DE102018103619B3 - Linear actuator for a valve of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (10),
einem Planetengetriebe (12) mit
einem Hohlrad (20), und
einem Sonnenrad (22),
einem Spindelantrieb (14) mit
einer Spindelstange (36,36') mit einem Außengewinde (46), welche koaxial zu dem Hohlrad (20) und dem Sonnenrad (22) angeordnet ist, und
einer Spindelmutter (38) mit einem Innengewinde (42), welches mit dem Außengewinde (46) der Spindelstange (36,36') kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass
das Planetengetriebe (12) ein von dem Elektromotor (10) angetriebenes Planetenrad (24a) mit einer ortsfesten Drehachse (32a) aufweist,
die Spindelmutter (38) drehfest mit dem Sonnenrad (22) verbunden ist, und
die Spindelstange (36,36') einen axialen Lagerabschnitt (48,48') aufweist, über welchen die Spindelstange (36,36') axial verschiebbar und drehfest zu dem Hohlrad (20) in einer Koppeleinheit (50,50',50") gelagert ist.

Figure DE102018103619B3_0000
Linear actuator for a valve of a motor vehicle, comprising an electric motor (10),
a planetary gear (12) with
a ring gear (20), and
a sun wheel (22),
a spindle drive (14) with
a spindle rod (36, 36 ') having an external thread (46), which is arranged coaxially with the ring gear (20) and the sun gear (22), and
a spindle nut (38) having an internal thread (42) which meshes with the external thread (46) of the spindle rod (36, 36 '), characterized in that
the planetary gear (12) has a planetary gear (24a) driven by the electric motor (10) with a stationary axis of rotation (32a),
the spindle nut (38) rotatably connected to the sun gear (22) is connected, and
the spindle rod (36, 36 ') has an axial bearing section (48, 48'), via which the spindle rod (36, 36 ') can be displaced axially and non-rotatably relative to the ring gear (20) in a coupling unit (50, 50', 50 "). ) is stored.
Figure DE102018103619B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor, einem Planetengetriebe mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad, und mindestens einem Planetenrad, einem Spindelantrieb mit einer Spindelstange mit einem Außengewinde, welche koaxial zu dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet ist, und einer Spindelmutter mit einem Innengewinde, welches mit dem Außengewinde der Spindelstange kämmt.The invention relates to a linear actuator for a valve of a motor vehicle, comprising an electric motor, a planetary gear with a ring gear, a sun gear, and at least one planetary gear, a spindle drive with a spindle rod with an external thread, which is arranged coaxially with the ring gear and the sun gear, and a spindle nut with an internal thread, which meshes with the external thread of the spindle rod.

Derartige Linearaktuatoren werden beispielsweise in Abgasrückführventilen von Kraftfahrzeugen verwendet, um einen Ventilkörper von einem Ventilsitz abzuheben. Hierdurch kann der dem Verbrennungsmotor zugeführten Frischluft eine definierte Menge Abgas beigemengt werden, um die Schadstoffemissionen zu reduzieren.Such linear actuators are used for example in exhaust gas recirculation valves of motor vehicles to lift a valve body from a valve seat. As a result, a defined amount of exhaust gas can be added to the fresh air supplied to the internal combustion engine in order to reduce the pollutant emissions.

Es sind verschiedene Ausführungen dieser Abgasrückführventile bekannt. In den letzten Jahren haben sich elektromotorisch angetriebene Hubventile im Bereich der Personenkraftwagen durchgesetzt, bei denen die rotatorische Bewegung der Antriebswelle des Elektromotors in eine translatorische Bewegung der Ventilstange umgewandelt wird. Hierfür kann beispielsweise ein Spindelantrieb verwendet werden, wobei die Ventilstange als rotatorisch feststehende Spindelstange ausgebildet ist, welche in einer drehbaren Spindelmutter geführt ist. Durch eine Rotation der Spindelmutter wird eine translatorische Bewegung der Ventilstange erzeugt.There are various versions of this exhaust gas recirculation valves known. In recent years, electric motor driven lift valves have prevailed in the field of passenger cars, in which the rotational movement of the drive shaft of the electric motor is converted into a translational movement of the valve rod. For this purpose, for example, a spindle drive can be used, wherein the valve rod is designed as a rotatably fixed spindle rod, which is guided in a rotatable spindle nut. By a rotation of the spindle nut a translational movement of the valve stem is generated.

Auf Grund der Druckverhältnisse kann zum Öffnen des Ventils eine große Kraft notwendig sein, sodass zwischen dem Elektromotor und der angetriebenen Spindelmutter in der Regel ein Getriebe angeordnet ist, welches die Rotation der Antriebswelle zum Antreiben der Spindelmutter untersetzt. Hierdurch kann eine größere Hubkraft erzeugt werden. Als Getriebe kann beispielsweise ein Planetengetriebe verwendet werden.Due to the pressure conditions, a large force may be necessary to open the valve, so that between the electric motor and the driven spindle nut usually a transmission is arranged, which underpins the rotation of the drive shaft for driving the spindle nut. As a result, a larger lifting force can be generated. As a transmission, for example, a planetary gear can be used.

