverstärkers noch je ein Überdruck- und ein Unterdruckspeicher vorgesehen, so daß dieser Druckschrift kein Hinweis auf einen kompakt bauenden Stellantrieb mit gleichzeitiger Über- und Unterdruckbeauf­schlagung eines Arbeitselementes in einem geschlossenen flui­dischen System mit kleinem Fluidvolumen zu entnehmen ist.From DE-OS 22 32 956 a penumatic brake booster is known, the piston of which is simultaneously acted upon by a pump on one side with overpressure and on the other side with underpressure to increase the force. As with the claimed actuator, the pressure difference between the two piston sides is increased. Therefore, smaller dimensions of the work element can be realized. At the same time, however, an overpressure and a vacuum accumulator are provided in the fluidic system of the brake booster, so that this document does not refer to a compact actuator with simultaneous overpressure and underpressurization of a working element in a closed fluidic system with a small fluid volume.

Der erfindungsgemäße Stellantrieb vereint die Vorteil des elektrischen Notors,
    - einfache, zuverlässige Speise- und Steueranschlüsse;
    - schnellen Anlauf beim Einschalten und
    - hohe Zuverlässigkeit
mit denen einer fluidischen, insbesondere pneumatischen Kraft­übertragung,
    - verschließ- und geräuscharmer Betrieb;
    - geringe dynamische Beanspruchung wegen kleiner beweg­licher Massen;
    - einfacher Aufbau;
    - Freigängigkeit im Ruhezustand;
    -fluidisches System vereint Funktion von Untersetzungs­getriebe und Kupplung.The actuator according to the invention combines the advantage of the electric notor,
- simple, reliable supply and control connections;
- Fast start-up when switching on and
- high reliability
with those of a fluidic, especially pneumatic power transmission,
- Lockable and low-noise operation;
- low dynamic stress due to small moving masses;
- easy construction;
- freedom of movement at rest;
-fluidic system combines function of reduction gear and clutch.

Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrischen Stellantriebs mit pneumatischer Kraftübertragung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrie­ben.Embodiments of an electric actuator according to the invention with pneumatic power transmission are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigen

• Fig. 1 eine Schnittansicht eines Stellantriebs,
• Fig. 2 eine um 90° gedrehte Ansicht des Stellantriebs aus Fig. 1,
• Fig. 3 eine Schaltschema für den Stellantrieb nach Figuren 1 und 2 und
• Fig. 4 ein Schaltschema für eine Variante des Stellantriebs.
• Fig. 5 eine Stellantriebsvariante in einer ersten Ansicht und
• Fig. 6 dieselbe Stellantriebsvariante um 90° gedreht.

Show it

• 1 is a sectional view of an actuator,
• 2 is a view rotated by 90 ° of the actuator from FIG. 1,
• Fig. 3 is a circuit diagram for the actuator according to Figures 1 and 2 and
• Fig. 4 is a circuit diagram for a variant of the actuator.
• Fig. 5 shows an actuator variant in a first view
• Fig. 6 rotated the same actuator variant by 90 °.

