DE3637404A1 - Stellantrieb - Google Patents
StellantriebInfo
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- 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
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- 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
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20561—Type of pump reversible
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer elektrischer Stellantrieb ist bekannt
(DE-OS 28 45 844). Diese für den Einsatz in Kfz-Zentralver
riegelungsanlagen vorgesehene Antriebsvorrichtung weist in
ihrem Gehäuse einen drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor
und zur Kraftübertragung ein Untersetzungsplanetengetriebe und
eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung auf, deren
Magnetwicklung elektrisch dem Elektromotor parallel geschal
tet ist. Dadurch wird nur bei eingeschaltetem Elektromotor
das am Getriebeausgang anstehende Drehmoment über die Reib
beläge der Kupplung auf das zwischen zwei Endlagen hin und
her bewegbare Stellglied, welches aus dem Gehäuse heraus
ragt, 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 Schloß
verriegelungsteile zu, ohne daß dazu eine lose oder eine
überdrückbare Verrastung in diesem Gestänge vorgesehen wer
den muß, wie es in anderen bekannten Zentralverriegelungs
anlagen der Fall ist.
Wegen der Elektromagnetkupplung ist allerdings der Energie
bedarf 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 Stromabschal
tung nicht zu trennen vermag. Ferner müssen bei jedem Stell
vorgang in kurzer Zeit größere Massen (Planetengetriebe,
Reibscheiben) rotatorisch beschleunigt und in ebenso kurzer
Zeit wieder zum Stillstand gebracht werden. Daraus resul
tiert eine hohe dynamische Beanspruchung sämtlicher Kraft
übertragungsglieder zwischen Elektromotor und Stellglied,
die sich verschleißfördernd auswirkt, wenn nicht die Lauf
zeit des Stellantriebs komfortmindernd lang ausgelegt wer
den soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs
gemäßen elektrischen 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 je
den Stellvorgang ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Die Unteransprüche offenbaren vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Stellantriebs.
Die Verwendung einer fluidischen Kraftübertragung zwischen
Elektromotor und Stellglied mindert das Gewicht der beweg
lichen 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 Membrankolbenarbeits
element gewichtssparend und zuverlässig betrieben werden und wirft
darüber hinaus keine besonderen Probleme bei der Abdichtung des ge
schlossenen fluidischen Systems auf, insbesondere dann nicht, wenn die
Systemluft im Ruhestand unter Atmosphärendruck steht. Es kann notwendig
sein, im pneumatischen System geringe definierte Undichtheiten zur um
gebenden Atmosphäre vorzusehen, etwa Sinterdrosseln o.dgl. in einer Ge
häusewand, 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.
Durch gleichzeitige Beaufschlagung des Kolbenarbeitselementes auf einer
Kolbenseite mit Über- und auf 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 erzielt:
- - kompaktes Stellantriebsgehäuse
- - geringe Pufferwirkung der komprimierten Luft
- - sehr kurze Laufzeiten von Motor und Pumpe pro Stellvorgang aufgrund geringen Volumendurchsatzes an der Pumpe.
Die beiden zuletzt genannten Vorteile fallen auch beim Vergleich des
erfindungsgemäßen Stellantriebes mit bekannten Bauelementen elektro
pneumatischer Zentralverriegelungsanlagen 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 an
geschlossenen einkammrigen Verschlußstellelemente wechselweise
mit Über- bzw. Unterdruck zum Ent- bzw. Verriegeln der diesen zuge
ordneten Verschlüsse beaufschlagt. Ein anderer Druckstutzen der Pumpe
ist zur Atmosphäre hin offen; das fluidische System wird
also wechselweise be- und entlüftet.
Dadurch werden der Volumendurchsatz der Pumpe und mithin
deren Laufdauer und die Pufferwirkung der im System trans
portierten Luft groß. Zudem müssen zur Mehrstellenbedienung
der zentralen Motor-Pumpen-Einheit zusätzlich zu den Schlauch
anschlüssen auch noch elektrische Leitungen zu den schlüssel
betätigbaren Verschlüssen verlegt werden.
Vor allem bei der Vormontage von Kraftfahrzeugtüren mit der
gesamten Ausstattung einschließlich Zentralverriegelungs
elementen müssen für jede Schlauchleitung Steckverbindungen
vorgesehen werden, die dann beim Anbau der kompletten Tür
an die Karosserie mit den entsprechenden Pumpenanschlußlei
tungen zusammengesteckt werden. Im Vergleich zu elektrischen
Steckverbindungen sind die durch Druckkräfte mechanisch be
anspruchten pneumatischen Stecker wesentlich größeren Be
lastungen ausgesetzt und bilden darüber hinaus auch unerwünsch
te Drosselstellen im Verlauf der Schlauchleitungen.