Aus der WO 02/23032 A1 ist ein Abgasrückführventil mit einem Elektromotor, einem Planetengetriebe und einem Spindelantrieb bekannt. Das Planetengetriebe weist ein drehbares Hohlrad, ein feststehendes Sonnenrad und ein umlaufendes Planetenrad auf. Das Hohlrad wird von dem Elektromotor angetrieben und das Planetenrad ist derart mit der Spindelmutter des Spindelantriebs gekoppelt, dass eine Rotation der Spindelmutter mit der Umlaufgeschwindigkeit des Planetenrads erzeugt wird. Das Planetengetriebe weist ein hohes Übersetzungsverhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Hohlrads und der Umlaufgeschwindigkeit des Planetenrads auf, um ein hohes Drehmoment an der Spindelmutter zu erzeugen. Die rotatorisch feststehende Ventilstange ist abschnittsweise als Spindel ausgebildet, welche mit der rotierenden Spindelmutter kämmt. Hierdurch wird die Rotation der Spindelmutter in eine axiale Bewegung der Ventilstange umgewandelt.From the WO 02/23032 A1 is known an exhaust gas recirculation valve with an electric motor, a planetary gear and a spindle drive. The planetary gear has a rotatable ring gear, a fixed sun gear and a revolving planet gear. The ring gear is driven by the electric motor and the planetary gear is coupled to the spindle nut of the spindle drive such that rotation of the spindle nut is generated at the peripheral speed of the planetary gear. The planetary gear has a high gear ratio between the rotational speed of the ring gear and the rotational speed of the planetary gear to produce a high torque on the spindle nut. The rotationally fixed valve rod is formed in sections as a spindle, which meshes with the rotating spindle nut. As a result, the rotation of the spindle nut is converted into an axial movement of the valve stem.

Zum Erzielen einer kurzen Ventilstellzeit ist eine Rotation der Spindelmutter bezüglich der Spindelstange mit einer hohen Drehzahl erforderlich. Bei dem aus der WO 02/23032 A1 bekannten Ventil mit dem hohen Übersetzungsverhältnis ist hierfür ein sehr leistungsstarker Elektromotor mit einem hohen elektrischen Energiebedarf erforderlich. Alternativ kann das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes verringert werden, um eine höhere Rotationsgeschwindigkeit der Spindelmutter zu erzielen. Hierdurch wird jedoch das an der Spindelmutter generierte Drehmoment und somit die Hubkraft des Ventils verringert.To achieve a short valve actuation time, rotation of the spindle nut with respect to the spindle rod is required at a high speed. In the from the WO 02/23032 A1 known valve with the high gear ratio is this a very powerful electric motor with a high electrical energy consumption required. Alternatively, the gear ratio of the planetary gear can be reduced to achieve a higher rotational speed of the spindle nut. As a result, however, the torque generated on the spindle nut and thus the lifting force of the valve is reduced.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welcher eine hohe Stellgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Stellkraft aufweist. Außerdem soll der Energiebedarf des Linearaktuators gering sein.It is therefore the object to provide a linear actuator for a valve of a motor vehicle, which has a high actuating speed with high actuating force. In addition, the energy requirement of the linear actuator should be low.

Diese Aufgabe wird durch einen Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a linear actuator for a valve of a motor vehicle having the features of the main claim 1 solved.

Dadurch, dass das Planetengetriebe ein von dem Elektromotor angetriebenes Planetenrad mit einer ortsfesten Drehachse aufweist, die Spindelmutter drehfest mit dem Sonnenrad verbunden ist, und die Spindelstange einen axialen Lagerabschnitt aufweist, über welchen die Spindelstange axial verschiebbar und drehfest zu dem Hohlrad in einer Koppeleinheit gelagert ist, wird durch den Elektromotor mittels des Planetengetriebes gleichzeitig sowohl eine Rotation der Spindelmutter, als auch eine Rotation der Spindelstange mit entgegengesetzter Drehrichtung erzeugt. Bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindelmutter wird hierdurch eine höhere relative Rotationsgeschwindigkeit der Spindelmutter bezüglich der Spindelstange erzeugt, und somit eine höhere translatorische Stellgeschwindigkeit des Linearaktuators. Der erfindungsgemäße Linearaktuator ermöglicht somit eine hohe Stellgeschwindigkeit bei Verwendung eines Getriebes mit einem hohen Übersetzungsverhältnis. Dies ermöglicht eine kurze Stellzeit des Linearaktuators bei gleichzeitig hoher Stellkraft und geringem Energiebedarf des Elektromotors.Characterized in that the planetary gear has a planetary gear driven by the electric motor with a stationary axis of rotation, the spindle nut rotatably connected to the sun gear, and the spindle rod has an axial bearing portion, via which the spindle rod is mounted axially displaceable and rotationally fixed to the ring gear in a coupling unit , is generated by the electric motor by means of the planetary gear simultaneously both a rotation of the spindle nut, as well as a rotation of the spindle rod with opposite direction of rotation. At the same rotational speed of the spindle nut thereby a higher relative rotational speed of the spindle nut is generated with respect to the spindle rod, and thus a higher translational actuating speed of the linear actuator. The linear actuator according to the invention thus enables a high actuating speed when using a transmission with a high transmission ratio. This allows a short positioning time of the linear actuator at the same time high power and low energy consumption of the electric motor.