Ein Stellantrieb weist einen Elektromotor 1 mit elektrischen Anschlüssen 2 und 3 auf. Dieser ist in ein Gehäuse 4 einge­setzt, des seinerseits aus zwei Gehäuseteilen 5 und 6 besteht. Im den Elektromotor 1 aufnehmenden Gehäuseteil 5 ist eine Pumpenkammer 7 vorgesehen, in welcher eine auf der Ankerwelle des Elektromotors 1 befestigte Flügelzellenpumpe 8 angeordnet ist. Die Pumpenkammer 7 weist in einem Stopfen 9 zwei Druck­anschlüsse 10 und 11 auf. Der Druckanschluß 10 schließt einen Strömungskanal 12 an die Pumpenkammer 7 an, der Druckanschluß 11 einen Strömungskanal 13.
Eine Membran 14 eines Membrankolbenarbeitselementes 15 ist zwischen beiden Gehäuseteilen 5 und 6 dichtend eingespannt. Die Membran 14 trennt eine erste Arbeitskammer 16, die von der Membran 14 und dem Gehäusteil 5 begrenzt wird, von einer zwei­ten Arbeitskammer 17, die von der Membran 14 und dem Gehäuse­teil 6 begrenzt wird. Der Strömungskanal 12 mündet in die erste Arbeitskammer 16. Er verläuft nur innerhalb des Gehäuseteils 5. Der Strömungskanal 13 verläuft durch eine Wandung des Gehäuse­teils 5, durch ein zur Kanalabdichtung allseitig eingespanntes Loch 18 in der Membran 14 und durch eine Wandung des Gehäuse­teils 6 und mündet in die zweite Arbeitskammer 17 des Kol­benarbeitselementes 15, welches mit einem Stellglied 19 ver­bunden ist. Das Stellglied 19 tritt aus dem Gehäuseteil 6 ins Freie, die Durchtrittsöffnung wird durch eine Rollbalgdichtung 20 abgedichtet.
Der Stopfen 9 dichtet die Pumpenkammer 7 gegen die Außenluft ab, während die den Eletromotor 1 aufnehmende Bohrung des Gehäuseteils 5 durch einen weiteren Stopfen 21 ebenfalls dicht verschlossen wird. Der Stopfen 21 dient auch zur dichten Durchführung der elektrischen Anschlüsse 2 und 3 zum Elektro­motor 1. Des weiteren ist eine Abdichtung zwischen der Pumpen­kammer 7 und dem Elektromotor 1, etwa an dessen Ankerwelle, vorgesehen.An actuator has an electric motor 1 with electrical connections 2 and 3. This is inserted into a housing 4, which in turn consists of two housing parts 5 and 6. In the housing part 5 accommodating the electric motor 1, a pump chamber 7 is provided, in which a vane pump 8 fixed to the armature shaft of the electric motor 1 is arranged. The pump chamber 7 has two pressure connections 10 and 11 in a stopper 9. The pressure connection 10 connects a flow channel 12 to the pump chamber 7, the pressure connection 11 connects a flow channel 13.
A membrane 14 of a membrane piston working element 15 is tightly clamped between the two housing parts 5 and 6. The membrane 14 separates a first working chamber 16, which is delimited by the membrane 14 and the housing part 5, from a second working chamber 17, which is delimited by the membrane 14 and the housing part 6. The flow channel 12 opens into the first working chamber 16. It runs only within the housing part 5. The flow channel 13 runs through a wall of the housing part 5, through a hole 18 in the membrane 14 clamped on all sides for channel sealing and through a wall of the housing part 6 and opens into the second working chamber 17 of the piston working element 15, which is connected to an actuator 19. The actuator 19 emerges from the housing part 6 into the open, the passage opening is sealed by a bellows seal 20.
The plug 9 seals the pump chamber 7 against the outside air, while the bore of the housing part 5 receiving the electric motor 1 is also sealed tightly by a further plug 21. The plug 21 also serves for sealing Implementation of the electrical connections 2 and 3 to the electric motor 1. Furthermore, a seal is provided between the pump chamber 7 and the electric motor 1, for example on its armature shaft.

Die beiden Stopfen 9 und 21 können einfach eingepreßt sein oder auf beliebige andere Weise am Gehäusteil 5 befestigt werden. Insbesondere beim Stopfen 9 mit den Druckanschlüssen 10 und 11 wird, beispielsweise durch eine entsprechende Form, dafür gesorgt, daß die Druckanschlüsse 10 und 11 bereits beim Einsetzen des Stopfens 9 in die richtige Lage zu den Strö­mungskanälen 12 und 13 gelangen und aus dieser auch im Einbau­zustand nicht abweichen können. Die gezeigte Anordnung er­laubt eine einfache Montage und Demontage der Motor-Pumpen-­Einheit.The two plugs 9 and 21 can simply be pressed in or attached to the housing part 5 in any other way. Especially when plug 9 with the pressure connections 10 and 11 is ensured, for example by an appropriate shape, that the pressure connections 10 and 11 already get into the correct position when inserting the plug 9 to the flow channels 12 and 13 and from this also in the installed state cannot deviate. The arrangement shown allows easy assembly and disassembly of the motor-pump unit.

