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DE10318983A1 - Actuator system in motor vehicle, e.g. for adjusting seat, has actuator in form of pneumatic motor and actuating element in form of pneumatic cylinder connected to actuator via hose - Google Patents

Actuator system in motor vehicle, e.g. for adjusting seat, has actuator in form of pneumatic motor and actuating element in form of pneumatic cylinder connected to actuator via hose Download PDF

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DE10318983A1
DE10318983A1 DE10318983A DE10318983A DE10318983A1 DE 10318983 A1 DE10318983 A1 DE 10318983A1 DE 10318983 A DE10318983 A DE 10318983A DE 10318983 A DE10318983 A DE 10318983A DE 10318983 A1 DE10318983 A1 DE 10318983A1
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actuator
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Dieter Kraft
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Alfmeier Praezision SE
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Abstract

The actuator system has an actuating element (1) and an actuator (2). The actuator is a pneumatic motor and the actuating element is a pneumatic cylinder connected to the actuator via a hose (3). The piston rod (9) of the actuating element has a motional coupling to a ventilation valve (17) that connects the actuator system to the atmosphere in the rest position of the actuating element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aktuatorsystem in einem Kraftfahrzeug. Solche Systeme umfassen wenigstens einen Aktuator bzw. Stellmotor und ein Betätigungselement. Sie werden beispielsweise verwendet für Einstellungen im Sitzbereich, zum Öffnen der Tankklappe oder des Kofferraumdeckels, zur Fernentriegelung von Kopfstützenverrastungen etc.. Herkömmlicherweise werden elektrische oder mechanische Systeme eingesetzt. Bei ersteren dienen als Betätigungselemente elektrische Schalter oder Schaltkontakte, die einen Elektromagneten oder Elektromotor direkt oder über Steuergeräte aktivieren. Elektrische Systeme erfordern elektrische Leitungen und Schnittstellen zur Kontaktierung, welche empfindlich gegen Feuchtigkeit, Oxidation und die Bildung von Lichtbögen, speziell bei den künftigen 42V-Bordnetzen, sind. Nachteilig ist weiterhin, dass elektrische Systeme abhängig vom Bordnetz sind, bei dessen Ausfall somit nicht mehr aktivierbar sind, außer es werden konstruktive Maßnahmen zur Notbetätigung getroffen. Da in heutigen Fahrzeugen eine große Anzahl von Aktuatoren bzw. Aktuatorsystemen vorhanden ist, sind Bordnetze mit entsprechend hohen elektrischen Leitungen erforderlich.The invention relates to an actuator system in a motor vehicle. Such systems include at least one Actuator or actuator and an actuator. you will be used for example for Settings in the seating area, for opening the fuel filler flap or the Trunk lid, for remote unlocking of headrest latches etc. Traditionally electrical or mechanical systems are used. With the former serve as actuators electrical switches or switch contacts that are an electromagnet or electric motor directly or via ECUs activate. Electrical systems require electrical cables and interfaces for contacting, which are sensitive to moisture, Oxidation and the formation of arcs, especially in the future 42V electrical systems, are. Another disadvantage is that electrical systems depend on Are on-board electrical system, in the event of which they can no longer be activated unless they become constructive measures for emergency operation met. Since in today's vehicles a large number of actuators or Actuator systems are available, are on-board networks with corresponding high electrical lines required.

Mechanische Systeme, also in der Regel Bowdenzüge, nutzen zwar keine Fremdenergie, weisen aber den Nachteil auf, dass sie auf Grund von Reibung um so schwerer zu bedienen sind, je länger sie sind und je mehr Krümmungen sie aufweisen. Außerdem sollten sie in einem Stück durchgängig verbaubar sein, da eine Trennung technisch aufwendig ist. So ist beispielsweise eine Verlegung eines Bowdenzuges vom Armaturenbrett zum Rücksitz relativ aufwändig, da beide Fahrzeugteile räumlich weit voneinander getrennte Baugruppen sind.Mechanical systems, i.e. in the Rule Bowden cables, do not use external energy, but have the disadvantage that the longer they are, the more difficult they are to use due to friction are and the more curvatures they have. Moreover they should be in one piece continuously be installable, since a separation is technically complex. So is for example moving a Bowden cable from the dashboard relatively complex to the back seat because both vehicle parts spatially are widely separated modules.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Aktuatorsystem vorzuschlagen, mit dem die genannten Nachteile umgangen sind.Based on this, it is the task the invention to propose an actuator system with which the said Disadvantages are avoided.