Vorzugsweise ist die Spindelstange in Umfangsrichtung formschlüssig und somit drehfest in der Koppeleinheit geführt. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige drehfeste Kopplung der Spindelstange mit dem Hohlrad, welche gleichzeitig eine axial verschiebbare Lagerung der Spindelstange erlaubt.Preferably, the spindle rod is guided in the circumferential direction positively and thus rotationally fixed in the coupling unit. This allows a simple and reliable rotationally fixed coupling of the spindle rod with the ring gear, which simultaneously allows an axially displaceable mounting of the spindle rod.

Besonders bevorzugt weist die Koppeleinheit eine Aussparung auf, über welche die Koppeleinheit in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Lagerabschnitt der Spindelstange verbunden ist. Dies ermöglicht eine zuverlässige drehfeste Verbindung der Spindelstange mit der Koppeleinheit, für welche keine zusätzlichen Kopplungselemente benötigt werden. Particularly preferably, the coupling unit has a recess, via which the coupling unit is connected in the circumferential direction positively with the bearing portion of the spindle rod. This allows a reliable rotationally fixed connection of the spindle rod with the coupling unit, for which no additional coupling elements are needed.

In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die Aussparung eine sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckende Nut auf, in welche ein Momentübertragungsglied ragt, dessen innenliegendes radiales Ende drehfest an der Spindelstange befestigt ist. Das Momentübertragungsglied kann beispielsweise eine Feder sein, die mit einer radial innenliegenden Seite in eine an der Spindelstange vorgesehene Nut ragt. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige drehfeste Kopplung der Spindelstange mit dem Hohlrad. Hierbei wird der Formschluss in Umfangsrichtung durch das Momentübertragungsglied und die Nut gebildet, sodass für die drehfeste Kopplung der Spindelstange mit dem Hohlrad kein spezieller Spindelstangenquerschnitt erforderlich ist.In a particularly preferred embodiment, the recess has a substantially radially outwardly extending groove into which a torque-transmitting member protrudes, whose inner radial end is non-rotatably mounted on the spindle rod. The torque transmission member may for example be a spring which projects with a radially inner side into a groove provided on the spindle rod. This allows a simple and reliable rotationally fixed coupling of the spindle rod with the ring gear. Here, the form-fitting is formed in the circumferential direction by the torque-transmitting member and the groove, so that no special spindle rod cross-section is required for the rotationally fixed coupling of the spindle rod with the ring gear.

In einer alternativen bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Koppeleinheit eine Kupplungsaufnahme auf, in welcher eine Kupplung mit zwei Kupplungselementen angeordnet ist, wobei ein erstes Kupplungselement drehfest mit der Koppeleinheit verbunden ist, ein zweites Kupplungselement drehfest mit der Spindelstange verbunden ist, und die Kupplungselemente einen Formschluss in Umfangsrichtung bilden. Da der Formschluss durch die Kupplung gebildet wird, müssen die Querschnitte der Koppeleinheit und der Spindelstange nicht korrespondierend ausgebildet sein. Dies erlaubt beispielsweise die Verwendung einer universellen Koppeleinheit für verschiedene Spindelstangenausführungen. Die Kupplung kann beispielsweise eine einfache Nut-Feder-Verbindung aufweisen, welche einen stabilen Formschluss bildet.In an alternative preferred embodiment of the invention, the coupling unit has a coupling receptacle in which a coupling is arranged with two coupling elements, wherein a first coupling element is rotatably connected to the coupling unit, a second coupling member rotatably connected to the spindle rod, and the coupling elements a positive connection form in the circumferential direction. Since the positive connection is formed by the coupling, the cross sections of the coupling unit and the spindle rod need not be formed correspondingly. This allows, for example, the use of a universal coupling unit for different spindle rod designs. The coupling may for example have a simple tongue and groove connection, which forms a stable positive connection.

Vorteilhafterweise weist die Koppeleinheit mehrere Speichen auf, vorzugweise drei Speichen, über welche die Koppeleinheit drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist, wobei die Speichen einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden ersten Schenkel und einen sich an den ersten Schenkel anschließenden und sich im Wesentlichen axial erstreckenden zweiten Schenkel aufweisen. Mittels der Speichen wird die Koppeleinheit sowohl axial als auch radial zuverlässig bezüglich des Hohlrads positioniert. Der axiale Versatz zwischen dem Hohlrad und der Koppeleinheit ist hierbei über die Länge der axialen Schenkel definiert. Eine exakte und stabile Positionierung der Koppeleinheit ist essentiell für eine zuverlässige Lagerung der Spindelwelle in der Koppeleinheit und somit entscheidend für eine ordnungsgemäße Funktion über eine lange Lebensdauer des Linearaktuators.Advantageously, the coupling unit has a plurality of spokes, preferably three spokes, via which the coupling unit is non-rotatably connected to the ring gear, wherein the spokes have a substantially radially extending first leg and a subsequent to the first leg and substantially axially extending second leg exhibit. By means of the spokes the coupling unit is positioned both axially and radially reliable with respect to the ring gear. The axial offset between the ring gear and the coupling unit is defined over the length of the axial legs. An exact and stable positioning of the coupling unit is essential for a reliable storage of the spindle shaft in the coupling unit and thus crucial for a proper function over a long life of the linear actuator.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist der axiale Lagerabschnitt der Spindelstange einen viereckigen Querschnitt auf, wodurch ein zuverlässiger Formschluss in Umfangsrichtung bei einfacher Herstellung ermöglicht wird.In an advantageous embodiment of the invention, the axial bearing portion of the spindle rod has a quadrangular cross-section, whereby a reliable positive engagement in the circumferential direction is made possible with simple production.