Durch die Ansicht in Fig. 2 wird die Anordnung der Flügel­zellenpumpe 8 in der Pumpenkammer 7 sowie der Verlauf der beiden Strömungskanäle 12 und 13 von den Druckanschlüssen 10 und 11 zu den Arbeitskammern 16 und 17 des Membrankolbenarbeits­elements 15 verdeutlicht. Mittels einer Bohrung 22 im Ge­häuseteil 5 wird der Stellantrieb in Nachbarschaft zu einem mit dem Stellglied 19 verbundenen Verschluß oder einer in offene oder geschlossene Stellung zu verfahrenden Lüftungsklappe oder dgl. befestigt.The view in FIG. 2 illustrates the arrangement of the vane pump 8 in the pump chamber 7 and the course of the two flow channels 12 and 13 from the pressure connections 10 and 11 to the working chambers 16 and 17 of the diaphragm piston working element 15. By means of a bore 22 in the housing part 5, the actuator is fastened in the vicinity of a closure connected to the actuator 19 or a ventilation flap or the like to be moved into the open or closed position.

Das Schaltschema nach Fig. 3 verdeutlicht die Funktionsweise des Stellantriebs nach Fig. 1 oder 2 in einer beispielsweisen Ausführung. Eine Spannungsquelle 23 ist über einen Polwende­schalter 24 an ein Zeitglied 25 angeschlossen. Aus diesem Zeit­glied 25 sind zwei Leitungen 26 und 27 herausgeführt; der An­schluß 2 des Elektromotors 1 ist an die Leitung 26 und der An­schluß 3 des Elektromotors 1 an die Leitung 27 angeschlossen.The circuit diagram according to FIG. 3 illustrates the functioning of the actuator according to FIG. 1 or 2 in an exemplary embodiment. A voltage source 23 is connected to a timing element 25 via a pole reversing switch 24. From this timer 25, two lines 26 and 27 are led out; the connection 2 of the electric motor 1 is connected to the line 26 and the connection 3 of the electric motor 1 to the line 27.

Weitere Stellantriebe, z.B. einer Zentralverriegelungs­anlage, können parallel an die beiden Leitungen 26, 27 an­geschlossen werden.Other actuators, e.g. a central locking system, can be connected in parallel to the two lines 26, 27.

Das Zeitglied 25 spricht an auf einen Spannungspolwechsel, der an seinen Eingangsklemmen durch Umschalten des Polwende­schalters 24 erfolgt. Es schaltet die entsprechende Polung für eine begrenzte Zeitspanne auf die Leitungen 26 und 27 und damit auf die Anschlüsse 2 und 3 des Elektromotors 1 durch. Dieser läuft an und treibt die Pumpe 8 an, welche in der ge­zeichneten Stellung daraufhin der Strömungskanal 12 und die Arbeitskammer 16 des Arbeitselementes 15 mit Überdruck beauf­schlagt und gleichzeitig den Strömungskanal 13 und die Ar­beitskammer 17 mit Unterdruck. Daraufhin schnappt das Arbeits­element 15 von der gezeichneten rechten Stellung in die ent­gegengesetzte Lage um und bewegt das Stellglied 19 entsprechend mit. Nach Ablauf der festen Zeitspanne schaltet das Zeit­glied die Leitungen 26, 27 und den Elektromotor 1 ab. Wenn die Pumpe 8 zum Stillstand gekommen ist, erfolgt unverzüglich ein Ausgleich der Druckdifferenz zwischen beiden Arbeits­kammern 16, 17 über die Strömungskanäle 12, 13 und durch die Pumpe 8 bzw. die Pumpenkammer 7 (Fig. 2) Im Ruhezustand des Pumpenläufers werden die Dichtlippen in bekannter Weise in die entsprechenden Nuten des Läufers zurückgeführt, aus denen sie beim Pumpenlauf durch Fliehkräfte herausgezogen werden. Im Stillstand entsteht somit ein Strömungskurzschluß in der Flügelzellenpumpe 8.The timing element 25 responds to a voltage pole change, which takes place at its input terminals by switching the pole reversing switch 24. It switches the corresponding polarity through for a limited period of time to lines 26 and 27 and thus to connections 2 and 3 of electric motor 1. This starts up and drives the pump 8, which in the position shown thereupon pressurizes the flow channel 12 and the working chamber 16 of the working element 15 and at the same time the flow channel 13 and the working chamber 17 with negative pressure. The working element 15 then snaps from the drawn right position into the opposite position and moves the actuator 19 accordingly. After the fixed period of time has elapsed, the timer switches off the lines 26, 27 and the electric motor 1. When the pump 8 has come to a standstill, the pressure difference between the two working chambers 16, 17 is immediately compensated for via the flow channels 12, 13 and through the pump 8 or the pump chamber 7 (FIG. 2) known way in the corresponding grooves of the rotor, from which they are pulled out by centrifugal forces when the pump is running. At standstill, a flow short-circuit thus occurs in the vane pump 8.