Diese Aufgabe wird durch ein Aktuatorsystem nach Anspruch 1 gelöst. Danach ist als Aktuator ein Pneumatikmotor und als Betätigungselement ein über eine Schlauchleitung mit dem Aktuator verbundener handbetätigter Pneumatikzylinder vorhanden. Ein derartiges System arbeitet völlig unabhängig vom Bordnetz des Kraftfahrzeuges und störungsfrei. Vorteilhaft ist weiterhin, das sich eine die genannten Pneumatikbauteile miteinander verbindende Schlauchleitung, verglichen mit einem Bowdenzug, über eine große Länge mit vielen Windungen verlegen lässt, ohne das sich dadurch die Betätigungskräfte erhöhen. Während bei einem Bowdenzug für eine Kraft- oder Wegübersetzung aufwändige Hebelgestänge erforderlich sind, wird dies bei einem Pneumatiksystem ganz einfach über das Verhältnis der pneumatisch wirksamen Flächen im Betätigungselement und im Aktuator geregelt.This task is accomplished by an actuator system solved according to claim 1. Thereafter is a pneumatic motor as an actuator and as an actuator an over a hose line connected to the actuator manually operated pneumatic cylinder available. Such a system works completely independently of the vehicle electrical system and trouble-free. It is also advantageous that one of the pneumatic components mentioned interconnecting hose line, compared to a Bowden cable, via a size Length with many turns, without increasing the operating forces. While at a Bowden cable for one Force or path translation complex lever linkage are required, this is easily done with a pneumatic system relationship of the pneumatically effective surfaces in the actuator and regulated in the actuator.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kolbenstange des Betätigungselementes mit einem Entlüftungsventil derart bewegungsgekoppelt, dass dieses in der Ruhestellung des Betätigungselements das Aktuatorsystem mit der Atmosphäre verbindet. Damit ist gewährleistet, dass sich das System vor jeder erneuten Betätigung im Druckaugleich mit der Atmosphäre befindet. Der Betätigungskomfort wird dadurch erhöht, dass das Betätigungselement in seine Ruhestellung durch eine Feder vorgespannt ist. In vielen Fällen reicht es aus, wenn das Betätigungselement nach dem loslassen wieder in seine Ruhestellung zurückkehrt, beispielsweise wenn es darum geht die Kofferraumklappe zu öffnen. Soll dagegen ein Aktuator für längere Zeit in seiner aktivierten Stellung beharren, so ist eine Verrastung des Betätigungselementes bzw. von dessen Kolbenstange in wenigstens einer Raststellung zweckmäßig. Durch den Einbau eines Drosselventils in die Pneumatikleitung verzögert sich der Aufbau eines Über- oder Unterdrucks in einem Aktuator, was in bestimmten Fällen zweckmäßig sein kann.In a preferred embodiment the piston rod of the actuator with a vent valve so coupled in motion that it is in the rest position of the actuating element connects the actuator system to the atmosphere. This ensures that the system is equal to the pressure before each actuation the atmosphere located. The operating comfort is increased by that the actuator is biased into its rest position by a spring. In many make it is sufficient if the actuating element returns to its rest position after releasing, for example when it comes to opening the trunk lid. Should an actuator for longer Persistence in its activated position is a latch of the actuator or of its piston rod is useful in at least one latching position. By the Installation of a throttle valve in the pneumatic line is delayed the establishment of an over- or negative pressure in an actuator, which may be useful in certain cases can.

Zweckmäßig kann auch die Verzögerung des Abbaues eines Über- oder Unterdruckes in einem Aktuator sein. Wird das Betätigungselement einmal bedient und wieder losgelassen, so kann die Bediendauer kürzer sein als die erforderliche Zeit, die ein Aktuator aktiv sein muss. Diese zeitliche Verzögerung kann durch ein Drosselventil realisiert sein. Entscheidend für die Wirkrichtung des Drosselventils ist daher der Anwendungsfall: Soll der Aufbau oder der Abbau eines Druckes oder Unterdruckes im Aktuator verzögert werden.The delay of the Reduction of overpressure or underpressure be in an actuator. If the actuator is operated once and released again, the operating time can be shorter than the time required for an actuator to be active. This delay can be realized by a throttle valve. Crucial for the direction of action The throttle valve is therefore the application: Should the structure or the reduction of a pressure or negative pressure in the actuator can be delayed.