Vorzugsweise ist die Spindelmutter mit dem Sonnenrad einstückig ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige drehfeste Verbindung zwischen der Spindelmutter und dem Sonnenrad, für welche keine zusätzlichen Verbindungsmittel oder Herstellungsschritte erforderlich sind.Preferably, the spindle nut is formed integrally with the sun gear. This allows a particularly reliable rotationally fixed connection between the spindle nut and the sun gear, for which no additional connection means or manufacturing steps are required.

Vorteilhafterweise weist das Planetengetriebe insgesamt drei Planetenräder auf, welche vorzugsweise gleichmäßig entlang des Umfangs des Hohlrads verteilt angeordnet sind. Dies erlaubt eine exakte und stabile radiale Positionierung der Getriebezahnräder zueinander. Durch die Mehrzahl von Planetenrädern wird die Belastung der einzelnen Zahnräder des Getriebes reduziert und somit die Lebensdauer des Getriebes verbessert.Advantageously, the planetary gear has a total of three planet gears, which are preferably arranged distributed uniformly along the circumference of the ring gear. This allows a precise and stable radial positioning of the gear wheels to each other. By the plurality of planetary gears, the load of the individual gears of the transmission is reduced, thus improving the life of the transmission.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Planetengetriebe von dem angetriebenen Planetenrad zu dem drehfest mit der Spindel verbundenen Sonnenrad eine Untersetzung auf, wodurch eine hohe translatorische Stellkraft des Linearaktuators erzielt werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the planetary gear from the driven planet gear to the rotatably connected to the spindle sun gear on a reduction, whereby a high translational force of the linear actuator can be achieved.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Planetengetriebe eine Untersetzung mit einem Übersetzungsverhältnis von dem angetriebenen Planetenrad zu dem Sonnenrad in einem Bereich von acht bis zehn auf. Dies ermöglicht eine hohe Stellgeschwindigkeit des Linearaktuators bei gleichzeitig ausreichend hoher translatorischer Stellkraft.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the planetary gear has a reduction ratio with a gear ratio of the driven planet gear to the sun gear in a range of eight to ten. This allows a high positioning speed of the linear actuator at the same time sufficiently high translational force.

Vorzugsweise ist an einem axialen Ende der Spindelstange ein Axiallager angeordnet, welches die Spindelstange mit einer rotatorisch feststehenden und axial verschiebbaren Ventilstange verbindet. Hierdurch kann die rotatorische und translatorische Bewegung der Spindelstange in eine rein translatorische Bewegung der Ventilstange umgewandelt werden. Dies ermöglicht beispielsweise ein Abheben eines Ventilkörpers von einem Ventilsitz, ohne dass dabei der Ventilkörper bezüglich des Ventilsitzes verdreht wird.Preferably, an axial bearing is arranged at one axial end of the spindle rod, which connects the spindle rod with a rotatably fixed and axially displaceable valve rod. As a result, the rotational and translational movement of the spindle rod can be converted into a purely translatory movement of the valve rod. This allows, for example, a lifting of a valve body of a valve seat, without causing the valve body is rotated relative to the valve seat.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Elektromotor eine Antriebswelle auf, welche parallel zu der Spindelstange angeordnet ist und an welcher das angetriebene Planetenrad drehfest angebracht ist. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und einfachen Aufbau des Linearaktuators.In a preferred embodiment of the invention, the electric motor has a drive shaft, which is arranged parallel to the spindle rod and to which the driven planet gear is mounted rotationally fixed. This allows for a special compact and simple construction of the linear actuator.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linearaktuators für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben, wobei

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Linearaktuators für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs zeigt,
  • 2 eine schematische Seitenansicht des Linearaktuators aus 1 zeigt, wobei die Spindelstange über ein Axiallager mit einer Ventilstange gekoppelt ist,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Planetengetriebes des Linearaktuators aus 1 zeigt,
  • 4 eine schematische Darstellung einer alternativen Koppeleinheit des Linearaktuators aus 1 zeigt, wobei die Koppeleinheit eine Aussparung mit einer Nut aufweist, in welche ein drehfest mit der Spindelstange verbundenes Momentübertragungsglied ragt, und
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Koppeleinheit des Linearaktuators aus 1 zeigt, wobei in einer zentralen Aussparung der Koppeleinheit eine Kupplung angeordnet ist.
An embodiment of a linear actuator according to the invention for a valve of a motor vehicle is described below with reference to the accompanying figures, wherein
  • 1 shows a perspective view of a linear actuator according to the invention for a valve of a motor vehicle,
  • 2 a schematic side view of the linear actuator 1 shows, wherein the spindle rod is coupled via a thrust bearing with a valve rod,
  • 3 a schematic representation of a planetary gear of the linear actuator 1 shows,
  • 4 a schematic representation of an alternative coupling unit of the linear actuator 1 shows, wherein the coupling unit has a recess with a groove into which a non-rotatably connected to the spindle rod torque transmission member protrudes, and
  • 5 a schematic representation of another alternative coupling unit of the linear actuator 1 shows, wherein in a central recess of the coupling unit, a clutch is arranged.