Die gezeigte Anordnung läßt eine Einschalten des Stellantriebs durch Umschalten des Polwendeschalters 24 zu. Der Elektro­motor dreht infolgedessen bei jedem Betriebszyklus entgegen­gesetzt zum vorhergehenden.The arrangement shown allows the actuator to be switched on by switching the pole reversing switch 24. As a result, the electric motor rotates opposite to the previous one in each operating cycle.

Soll eine Mehrstellenbedienung einer entsprechend Fig. 3 ausgeführten Zentralverriegelungsanlage möglich sein, so müssen die nicht manuell/schlüsselbetätigten weiteren Pol­wendeschalter mit dem jeweils umgeschalteten synchronisiert werden, was am einfachsten durch eine Kopplung des Stell­gliedes 19 mit dem Polwendeschalter 24 in bekannter Weise erreicht wird.If multiple-point operation of a central locking system designed in accordance with FIG. 3 is to be possible, the non-manual / key-operated further pole reversing switches must be synchronized with the respectively switched one, which is most easily achieved by coupling the actuator 19 to the pole reversing switch 24 in a known manner.

Eine Schaltvariante zu Fig. 3 ist in Fig. 4 dargestellt, wo der Elektromotor 1 eine nur in einer Richtung drehbare Pumpe 8ʹ antreibt. Die Förderrichtungsumkehr zu den beiden Strö­mungskanälen 12, 13 wird hier durch ein 4/2-Wegeventil 28 ge­steuert, welches nach jedem Betriebszyklus bzw. Stellvorgang des Arbeitselementes 15 mechanisch oder elektrisch in seine jeweils andere stabile Schaltlage umgestellt wird. Wenn ein Strömungskurzschluß durch die Pumpe 8ʹ nicht möglich ist, kann der Druckdifferenzausgleich im geschlossenen flui­dischen System über eine Bypass-Leitung 29 und ein in dieser angeordnetes Elektromagnetventil 30 erfolgen. Wird der Elek­tromotor 1 zum Antreiben der Pumpe 8ʹ eingeschaltet, so sperrt das dem Elektromotor 1 parallel geschaltete Elektro­magnetventil 30 die Bypass-Leitung 29, so daß während der durch ein Zeitglied 25ʹ befristeten Laufzeit des Elektro­motors 1 und der Pumpe 8ʹ der Aufbau der Druckdifferenz im Arbeitselement 15 gewährleistet ist.A switching variant of FIG. 3 is shown in FIG. 4, where the electric motor 1 drives a pump 8ʹ which can only be rotated in one direction. The reversal of the conveying direction to the two flow channels 12, 13 is controlled here by a 4/2-way valve 28, which is changed mechanically or electrically into its other stable switching position after each operating cycle or adjusting operation of the working element 15. If a flow short circuit through the pump 8ʹ is not possible, the pressure difference compensation in the closed fluidic system can take place via a bypass line 29 and an electromagnetic valve 30 arranged therein. If the electric motor 1 is switched on to drive the pump 8ʹ, the solenoid valve 30 connected in parallel with the electric motor 1 blocks the bypass line 29, so that during the limited term of the electric motor 1 and the pump 8ʹ by a timer 25ʹ the build-up of the pressure difference in the working element 15 is guaranteed.

Ein immer in demselben Drehsinn betriebener Elektromotor 1 kann in besonders einfacher Weise ein- und ausgeschaltet werden. Ein Tastschalter 31 ist manuell oder mittels Schlüssel kurzzeitig zu schließen und gibt einen Spannungsimpuls auf das Zeitglied 25ʹ. Dieses legt daruafhin für eine begrenzte Zeitspanne die Spannung der Spannungsquelle 23 an die An­schlüsse 2 und 3 des Elektromotors 1 an und schaltet letzteren nach Ablauf dieser Zeitspanne wieder ab. Bei Verwendung von Impulsschaltern 31 bedarf eine Zentralverriegelungsanlage mit Stellantrieben nach dem Schaltschema in Fig. 4 und mit Mehrstellenbedienung keiner Synchronisierung der den ver­schiedenen Verschlüssen zugeordneten, elektrisch parallel liegenden Schalter.
Die Verwendung der fluidischen Kraftübertragung in einem ge­schlossenen System läßt eine so hohe Schalt- bzw. Stellenzu­verlässigkeit des Stellantriebs erwarten, daß die Begrenzung von dessen jeweiliger Laufdauer durch ein elektronisches Zeitglied zulässig erscheint.An electric motor 1 which is always operated in the same direction of rotation can be switched on and off in a particularly simple manner. A push button switch 31 can be closed briefly manually or by means of a key and gives a voltage pulse to the timer 25glied. This then applies the voltage of the voltage source 23 to the connections 2 and 3 of the electric motor 1 for a limited period of time and switches the latter off again after this period. When using A central locking system with actuators according to the circuit diagram in FIG. 4 and with multi-point operation does not require pulse switches 31 to be synchronized with the switches in parallel, which are assigned to the various locks.
The use of the fluidic power transmission in a closed system allows such a high switching or position reliability of the actuator to be expected that the limitation of its duration by an electronic timer appears to be permissible.