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 er
findungsgemäßen 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.
Aus der DE-OS 22 32 956 ist ein pneumatischer Bremskraftver
stärker bekannt, dessen Kolben zur Krafterhöhung von einer
Pumpe gleichzeitig auf einer Seite mit Über- und auf der an
deren Seite mit Unterdruck beaufschlagt wird. Wie beim bean
spruchten 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 Unterdruckbeauf
schlagung eines Arbeitselementes in einem geschlossenen flui
dischen System mit kleinem Fluidvolumen zu entnehmen ist.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb vereint die Vorteile des
elektrischen Motors,
- - einfache, zuverlässige Speise- und Steueranschlüsse;
- - schnellen Anlauf beim Einschalten und
- - hohe Zuverlässigkeit
mit denen einer fluidischen, insbesondere pneumatischen Kraft
übertragung,
- - verschleiß- und geräuscharmer Betrieb;
- - geringe dynamische Beanspruchung wegen kleiner beweg licher Massen;
- - einfacher Aufbau;
- - Freigängigkeit im Ruhezustand;
- - fluidisches System vereint Funktion von Untersetzungs getriebe und Kupplung.
Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrischen
Stellantriebs mit pneumatischer Kraftübertragung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrie
ben.
Es zeigen
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Stellantriebs,
Fig. 2 eine um 90° gedrehte Ansicht des Stellantriebs
aus Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltschema für den Stellantrieb nach
Fig. 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.
Ein Stellantrieb weist einen Elektromotor 1 mit elektrischen
Anschlüssen 2 und 3 auf. Dieser ist in ein Gehäuse 4 einge
setzt, das 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 Druck
anschlüsse 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 Gehäuseteil 5 begrenzt wird, von einer zwei
ten Arbeitskammer 17, die von der Membran 14 und dem Gehäuse
teil 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 Gehäuse
teils 5, durch ein zur Kanalabdichtung allseitig eingespanntes
Loch 18 in der Membran 14 und durch eine Wandung des Gehäuse
teils 6 und mündet in die zweite Arbeitskammer 17 des Kol
benarbeitselementes 15, welches mit einem Stellglied 19 ver
bunden 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 Elektromotor 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 Elektro
motor 1. Des weiteren ist eine Abdichtung zwischen der Pumpen
kammer 7 und dem Elektromotor 1, etwa an dessen Ankerwelle,
vorgesehen.
Die beiden Stopfen 9 und 21 können einfach eingepreßt sein
oder auf beliebige andere Weise am Gehäuseteil 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 Strö
mungskanälen 12 und 13 gelangen und aus dieser auch im Einbau
zustand nicht abweichen können. Die gezeigte Anordnung er
laubt eine einfache Montage und Demontage der Motor-Pumpen-
Einheit.
Durch die Ansicht in Fig. 2 wird die Anordnung der Flügel
zellenpumpe 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 Membrankolbenarbeits
elementes 15 verdeutlicht. Mittels einer Bohrung 22 im Ge
häuseteil 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.
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 Polwende
schalter 24 an ein Zeitglied 25 angeschlossen. Aus diesem Zeit
glied 25 sind zwei Leitungen 26 und 27 herausgeführt; der An
schluß 2 des Elektromotors 1 ist an die Leitung 26 und der An
schluß 3 des Elektromotors 1 an die Leitung 27 angeschlossen.
Weitere Stellantriebe, z.B. einer Zentralverriegelungs
anlage, können parallel an die beiden Leitungen 26, 27 an
geschlossen werden.
Das Zeitglied 25 spricht an auf einen Spannungspolwechsel,
der an seinen Eingangsklemmen durch Umschalten des Polwende
schalters 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 ge
zeichneten Stellung daraufhin den Strömungskanal 12 und die
Arbeitskammer 16 des Arbeitselementes 15 mit Überdruck beauf
schlagt und gleichzeitig den Strömungskanal 13 und die Ar
beitskammer 17 mit Unterdruck. Daraufhin schnappt das Arbeits
element 15 von der gezeichneten rechten Stellung in die ent
gegengesetzte Lage um und bewegt das Stellglied 19 entsprechend
mit. Nach Ablauf der festen Zeitspanne schaltet das Zeit
glied 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 Arbeits
kammern 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.