Der Linearaktuator umfasst einen Elektromotor 10, ein Planetengetriebe 12 und einen Spindelantrieb 14. Der Elektromotor 10 weist eine Antriebswelle 16 auf, welche durch den Elektromotor 10 angetrieben wird, sodass sich die Antriebswelle 16 um eine Antriebswellendrehachse 18 dreht.The linear actuator comprises an electric motor 10 , a planetary gear 12 and a spindle drive 14 , The electric motor 10 has a drive shaft 16 on, which by the electric motor 10 is driven, so that the drive shaft 16 about a drive shaft rotation axis 18 rotates.

Das Planetengetriebe 12 umfasst ein Hohlrad 20, ein Sonnenrad 22 und drei Planetenräder 24a-c. Das Hohlrad 20 und das Sonnenrad 22 sind drehbar um eine gemeinsame Getriebedrehachse 26 angeordnet, wobei das Hohlrad 20 das Sonnenrad 22 radial umgibt. Die Getriebedrehachse 26 verläuft parallel zu der Antriebswellendrehachse 18. Das Hohlrad 20 weist auf der radialen Innenseite eine Hohlradverzahnung 28 auf. Das Sonnenrad 22 weist auf der radialen Außenseite eine Sonnenradverzahnung 30 auf und weist eine zentrale Spindelstangendurchführung 31 auf. Die drei Planetenräder 24a-c sind radial zwischen dem Sonnenrad 22 und dem Hohlrad 20 angeordnet, wobei die Planetenräder 24a-c gleichmäßig entlang des Umfangs des Sonnenrads 22 verteilt sind. Die Planetenräder 24a-c sind jeweils drehbar um eine ortsfeste Planetenraddrehachse 32a-c angeordnet, welche parallel zu der Antriebswellendrehachse 18 und zu der Getriebedrehachse 26 verläuft. Die Planetenräder 24a-c weisen auf der radialen Außenseite jeweils eine Planetenradverzahnung 34 auf, welche sowohl mit der Hohlradverzahnung 28 als auch mit der Sonnenradverzahnung 30 im Eingriff steht. Das Planetenrad 24a ist drehfest an der Antriebswelle 16 angebracht, sodass die Planetenraddrehachse 32a der Antriebswellendrehachse 18 entspricht.The planetary gear 12 includes a ring gear 20 , a sun wheel 22 and three planet gears 24a-c , The ring gear 20 and the sun wheel 22 are rotatable about a common transmission axis of rotation 26 arranged, wherein the ring gear 20 the sun wheel 22 radially surrounds. The transmission axis of rotation 26 runs parallel to the drive shaft axis of rotation 18 , The ring gear 20 has on the radial inside a ring gear 28 on. The sun wheel 22 has on the radial outer side of a sun gear 30 on and has a central Spindelstangendurchführung 31 on. The three planet gears 24a-c are radially between the sun gear 22 and the ring gear 20 arranged, with the planetary gears 24a-c evenly along the circumference of the sun gear 22 are distributed. The planet wheels 24a-c are each rotatable about a stationary Planetenraddrehachse 32a-c arranged, which are parallel to the drive shaft axis of rotation 18 and to the transmission axis of rotation 26 runs. The planet wheels 24a-c each have a planetary gear teeth on the radial outer side 34 on, which with both the ring gear 28 as well as with the sun gear 30 is engaged. The planet wheel 24a is non-rotatable on the drive shaft 16 attached so that the Planetenraddrehachse 32a the drive shaft rotation axis 18 equivalent.