Fig. 5 stellt eine Variante des Stellantriebs mit einer Zweiläufer-Pumpe dar, welche dem ersten Ausführungsbei­spiel äquivalent ist. Auf Figur 1 und 2 wird bei gleich bezifferten Bauteilen Bezug genommen.Fig. 5 shows a variant of the actuator with a two-rotor pump, which is equivalent to the first embodiment. Reference is made to FIGS. 1 and 2 for components with the same numbering.

Je ein Flügelzellenpumpenläufer 8.1, 8.2 ist auf der Ankerwelle des Elektromotors 1 befestigt und in je einer Pumperkammer 7.1, 7.2 im Gehäuseteil 5 angeordnet. Die beiden Pumpenkammern 7.1, 7.2 sind durch einen drehfest im Gehäuseteil 5 angebrachten Dichteinsatz 9ʹ gegeneinander abgedichtet. Die Pumpenkammer 7.2 wird nach außen durch einen ebenfalls drehfesten Stopfen 9ʺ abgeschlossen.Each vane pump runner 8.1, 8.2 is attached to the armature shaft of the electric motor 1 and arranged in a pump chamber 7.1, 7.2 in the housing part 5. The two pump chambers 7.1, 7.2 are sealed off from one another by a sealing insert 9ʹ which is non-rotatably mounted in the housing part 5. The pump chamber 7.2 is closed to the outside by a likewise non-rotatable plug 9ʺ.

Der Dichteinsatz 9ʹ weist einen Druckanschluß 10ʹ auf, welcher die Pumpenkammer 7.1 mit einem Strömungskanal 12ʹ verbindet, der seinerseits in die Arbeitskammer 16 des Kolbenarbeitselementes 15 mündet.The sealing insert 9ʹ has a pressure connection 10ʹ, which connects the pump chamber 7.1 with a flow channel 12ʹ, which in turn opens into the working chamber 16 of the piston working element 15.

Der Stopfen 9ʺ weist einen Druckanschluß 11ʹ auf, der die Pumpenkammer 7.2 mit einem Strömungskanal 13ʹ ver­bindet, welcher seinerseits in die Arbeitskammer 17 des Kolbenarbeitselementes 15 mündet und in Wänden beinder Gehäuseteile 5 und 6 sowie durch das Loch 18 der Membran 14 verläuft.The plug 9ʺ has a pressure connection 11ʹ, which connects the pump chamber 7.2 with a flow channel 13ʹ, which in turn is in the working chamber 17 of the Piston working element 15 opens and runs in the walls of both housing parts 5 and 6 and through the hole 18 of the membrane 14.

In Fig. 6 sind ferner Atmosphärenanschlüsse 32 - im Dicht­einsatz 9ʹ angeordnet und in die Pumpenkammer 7.1 mündend - und 33 - im Stopfen 9ʺ angeordnet und in die Pumpen­kammer 7.2 mündend - skizziert.In Fig. 6 are also atmosphere connections 32 - arranged in the sealing insert 9ʹ and opening into the pump chamber 7.1 - and 33 - arranged in the plug 9ʺ and opening into the pump chamber 7.2 - outlined.