Die Erfindung wird nun anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is now based on a in the attached Drawings shown embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Aktuatorsystems, 2 ein Schaltbild eines Aktuatorsystems. 1 1 shows a schematic representation of an actuator system, 2 a circuit diagram of an actuator system.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst als Hauptbestandteil ein Betätigungselement 1, einen Aktuator 2 und eine die beiden verbindende Schlauchleitung 3. Der Aktuator 2 kann im Prinzip ein beliebiger Pneumatikmotor sein, beispielsweise ein Linearmotor, also ein Pneumatikzylinder, oder ein Motor, der einen Druckunterschied zur Atmosphäre in eine Drehbewegung umwandelt. Im vorliegenden Fall ist der Aktuator 2 ein Pneumatikzy linder mit einem Kolben 4 und einer aus dem Zylindergehäuse 5 herausragenden Kolbenstange 6 deren Freiende beispielsweise mit einem Öffnungsmechanismus verbunden ist und dazu z.B. eine Fixierbohrung 7 aufweist.A system according to the invention comprises an actuating element as the main component 1 , an actuator 2 and a hose line connecting the two 3 , The actuator 2 can in principle be any pneumatic motor, for example a linear motor, that is a pneumatic cylinder, or a motor that converts a pressure difference to the atmosphere into a rotary movement. In the present case it is the actuator 2 a pneumatic cylinder with a piston 4 and one from the cylinder housing 5 outstanding piston rod 6 the free end of which is connected, for example, to an opening mechanism and, for example, a fixing hole 7 having.

Das Betätigungselement 1 ist ein Pneumatikzylinder, dessen aus dem Zylindergehäuse 8 herausragende Kolbenstange 9 einen Handgriff 10 trägt. Der Kolbenraum 13 des Aktuators 2 ist über die Schlauchleitung 3 mit dem Kolbenraum 14 des Betätigungselementes 1 verbunden. Im Kolbenstangenraum 15 des Betätigungselementes 1 ist eine Rückstellfeder angeordnet, die sich einerseits am Zylindergehäuse 8 und andererseits am Kolben 16 des Betätigungselementes 1 abstützt. Der Kolben 16 befindet sich daher, wenn im Kolbenraum 14 und im Kolbenstangenraum 15 der gleiche Druck herrscht, in seiner Ruhestellung I, also in eingefahrenem Zustand.The actuator 1 is a pneumatic cylinder, the one from the cylinder housing 8th outstanding piston rod 9 a handle 10 wearing. The piston chamber 13 of the actuator 2 is over the hose line 3 with the piston chamber 14 of the actuator 1 connected. In the piston rod room 15 of the actuator 1 a return spring is arranged on the one hand on the cylinder housing 8th and on the other hand on the piston 16 of actuating element 1 supported. The piston 16 is therefore when in the piston chamber 14 and in the piston rod area 15 the same pressure prevails, in its rest position I, that is to say in the retracted state.

Mit dem Kolben 16 ist ein Belüftungsventil 17 bewegungsgekoppelt. Das Belüftungsventil 17 ist ein 2/2-Wegeventil, dessen einer Anschluss über eine Leitung 18 mit dem Kolbenraum 14 des Betätigungselementes 1 und dessen anderen Anschluss eine mit der Atmosphäre verbundene Auslassöffnung 19 ist. In der in 2 dargestellten Situation befindet sich das Belüftungsventil 17 in Schaltstellung A, in der die Auslassöffnung 19 verschlossen ist. Wird der Kolben 16, ausgehend von seiner Ruhestellung I mit Hilfe des Handgriffes 10 unter Kompression der Rückstellfeder 24 in die Stellung II bewegt, entsteht im Kolbenraum 14 ein Unterdruck, der sich über die Leitung 3 zum Aktuator 2 fortpflanzt. Dessen Kolben 4 wird dadurch in Richtung des Pfeils 20 bewegt. Beim Einfahren des Kolbens 4 wird eine im Kolbenraum 13 angeordnete Rückstellfeder 23 komprimiert. Das Belüftungsventil 17 schließlich wird durch eine Rückstellefeder 25 in seiner Ventilstellung A gehalten. Um während der Betätigung des Aktuators eine zeitverzögerte Unterdruckentwicklung in dessen Kolbenraum 13 zu erreichen, ist in der Schlauchleitung 3 ein Drosselventil 26 angeordnet. Parallel zu diesem ist ein Bypass 27 geschaltet, der ein in Entlüftungsrichtung öffnendes Rückschlagventil 28 enthält.With the piston 16 is a ventilation valve 17 motion-coupled. The ventilation valve 17 is a 2/2-way valve, one of which is connected via a line 18 with the piston chamber 14 of the actuator 1 and its other connection an outlet opening connected to the atmosphere 19 is. In the in 2 situation shown is the ventilation valve 17 in switch position A, in which the outlet opening 19 is closed. Will the piston 16 , starting from its rest position I using the handle 10 with compression of the return spring 24 Moved to position II occurs in the piston chamber 14 a negative pressure that extends over the line 3 to the actuator 2 propagates. Its piston 4 this will move in the direction of the arrow 20 emotional. When retracting the piston 4 becomes one in the piston chamber 13 arranged return spring 23 compressed. The ventilation valve 17 finally by a return spring 25 held in its valve position A. In order to delay the development of negative pressure in the piston chamber during the actuation of the actuator 13 can be reached in the hose line 3 a throttle valve 26 arranged. Parallel to this is a bypass 27 switched, the one check valve opening in the venting direction 28 contains.