Der Spindelantrieb 14 umfasst eine Spindelstange 36 und eine Spindelmutter 38. Die Spindelmutter 38 ist einstückig mit dem Sonnenrad 22 ausgebildet und weist eine zentrale Spindelmutterbohrung 40 mit einem Innengewinde 42 auf, welche sich entlang der Getriebedrehachse 26 erstreckt. Die Spindelstange 36 erstreckt sich entlang der Getriebedrehachse 26 durch die Spindelstangendurchführung 31 des Sonnenrads 22 hindurch. Die Spindelstange 36 weist in Axialrichtung einen Gewindeabschnitt 44 und einen Lagerabschnitt 48 auf. Der Gewindeabschnitt 44 ist mit einem kreisförmigen Querschnitt sowie einem Außengewinde 46 versehen. Der Lagerabschnitt 48 weist einen viereckigen Querschnitt auf. Die Spindelstange 36 ist mit dem Gewindeabschnitt 44 in der Spindelmutter 38 angeordnet, sodass das Außengewinde 46 der Spindelstange 36 mit dem Innengewinde 42 der Spindelmutter 38 kämmt. Die Spindelstange 36 ist über den Lagerabschnitt 48 axial verschiebbar in einer Koppeleinheit 50 gelagert. Die Koppeleinheit 50 weist eine zentrale Aussparung 52 mit einem viereckigen Querschnitt auf, welche in Umfangsrichtung einen Formschluss 54 mit dem Lagerabschnitt 48 der Spindelstange 36 bildet. Die Koppeleinheit 50 weist drei Speichen 56 auf, über welche die Koppeleinheit 50 drehfest mit dem Hohlrad 20 verbunden ist. Die Speichen 56 weisen jeweils einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden ersten Schenkel 58 und einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden zweiten Schenkel 60 auf, sodass die Koppeleinheit 50 axial beabstandet und radial zentriert zu dem Sonnenrad 22 positioniert ist.The spindle drive 14 includes a spindle rod 36 and a spindle nut 38 , The spindle nut 38 is integral with the sun gear 22 formed and has a central spindle nut bore 40 with an internal thread 42 on, which is along the transmission axis of rotation 26 extends. The spindle rod 36 extends along the transmission axis of rotation 26 through the spindle rod feedthrough 31 of the sun wheel 22 therethrough. The spindle rod 36 has a threaded portion in the axial direction 44 and a storage section 48 on. The threaded section 44 is with a circular cross section and an external thread 46 Mistake. The storage section 48 has a quadrangular cross-section. The spindle rod 36 is with the threaded section 44 in the spindle nut 38 arranged so that the external thread 46 the spindle rod 36 with the internal thread 42 the spindle nut 38 combs. The spindle rod 36 is over the storage section 48 axially displaceable in a coupling unit 50 stored. The coupling unit 50 has a central recess 52 with a quadrangular cross-section, which in the circumferential direction a positive connection 54 with the storage section 48 the spindle rod 36 forms. The coupling unit 50 has three spokes 56 on, over which the coupling unit 50 rotatably with the ring gear 20 connected is. The spokes 56 each have a first radially extending first leg 58 and a substantially axially extending second leg 60 on, so that the coupling unit 50 axially spaced and radially centered to the sun gear 22 is positioned.

Im Betrieb wird das Planetenrad 24a von dem Elektromotor 10, beispielsweise wie in 3 dargestellt mit einer Rotationsgeschwindigkeit U1 im Uhrzeigersinn, angetrieben. Über die im Eingriff stehenden Verzahnungen 28,30,34 des Planetengetriebes 12 wird hierdurch eine Rotation des Hohlrads 20 im Uhrzeigersinn mit einer Rotationsgeschwindigkeit U2 sowie eine Rotation des Sonnenrads gegen den Uhrzeigersinn mit einer Rotationsgeschwindigkeit U3 erzeugt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Planetengetriebe 12 von dem angetriebenen Planetenrad 24a zu dem Sonnenrad 22 ein Übersetzungsverhältnis I im Bereich von acht bis zehn auf, sodass im vorliegenden Ausführungsbeispiel U1 > U3 > U2 ist.In operation, the planetary gear 24a from the electric motor 10 , for example as in 3 shown at a rotational speed U1 clockwise, driven. About the meshing gears 28 . 30 . 34 of the planetary gear 12 This will cause a rotation of the ring gear 20 clockwise at a rotational speed U2 and a counterclockwise rotation of the sun gear at a rotational speed U3 generated. In the present embodiment, the planetary gear 12 from the driven planetary gear 24a to the sun wheel 22 a gear ratio I in the range of eight to ten, so that in the present embodiment U1>U3> U2.

Die Spindelstange 36 ist über den Formschluss 54 drehfest mit der Koppeleinheit 50 verbunden, und somit drehfest mit dem Hohlrad 20 verbunden. Hieraus ergibt sich im Betrieb bei einer Rotation des Planetenrads 24a im Uhrzeigersinn eine Rotation der Spindelstange 36 im Uhrzeigersinn mit einer Rotationsgeschwindigkeit U2. Die Spindelmutter 38 ist einstückig mit dem Sonnenrad 22 ausgebildet, sodass sich die Spindelmutter 38 mit einer Rotationsgeschwindigkeit U3 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die Spindelstange 36 dreht sich somit bezogen auf die Spindelmutter mit einer relativen Rotationsgeschwindigkeit U4 = U2 + U3. Durch die ineinander kämmenden Gewinde 42,46 der Spindelstange 36 und der Spindelmutter 38 ergibt sich hieraus eine axiale Bewegung der Spindelstange 36 bezüglich der in Axialrichtung ortsfesten Spindelmutter 38. Die Spindelstange 36 kann somit durch Antreiben des Planetenrads 24a über den Elektromotor 10 axial entlang der Getriebedrehachse 26 bewegt werden. Durch Antrieb des Planetenrads 24a im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn kann hierbei eine Bewegung der Spindelstange 36 in beide Axialrichtungen erzeugt werden.The spindle rod 36 is about the form fit 54 rotatably with the coupling unit 50 connected, and thus rotatably with the ring gear 20 connected. This results in operation during a rotation of the planetary gear 24a clockwise one Rotation of the spindle rod 36 clockwise at a rotational speed U2 , The spindle nut 38 is integral with the sun gear 22 designed so that the spindle nut 38 at a rotational speed U3 turns counterclockwise. The spindle rod 36 thus rotates with respect to the spindle nut with a relative rotational speed U4 = U2 + U3. Through the meshing threads 42 . 46 the spindle rod 36 and the spindle nut 38 this results in an axial movement of the spindle rod 36 with respect to the axially fixed spindle nut 38 , The spindle rod 36 can thus by driving the planetary gear 24a over the electric motor 10 axially along the transmission axis of rotation 26 to be moved. By driving the planetary gear 24a Clockwise or counterclockwise can be a movement of the spindle rod 36 be generated in both axial directions.