Beide Flügelzellenpumpenläufer 8.1, 8.2 werden bei laufendem Elektromotor 1 gleichsinnig angetrieben. Um das Kolben­arbeitselement 15 aus der in Fig. 6 dargestellten unteren Stellung in die entgegengesetzte obere Stellung zu ver­bringen, muß der Elektromotor 1 links herum laufen. Dann erzeugt der Pumpenläufer 8.1 Überdruck am Druckanschluß 10ʹ, im Strömungskanal 12ʹ und in der Arbeitskammer 16 durch Ansaugen von Luft über den Atmosphärenanschluß 32 seiner Pumpenkammer 7.1;
gleichzeitig erzeugt der Pumpenläufer 8.2 Unterdruck am Druckanschluß 11ʹ und evakuiert die Arbeitskammer 17 über den Strömungskanal 13ʹ, den Druckanschluß 11ʹ und den Atmosphärenanschluß 33ʹ, wo die Absaugluft ins Freie gelangt.Both vane pump runner 8.1, 8.2 are driven in the same direction with the electric motor 1 running. In order to move the piston working element 15 from the lower position shown in FIG. 6 into the opposite upper position, the electric motor 1 must run to the left. Then the pump rotor 8.1 generates excess pressure at the pressure connection 10ʹ, in the flow channel 12ʹ and in the working chamber 16 by sucking in air through the atmosphere connection 32 of its pump chamber 7.1;
At the same time, the pump rotor produces 8.2 negative pressure at the pressure connection 11ʹ and evacuates the working chamber 17 via the flow channel 13ʹ, the pressure connection 11ʹ and the atmosphere connection 33ʹ, where the suction air is released into the open.

Aufgrund der Druckdifferenz zwischen seinen Arbeitskammern 16 und 17 schnappt das Kolbenarbeitselement um. Durch Dreh­richtungsumkehr des Elektromotors 1 und der beiden Pumpen­läufer 8.1 und 8.2 wird der umgekehrte Stellvorgang einge­leitet.Due to the pressure difference between its working chambers 16 and 17, the piston working element snaps. By reversing the direction of rotation of the electric motor 1 and the two pump rotors 8.1 and 8.2, the reverse setting process is initiated.

In genauer Analogie zum ersten Ausführungsbeispiel laufen mit der zuletzt beschriebenen Stellantriebvariante
    - durch gleichzeitige Beaufschlagung des Kolbenarbeits­elements mit Unterdruck einerseits und Überdruck andererseits,
    - durch geringe Fluiddurchsätze und
    - durch kleines Volumen des fluidischen Kraftübertragungs­systemIn exact analogy to the first embodiment run with the last described actuator variant
- by simultaneously acting on the piston working element with vacuum on the one hand and overpressure on the other,
- due to low fluid flow rates and
- due to the small volume of the fluidic power transmission system

Stellvorgänge sehr rasch und zuverlässig ab.Adjustments very quickly and reliably.

Auch der Ausgleich der Druckfifferenz erfolgt,wie bereits beschrieben,über Strömungskurzschlüsse in den beiden Pumpenkammern, so daß das fluidische System im Ruhe­zustand unter Atmosphärendruck steht und die Kraftüber­tragung freigängig ist.As already described, the pressure difference is also compensated for by flow short circuits in the two pump chambers, so that the fluidic system is at atmospheric pressure in the idle state and the power transmission is free.

Obwohl die Ausführungsbeispiele sich lediglich auf ein linear bewegliches Arbeitselement 15 stützen, sind als Ab­triebsteil der Kraftübertragung auch z.B. mit der Pumpe um­laufende Arbeitselemente, vor allem bei Verwendung eines hydraulischen Systems zur Erzeugung hoher Stellkräfte, unter den Schutzumfang gefaßt. Diese könnten vorteilhaft bei nichtlinearen Stellwegen eines Stellgliedes 19 Verwendung finden, wobei durch entsprechende Füllung des hydraulischen Systems in bekannter Weise Einfluß auf den Schlupf zwischen Anbtriebs- und Abtriebsteil der Kraftübertragung genommen werden kann. Nichtlineare Bewegungen eines Stellgliedes können z.B. bei dessen Verbindung mit einer Lüfterklappe oder einer Türschließhilfe erforderlich sein.Although the exemplary embodiments are based only on a linearly movable working element 15, e.g. working elements rotating with the pump, especially when using a hydraulic system for generating high actuating forces, are covered by the scope of protection. These could advantageously be used in the case of non-linear travel paths of an actuator 19, it being possible to influence the slip between the input and output parts of the power transmission in a known manner by appropriate filling of the hydraulic system. Nonlinear movements of an actuator can e.g. may be required when connecting it to a fan flap or a door closing aid.