Wenn nach erfolgter Betätigung des Aktuators der Handgriff 10 wieder losgelassen wird, wird der Kolben 16 durch die Rückstellfeder 24 in seine Stellung I bewegt. Bei dieser Bewegung wird ein Koppelelement 29 des Belüftungsventils 17 vom Kolben 16 oder der Kolbenstange 9 betätigt, was in 2 nur schematisch dargestellt ist, wodurch das Belüftungsventil 17 in die Schaltstellung B bewegt wird, in der es die Leitung 18 mit der Atmosphärenöffnung 19 verbindet. Das Gesamtsystem wird dadurch belüftet. Das im Bypass 27 vorhandene Rückschlagventil 28 gewährleistet, dass dies ohne merkliche Zeitverzögerung geschieht.If, after the actuator has been actuated, the handle 10 is released again, the piston 16 through the return spring 24 moved to its position I. With this movement, a coupling element 29 of the ventilation valve 17 from the piston 16 or the piston rod 9 actuates what in 2 is only shown schematically, causing the ventilation valve 17 is moved to switch position B, in which it is the line 18 with the atmosphere opening 19 combines. This ventilates the entire system. That in the bypass 27 existing check valve 28 ensures that this happens without noticeable time delay.

11
Betätigungselementactuator
22
Aktuatoractuator
33
Schlauchleitunghose
44
Kolbenpiston
55
Zylindergehäusecylinder housing
66
Kolbenstangepiston rod
77
Fixierbohrunglocating pin
88th
Zylindergehäusecylinder housing
99
Kolbenstangepiston rod
1010
Handgriffhandle
1313
Kolbenraumpiston chamber
1414
Kolbenraumpiston chamber
1515
KolbenstangenraumPiston rod space
1616
Kolbenpiston
1717
Belüftungsventilvent valve
1818
Leitungmanagement
1919
Atmosphärenöffnungatmospheric port
2020
Pfeilarrow
2323
RückstellfederReturn spring
2424
RückstellfederReturn spring
2525
RückstellfederReturn spring
2626
Drosselventilthrottle valve
2727
Bypassbypass
2828
Rückschlagventilcheck valve
2929
Koppelelementcoupling element

Claims (5)

Aktuatorsystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem Betätigungselement (1) und einem Aktuator (2), dadurch gekennzeichnet dass der Aktuator (2) ein Pneumatikmotor und das Betätigungselement (1) ein über eine Schlauchleitung (3) mit dem Aktuator (2) verbundener handbetätigter Pneumatikzylinder ist.Actuator system in a motor vehicle, with an actuating element ( 1 ) and an actuator ( 2 ), characterized in that the actuator ( 2 ) a pneumatic motor and the actuator ( 1 ) via a hose line ( 3 ) with the actuator ( 2 ) connected manual pneumatic cylinder. Aktuatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Kolbenstange (9) des Betätigungselements (1) mit einem Belüftungsventil (17) derart bewegungsgekoppelt ist, dass dieses in der Ruhestellung (I) des Betätigungselements (1) das Aktuatorsystem mit der Atmosphäre verbindet.Actuator system according to claim 1, characterized in that the piston rod ( 9 ) of the actuator ( 1 ) with a ventilation valve ( 17 ) is coupled in such a way that it is in the rest position (I) of the actuating element ( 1 ) connects the actuator system to the atmosphere. Aktuatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Kolbenstange (9) des Betätigungselements (1) durch eine Rückstellfeder (24) in ihre Ruhestellung (I) vorgespannt ist.Actuator system according to claim 1 or 2, characterized in that the piston rod ( 9 ) of the actuator ( 1 ) by a return spring ( 24 ) is biased to its rest position (I). Aktuatorsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) des Betätigungselements (1) in wenigstens einer Raststellung arretierbar ist.Actuator system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the piston rod ( 9 ) of the actuator ( 1 ) can be locked in at least one locking position. Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein zwischen Aktuator (2) und Betätigungselement (1) geschaltetes Drosselventil (26).Actuator system according to one of claims 1 to 4, characterized by a between actuator ( 2 ) and actuator ( 1 ) switched throttle valve ( 26 ).
DE10318983A 2003-04-25 2003-04-25 Actuator system in motor vehicle, e.g. for adjusting seat, has actuator in form of pneumatic motor and actuating element in form of pneumatic cylinder connected to actuator via hose Withdrawn DE10318983A1 (en)

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