An einem axialen Ende 62 der Spindelstange 36, welches auf der dem Planetengetriebe 12 abgewandten Seite aus der Koppeleinheit 50 herausragt, kann, wie in 2 schematisch dargestellt ist, ein Axiallager 64 angeordnet sein, welches die Spindelstange 36 mit einer rotatorisch feststehenden und axial verschiebbaren Ventilstange 66 verbindet. Hierdurch kann die rotatorische und translatorische Bewegung der Spindelstange 36 in eine rein translatorische Bewegung der Ventilstange 66 umgewandelt werden.At one axial end 62 the spindle rod 36 which is on the planetary gear 12 side facing away from the coupling unit 50 stands out, as in 2 is shown schematically, a thrust bearing 64 be arranged, which is the spindle rod 36 with a rotatably fixed and axially displaceable valve rod 66 combines. This allows the rotational and translational movement of the spindle rod 36 in a purely translational movement of the valve stem 66 being transformed.

Die 4 zeigt eine alternative Koppeleinheit 50' mit einer zentralen Aussparung 52', welche eine sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckende erste Nut 68 aufweist. Die Spindelstange 36' weißt an der radialen Außenseite eine sich im Wesentlichen radial nach innen erstreckende zweite Nut 69 auf, welche der ersten Nut 68 gegenübersteht. In den Nuten 68,69 ist eine Feder 70 angeordnet, die einen Formschluss 54' mit den Nuten 68,69 bildet, sodass die Spindelstange 36' drehfest mit der Koppeleinheit 50' verbunden ist.The 4 shows an alternative coupling unit 50 ' with a central recess 52 ' which has a first radially outwardly extending first groove 68 having. The spindle rod 36 ' know on the radial outside a substantially radially inwardly extending second groove 69 on which of the first groove 68 faces. In the grooves 68 . 69 is a spring 70 arranged that a positive fit 54 ' with the grooves 68 . 69 forms, so the spindle rod 36 ' rotatably with the coupling unit 50 ' connected is.

Die 5 zeigt eine weitere alternative Koppeleinheit 50". Die Koppeleinheit 50" weist eine zentrale Kupplungsaufnahme 74 mit einem kreisförmigen Querschnitt auf. In der Kupplungsaufnahme 74 ist eine Kupplung 76 mit einem Kupplungsring 78 und einer Kupplungsfeder 80 angeordnet. Der Kupplungsring 78 ist auf der radialen Außenseite drehfest mit der Koppeleinheit 50" verbunden und weist auf der radialen Innenseite eine sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckende Kupplungsnut 82 auf. Die Kupplungsfeder 80 ragt mit der radial außenliegenden Seite in die Kupplungsnut 82 des Kupplungsrings 78 und ragt mit der radial innenliegenden Seite in die Nut 69 der Spindelstange 36'. Die Kupplungsfeder 80 bildet in Umfangsrichtung einen Formschluss 54" mit der Kupplungsnut 82 und mit der Nut 69, über welchen die Spindelstange 36' drehfest mit dem Hohlrad 20 verbunden ist.The 5 shows a further alternative coupling unit 50 " , The coupling unit 50 " has a central coupling receptacle 74 with a circular cross section. In the coupler pocket 74 is a clutch 76 with a coupling ring 78 and a clutch spring 80 arranged. The coupling ring 78 is rotatably on the radial outside with the coupling unit 50 " connected and has on the radial inside a substantially radially outwardly extending coupling groove 82 on. The clutch spring 80 protrudes with the radially outer side into the coupling groove 82 of the coupling ring 78 and protrudes with the radially inner side in the groove 69 the spindle rod 36 ' , The clutch spring 80 forms a positive connection in the circumferential direction 54 " with the coupling groove 82 and with the groove 69 over which the spindle rod 36 ' rotatably with the ring gear 20 connected is.