Selbstverständlich können auch für die Pumpe 8 verschiedene Bauarten anstelle der Flügelzellenpumpe verwendet werden, z.B. Kolben- oder Kreiselpumpen.Of course, 8 different designs can also be used for the pump instead of the vane pump, e.g. Piston or centrifugal pumps.

Claims (8)

1. Stellantrieb mit einem geschlossenen Gehäuse, in welchem ein Elektromotor
sowie innerhalb eines wenigstens teilweise luftgefüllten flui­dischen Systems eine durch den Elektromotor angetriebene Pumpe mit wenigstens einer Pumpenkammer und ein mittels der Pumpe durch Druckbeaufschlagung mit einem durch in das Ge­häuse integrierte Strömungskanäle in wenigstens eine Arbeits­kammer transportierten Fluid bewegbares Kolbenarbeitselement mit einem druckdicht aus dem fluidischen System bzw. aus dem Gehüuse herausgeführten, mit dem Kolbenarbeitselement zwi­schen zwei Endlagen hin und her stellbaren Stellglied ange­ordnet sind, wobei Druckdifferenzen im fluidischen System nach Auslaufen der Pumpe selbsttätig ausgeglichen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe zwei Pumpenläufer (8.1, 8.2) aufweist, daß im Gehäuse (4) zwei getrennte Pumpenkammern (7.1, 7.2) vorgesehen sind, in denen je einer der Pumpenläufer (8.1, 8.2) angeordnet ist,
daß von der ersten Pumpenkammer (7.1) über einen Druckanschluß (10ʹ) ein Strömungskanal (12ʹ) zu der einen Arbeitskammer (16) des Kolbenarbeitselementes (15) verläuft,
daß von der zweiten Pumpenkammer (7.2) über einen Druckan­schluß (11ʹ) ein Strömungskannal (13ʹ) zu einer zweiten Ar­beitskammer (17) des doppeltwirkenden Kolbenarbeitselementes (15) verläuft und
daß beide Pumpenkammern (7.1, 7.2) je einen Atmosphärenan­schluß (32, 33) aufweisen, deren jeder, bezogen auf den jeweiligen Druckanschluß (10ʹ, 11ʹ) der Pumpenkammer (7.1, 7.2) auf der diesem jewiels gegenüberliegenden Druckseite des entsprechenden Pumpenläufers (8.1, 8.2) angeordnet ist, wobei die Druckanschlüsse (10ʹ, 11ʹ) und die Atmosphärenan­schlüsse (32, 33) in der Weise angeordnet sind, daß jeweils ein Pumpenläufer (8.1 oder 8.2) Luft vom Atmosphärenanschluß zum Druckanschluß seiner Pumpenkammer fördert und gleich­zeitig der jeweils andere Flügelzellenpumpenläufer (8.2 oder 8.1) Luft vom Druckanschluß zum Atmosphärenanschluß seiner Pumpenkammer fördert, wenn der drehrichtungsumkehr­bare Elektromotor (1) läuft,
so daß in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektro­motors (1) bzw. der Pumpenläufer (8.1, 8.2) eine Arbeits­kammer mit Überdruck und die jewiels andere Arbeitskammer gleichzeitig mit Unterdruck beaufschlagt wird.1. Actuator with a closed housing in which an electric motor
and within an at least partially air-filled fluidic system, a pump driven by the electric motor with at least one pump chamber and a piston working element which can be moved by means of the pump by pressurizing it with a fluid transported into at least one working chamber by means of flow channels integrated in the housing, with a pressure-tight element from the fluidic system or are brought out of the housing, with the piston working element between two end positions adjustable back and forth are arranged, pressure differences in the fluidic system are automatically compensated for after the pump has stopped,
characterized,
that the pump has two pump rotors (8.1, 8.2), that two separate pump chambers (7.1, 7.2) are provided in the housing (4), in each of which one of the pump rotors (8.1, 8.2) is arranged,
that a flow channel (12ʹ) runs from the first pump chamber (7.1) via a pressure connection (10ʹ) to the one working chamber (16) of the piston working element (15),
that from the second pump chamber (7.2) via a pressure connection (11ʹ) a flow channel (13ʹ) to a second working chamber (17) of the double-acting piston working element (15) and
that both pump chambers (7.1, 7.2) each have an atmosphere connection (32, 33), each of which, based on the respective pressure connection (10ʹ, 11ʹ) of the pump chamber (7.1, 7.2) on the pressure side of the corresponding pump rotor (8.1, 8.2) is arranged, the pressure connections (10ʹ, 11ʹ) and the atmosphere connections (32, 33) being arranged in such a way that one pump rotor (8.1 or 8.2) conveys air from the atmosphere connection to the pressure connection of its pump chamber and at the same time the other vane pump rotor (8.2 or 8.1) promotes air from the pressure connection to the atmosphere connection of its pump chamber when the reversible electric motor (1) is running,