Die gezeigte Anordnung läßt ein Einschalten des Stellantriebs
durch Umschalten des Polwendeschalters 24 zu. Der Elektro
motor dreht infolgedessen bei jedem Betriebszyklus entgegen
gesetzt zum vorhergehenden.
Soll eine Mehrstellenbedienung einer entsprechend Fig. 3
ausgeführten Zentralverriegelungsanlage möglich sein, so
müssen die nicht manuell/schlüsselbetätigten weiteren Pol
wendeschalter mit dem jeweils umgeschalteten synchronisiert
werden, was am einfachsten durch eine Kopplung des Stell
gliedes 19 mit dem Polwendeschalter 24 in bekannter Weise
erreicht wird.
Eine Schaltvariante zu Fig. 3 ist in Fig. 4 dargestellt, wo
der Elektromotor 1 eine nur in einer Richtung drehbare Pumpe
8′ antreibt. Die Förderrichtungsumkehr zu den beiden Strö
mungskanälen 12, 13 wird hier durch ein 4/2-Wegeventil 28 ge
steuert, 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 8′ nicht möglich
ist, kann der Druckdifferenzausgleich im geschlossenen flui
dischen System über eine Bypass-Leitung 29 und ein in dieser
angeordnetes Elektromagnetventil 30 erfolgen. Wird der Elek
tromotor 1 zum Antreiben der Pumpe 8′ eingeschaltet, so
sperrt das dem Elektromotor 1 parallel geschaltete Elektro
magnetventil 30 die Bypass-Leitung 29, so daß während der
durch ein Zeitglied 25′ befristeten Laufzeit des Elektro
motors 1 und der Pumpe 8′ der Aufbau der Druckdifferenz im
Arbeitselement 15 gewährleistet ist.
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 25′. Dieses legt daraufhin für eine begrenzte
Zeitspanne die Spannung der Spannungsquelle 23 an die An
schlüsse 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 ver
schiedenen Verschlüssen zugeordneten, elektrisch parallel
liegenden Schalter.
Die Verwendung der fluidischen Kraftübertragung in einem ge
schlossenen System läßt eine so hohe Schalt- bzw. Stellenzu
verlässigkeit des Stellantriebs erwarten, daß die Begrenzung
von dessen jeweiliger Laufdauer durch ein elektronisches
Zeitglied zulässig erscheint.
Fig. 5 stellt eine Variante des Stellenantriebs mit einer
Zweiläufer-Pumpe dar, welche dem ersten Ausführungsbei
spiel äquivalent ist. Auf Fig. 1 und 2 wird bei gleich
bezifferten Bauteilen Bezug genommen.
Je ein Flügelzellenpumpenläufer 8.1, 8.2 ist auf der
Ankerwelle des Elektromotors 1 befestigt und in je einer
Pumpenkammer 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′ ver
bindet, welcher seinerseits in die Arbeitskammer 17 des
Kolbenarbeitselementes 15 mündet und in Wänden beider
Gehäuseteile 5 und 6 sowie durch das Loch 18 der Membran 14
verläuft.
In Fig. 6 sind ferner Atmosphärenanschlüsse 32 - im Dicht
einsatz 9′ angeordnet und in die Pumpenkammer 7.1 mündend -
und 33 - im Stopfen 9′′ angeordnet und in die Pumpen
kammer 7.2 mündend - skizziert.
Beide Flügelzellenpumpenläufer 8.1, 8.2 werden bei laufendem
Elektromotor 1 gleichsinnig angetrieben. Um das Kolben
arbeitselement 15 aus der in Fig. 6 dargestellten unteren
Stellung in die entgegengesetzte obere Stellung zu ver
bringen, muß der Elektromotor 1 links herum laufen. Dann
erzeugt der Pumpenläufer 8.1 Überdruck am Druckanschluß 10′,
im Strömungskanal 12′ 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 11′ und evakuiert die Arbeitskammer 17
über den Strömungskanal 13′, den Druckanschluß 11′ und
den Atmosphärenanschluß 33′, wo die Absaugluft ins Freie
gelangt.
Aufgrund der Druckdifferenz zwischen seinen Arbeitskammern
16 und 17 schnappt das Kolbenarbeitselement um. Durch Dreh
richtungsumkehr des Elektromotors 1 und der beiden Pumpen
läufer 8.1 und 8.2 wird der umgekehrte Stellvorgang einge
leitet.
In genauer Analogie zum ersten Ausführungsbeispiel laufen
mit der zuletzt beschriebenen Stellantriebvariante
- - durch gleichzeitige Beaufschlagung des Kolbenarbeits elements mit Unterdruck einerseits und Überdruck andererseits,
- - durch geringe Fluiddurchsätze und
- - durch kleines Volumen des fluidischen Kraftübertragungs systems
Stellvorgänge sehr rasch und zuverlässig ab.