so that, depending on the direction of rotation of the electric motor (1) or the pump rotor (8.1, 8.2), one working chamber is pressurized and the other working chamber is simultaneously pressurized. 2. Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Pumpenläufer (8.1, 8.2) als baugleiche Flüsgelzellenpumpenläufer ausgeführt sind.2. Actuator according to claim 1,
characterized,
that the two pump rotors (8.1, 8.2) are designed as identical wing cell pump rotors. 3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckdifferenzausgleich zweischen beiden Arbeits­kammern (16, 17) jeweils durch die Pumpenkammer (7.1, 7.2) und die Atmosphärenanschlüsse (32, 33) mit der Außenluft erfolgt.3. Actuator according to claim 1 or 2,
characterized,
that the pressure difference compensation between two two working chambers (16, 17) takes place through the pump chamber (7.1, 7.2) and the atmosphere connections (32, 33) with the outside air. 4. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bypass-Leitung (29) mit einem in Betrieb des Elektromotors (1) diese sperrenden Magnetventil (30) fluidisch zwischen beiden Arbeitskammern (16, 17) des Kolben­arbeitselementes (15) angeordnet ist, über welchen Bypass der Druckdifferenzausgleich erfolgt.4. Actuator according to claim 1 or 2,
characterized,
that a bypass line (29) with a solenoid valve (30) blocking this when the electric motor (1) is in operation is arranged fluidically between the two working chambers (16, 17) of the piston working element (15), via which bypass the pressure difference compensation takes place. 5. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Arbeitskammern (16, 17) durch eine dichtend zwischen zwei Gehäuseteilen (5, 6) eingespannte Kolbenmem­bran (14) des Kolbenarbeitselements (15) getrennt sind und daß ein Strömungskanal (13) in einer Wandung des ersten Ge­häuseteils (5), in einer Wandung des zweiten Gehäuseteils (6) und im Übergang zwischen beiden Gehäuseteilen (5, 6) durch ein rundum eingespanntes Loch (18) der Kolbenmembran (14) verläuft.5. Actuator according to one of the preceding claims,
characterized,
that the two working chambers (16, 17) are separated by a piston membrane (14) of the piston working element (15) clamped between two housing parts (5, 6) and that a flow channel (13) in a wall of the first housing part (5), in a wall of the second housing part (6) and in the transition between the two housing parts (5, 6) through an all-round clamped hole (18) of the piston membrane (14). 6. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (1) und die mit dessen Ankerwelle verbundenen Pumpenläufer (8.1, 8.2) in jeweils einer Kammer des Gehäuses (4) angeordnet sind,
und daß diese Kammern nach dem Einsetzen des Elektromotors (1) und der Montage der Pumpenläufer (8.1, 8.2) durch Stop­fen (9ʹ, 9ʺ, 21) druckdicht verschlossen werden.6. Actuator according to one of the preceding claims,
characterized,
that the electric motor (1) and the pump rotors (8.1, 8.2) connected to its armature shaft are each arranged in a chamber of the housing (4),
and that these chambers are closed in a pressure-tight manner after the insertion of the electric motor (1) and the assembly of the pump rotors (8.1, 8.2) by means of plugs (9ʹ, 9ʺ, 21). 7. Stellantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Flügelzellenpumpenläufer (8.1, 8.2) auf der Anker­welle des Elektromotors (1) befestigt sind und gleichsinnig von letzterem angetrieben werden.7. Actuator according to claim 2,
characterized,
that both vane pump rotors (8.1, 8.2) are attached to the armature shaft of the electric motor (1) and are driven in the same direction by the latter. 8. Stellantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Flügelzellenpumpenläufer (8.1, 8.2) gegen­sinnig durch den Elektromotor (1) antreibbar sind.8. Actuator according to claim 2,
characterized,
that the two vane pump rotors (8.1, 8.2) can be driven in opposite directions by the electric motor (1).

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