Auch der Ausgleich der Druckdifferenz erfolgt,wie bereits
beschrieben, über Strömungskurzschlüsse in den beiden
Pumpenkammern, so daß das fluidische System im Ruhe
zustand unter Atmosphärendruck steht und die Kraftüber
tragung freigängig ist.
Obwohl die Ausführungsbeispiele sich lediglich auf ein
linear bewegliches Arbeitselement 15 stützen, sind als Ab
triebsteil der Kraftübertragung auch z.B. mit der Pumpe um
laufende 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
Antriebs- 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.
Selbstverständlich können auch für die Pumpe 8 verschiedene
Bauarten anstelle der Flügelzellenpumpe verwendet werden, z.B.
Kolben- oder Kreiselpumpen.
Claims (12)
1. Stellantrieb mit einem geschlossenen Gehäuse,
mit einem aus dem Gehäuse nach außen geführten, mittels
eines Elektromotors zwischen zwei Endlagen hin und her
bewegbaren Stellglied und
mit einer beim Betrieb des Elektromotors Kräfte von ihrem
mit der Ankerwelle des Elektromotors verbundenen Antriebs
teil auf ihren mit dem Stellglied verbundenen Abtriebs
teil übertragenden, in demselben Gehäuse angeordneten
Kraftübertragung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsteil der Kraftübertragung als Pumpe (8) mit
umkehrbarer Förderrichtung ausgebildet ist,
daß der Abtriebsteil der Kraftübertragung als durch von der Pumpe (8) erzeugte fluidische Druckkräfte bewegbares Arbeits element (15) ausgebildet ist
und daß die Pumpe (8) und das Arbeitselement (15) innerhalb des Gehäuses (4) in einem fluidischen System angeordnet sind, aus welchem das Stellglied (19) druckdicht herausgeführt ist.
daß der Abtriebsteil der Kraftübertragung als durch von der Pumpe (8) erzeugte fluidische Druckkräfte bewegbares Arbeits element (15) ausgebildet ist
und daß die Pumpe (8) und das Arbeitselement (15) innerhalb des Gehäuses (4) in einem fluidischen System angeordnet sind, aus welchem das Stellglied (19) druckdicht herausgeführt ist.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Arbeitselement der Kraftübertragung als doppelt
wirkendes Kolbenarbeitselement (15) mit zwei Arbeitskammern
(16, 17) ausgebildet ist,
daß beim Betrieb des Elektromotors (1) die Pumpe (8) in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Förderrichtung jeweils die eine Arbeitskammer (16 oder 17) mit Überdruck und die jeweils andere Arbeitskammer mit Unterdruck beaufschlagt
und daß im Stillstand des Elektromotors (1) und der Pum pe (8) ein Druckdifferenzausgleich im flui dischen System zwischen beiden Arbeitskammern (16, 17) er folgt.
daß beim Betrieb des Elektromotors (1) die Pumpe (8) in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Förderrichtung jeweils die eine Arbeitskammer (16 oder 17) mit Überdruck und die jeweils andere Arbeitskammer mit Unterdruck beaufschlagt
und daß im Stillstand des Elektromotors (1) und der Pum pe (8) ein Druckdifferenzausgleich im flui dischen System zwischen beiden Arbeitskammern (16, 17) er folgt.
3. Stellantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das fluidische System der Kraftübertragung
mit im Ruhezustand der Pumpe (8) unter Atmosphärendruck
stehender Luft gefüllt ist.
4. Stellantrieb nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (8) der Kraftübertragung als Rotations
kolbenpumpe mit drehrichtungsabhängiger Förderrichtung
ausgebildet und in einer Pumpenkammer (7) mit zwei Druck
anschlüssen (10, 11) angeordnet ist, welche über je einen
Strömungskanal (12, 13) mit je einer Arbeitskammer (16, 17)
des Kolbenarbeitselements (15) verbunden sind.
5. Stellantrieb nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckdifferenzausgleich zwischen beiden Arbeits
kammern (16, 17) des Kolbenarbeitselements (15) über die
beiden Strömungskanäle (12, 13) und einen Strömungskurz
schluß in der Pumpenkammer (7) der als Flügelzellenpumpe
(8) ausgebildeten Rotationskolbenpumpe erfolgt.
6. Stellantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bypass-Leitung (29) mit einem im Betrieb des
Elektromotors (1) diese sperrenden Magnetventil (30) zwi
schen beiden Arbeitskammern (16, 17) des Kolbenarbeits
elements (15) angeordnet ist, über welchen Bypass der
Druckdifferenzausgleich nach jedem Stellvorgang erfolgt.
7. Stellantrieb nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Arbeitskammern (16, 17) durch eine dichtend
zwischen zwei Gehäuseteilen (5, 6) eingespannte Kolbenmem
bran (14) des Kolbenarbeitselements (15) getrennt sind und
daß ein Strömungskanal (13) in einer Wandung des ersten Ge häuseteils (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.
daß ein Strömungskanal (13) in einer Wandung des ersten Ge häuseteils (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.
8. Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umkehrung der Förderrichtung der stets im gleichen
Sinn angetriebenen Pumpe (8′) durch Umschalten eines bistabi
len 4/2-Wegeventils (28) bewirkt wird.
9. Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (1) und die mit der Ankerwelle des
Elektromotors (1) verbundene Pumpe (8) in jeweils einer
Kammer des Gehäuses (4) angeordnet sind
und daß diese Kammern nach dem Einsetzen der Pumpe (8) und des Elektromotors (1) durch Stopfen (9, 21) druckdicht ver schlossen werden.
und daß diese Kammern nach dem Einsetzen der Pumpe (8) und des Elektromotors (1) durch Stopfen (9, 21) druckdicht ver schlossen werden.
10. Stellantrieb nach Anspruch 2 oder 3 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (8) der Kraftübertragung zwei Flügelzellen
pumpenläufer (8.1, 8.2) aufweist,
daß im Gehäuse (4) zwei getrennte Pumpenkammern (7.1, 7.2) vorgesehen sind, in denen je einer der Flügelzellen pumpenläufer (8.1, 8.2) angeordnet ist,
daß von der ersten Pumpenkammer (7.1) über einen Druck anschluß (10′) ein Strömungskanal (12′) zu der einen Arbeitskammer (16) des Kolbenarbeitselementes (15) ver läuft,
daß von der zweiten Pumpenkammer (7.2) über einen Druck anschluß (11′) ein Strömungskanal (13′) zu der anderen Arbeitskammer (17) des Kolbenarbeitselementes (15) ver läuft und
daß beide Pumpenkammern (7.1, 7.2) je einen Atmosphären anschluß (32, 33) aufweisen, deren jeder, bezogen auf den jeweiligen Druckanschluß (10′, 11′) der Pumpenkammer (7.1, 7.2) auf der diesem jeweils gegenüberliegenden Druck seite des entsprechenden Flügelzellenpumpenläufers (8.1, 8.2) angeordnet ist, wobei die Druckanschlüsse (10,, 11′) und die Atmosphärenanschlüsse (32, 33) in der Weise angeordnet sind, daß jeweils ein Flügelzellenpumpen läufer (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.
daß im Gehäuse (4) zwei getrennte Pumpenkammern (7.1, 7.2) vorgesehen sind, in denen je einer der Flügelzellen pumpenläufer (8.1, 8.2) angeordnet ist,
daß von der ersten Pumpenkammer (7.1) über einen Druck anschluß (10′) ein Strömungskanal (12′) zu der einen Arbeitskammer (16) des Kolbenarbeitselementes (15) ver läuft,
daß von der zweiten Pumpenkammer (7.2) über einen Druck anschluß (11′) ein Strömungskanal (13′) zu der anderen Arbeitskammer (17) des Kolbenarbeitselementes (15) ver läuft und
daß beide Pumpenkammern (7.1, 7.2) je einen Atmosphären anschluß (32, 33) aufweisen, deren jeder, bezogen auf den jeweiligen Druckanschluß (10′, 11′) der Pumpenkammer (7.1, 7.2) auf der diesem jeweils gegenüberliegenden Druck seite des entsprechenden Flügelzellenpumpenläufers (8.1, 8.2) angeordnet ist, wobei die Druckanschlüsse (10,, 11′) und die Atmosphärenanschlüsse (32, 33) in der Weise angeordnet sind, daß jeweils ein Flügelzellenpumpen läufer (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.
11. Stellantrieb nach Anspruch 10 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Flügelzellenpumpenläufer (8.1, 8.2) auf der
Ankerwelle des Elektromotors (1) befestigt sind und
gleichsinnig von letzterem angetrieben werden.
12. Stellantrieb nach Anspruch 10 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Flügelzellenpumpenläufer (8.1, 8.2)
gegensinnig durch den Elektromotor (1) antreibbar sind.
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