Der erfindungsgemäße simultane gegensinnige Antrieb der Spindelstange und der Spindelmutter über den Elektromotor ermöglicht dem Linearaktuator kurze Stellzeiten. Auf Grund der Untersetzung von dem angetriebenen Planetenrad sowohl zu dem Hohlrad als auch zu dem Sonnenrad können an der Spindelstange und an der Spindelmutter gleichzeitig hohe Drehmomente und somit eine hohe translatorische Stellkraft erzeugt werden, ohne dass hierfür ein besonders leistungsstarker Elektromotor erforderlich ist.The inventive simultaneous opposing drive of the spindle rod and the spindle nut via the electric motor allows the linear actuator short positioning times. Due to the reduction of the driven planet gear both to the ring gear and to the sun gear at the same time high torques and thus a high translational force can be generated on the spindle rod and the spindle nut without requiring a particularly powerful electric motor is required.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Insbesondere kann das Planetengetriebe andere Übersetzungsverhältnisse aufweisen, um den Linearaktuator an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Ferner sind weitere alternative Koppeleinheiten mit einer anderen Formschlussgeometrie oder einer anderen Kupplung denkbar. Auch eine andere drehfeste Verbindung zwischen der Koppeleinheit und dem Hohlrad ist möglich, beispielweise über eine verschiedene Anzahl von Speichen.It should be understood that the scope of the present application is not limited to the described embodiments. In particular, the planetary gear may have different gear ratios to adapt the linear actuator to different requirements. Furthermore, further alternative coupling units with a different positive locking geometry or another coupling are conceivable. Another non-rotatable connection between the coupling unit and the ring gear is possible, for example, over a different number of spokes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Elektromotorelectric motor
1212
Planetengetriebeplanetary gear
1414
Spindelantriebspindle drive
1616
Antriebswelledrive shaft
1818
AntriebswellendrehachseDrive shaft axis of rotation
2020
Hohlradring gear
2222
Sonnenradsun
24a-c24a-c
Planetenräderplanetary gears
2626
GetriebedrehachseGear axis of rotation
2828
Hohlradverzahnunginternal gear
3030
Sonnenradverzahnungsun wheel
3131
SpindelstangendurchführungSpindle rod bushing
32a-c32a-c
PlanetenraddrehachsenPlanetenraddrehachsen
3434
PlanetenradverzahnungPlanetenradverzahnung
3636
Spindelstangespindle rod
3838
Spindelmutterspindle nut
4040
SpindelmutterbohrungSpindle nut bore
4242
Innengewindeinner thread
4444
Gewindeabschnittthreaded portion
4646
Außengewindeexternal thread
4848
Lagerabschnittbearing section
5050
Koppeleinheitcoupling unit
5252
Aussparungrecess
5454
Formschlussform-fit
5656
Speichenspoke
5858
erster Schenkelfirst leg
6060
zweiter Schenkelsecond leg
6262
axiales Endeaxial end
6464
Axiallagerthrust
6666
Ventilstangevalve rod
6868
Nutgroove
6969
Nutgroove
7070
Federfeather
7474
KupplungsaufnahmeKupplungsaufnahme
7676
Kupplungclutch
7878
Kupplungsringcoupling ring
8080
Kupplungsfederclutch spring
8282
Kupplungsnutcoupling groove

Claims (13)

Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (10), einem Planetengetriebe (12) mit einem Hohlrad (20), und einem Sonnenrad (22), einem Spindelantrieb (14) mit einer Spindelstange (36,36') mit einem Außengewinde (46), welche koaxial zu dem Hohlrad (20) und dem Sonnenrad (22) angeordnet ist, und einer Spindelmutter (38) mit einem Innengewinde (42), welches mit dem Außengewinde (46) der Spindelstange (36,36') kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) ein von dem Elektromotor (10) angetriebenes Planetenrad (24a) mit einer ortsfesten Drehachse (32a) aufweist, die Spindelmutter (38) drehfest mit dem Sonnenrad (22) verbunden ist, und die Spindelstange (36,36') einen axialen Lagerabschnitt (48,48') aufweist, über welchen die Spindelstange (36,36') axial verschiebbar und drehfest zu dem Hohlrad (20) in einer Koppeleinheit (50,50',50") gelagert ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle, comprising an electric motor (10), a planetary gear (12) with a ring gear (20), and a sun gear (22), a spindle drive (14) with a spindle rod (36, 36 ') with an external thread (46) which is coaxial with the ring gear (20) and the sun gear (22) and a spindle nut (38) having an internal thread (42) which meshes with the external thread (46) of the spindle rod (36, 36 ') , characterized in that the planetary gear (12) by the electric motor (10) driven planet gear (24a) having a stationary axis of rotation (32a), the spindle nut (38) rotatably connected to the sun gear (22), and the spindle rod ( 36, 36 ') has an axial bearing section (48, 48'), via which the spindle rod (36, 36 ') is axially displaceable and non-rotatably mounted to the ring gear (20) in a coupling unit (50, 50', 50 ") , Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelstange (36,36') in Umfangsrichtung formschlüssig und somit drehfest in der Koppeleinheit (50,50') geführt ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle after Claim 1 , characterized in that the spindle rod (36,36 ') in the circumferential direction positively and thus rotatably in the coupling unit (50,50') is guided. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (50,50') eine Aussparung (52,52') aufweist, über welche die Koppeleinheit (50,50') in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Spindelstange (36,36') verbunden ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle after Claim 2 , characterized in that the coupling unit (50,50 ') has a recess (52,52'), via which the coupling unit (50,50 ') in the circumferential direction is positively connected to the spindle rod (36,36'). Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (52') eine sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckende Nut (68) aufweist, in welche ein Momentübertragungsglied (70) ragt, dessen innenliegendes radiales Ende drehfest an der Spindelstange (36') befestigt ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle after Claim 3 , characterized in that the recess (52 ') has a substantially radially outwardly extending groove (68) into which a torque-transmitting member (70) protrudes, the inner radial end rotationally fixed to the spindle rod (36') is attached. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (50") eine Kupplungsaufnahme (74) aufweist, in welcher eine Kupplung (76) mit zwei Kupplungselementen (78,80) angeordnet ist, wobei ein erstes Kupplungselement (78) drehfest mit der Koppeleinheit (50") verbunden ist, ein zweites Kupplungselement (80) drehfest mit der Spindelstange (36') verbunden ist, und die Kupplungselemente (78,80) einen Formschluss (54") in Umfangsrichtung bilden.Linear actuator for a valve of a motor vehicle after Claim 1 , characterized in that the coupling unit (50 ") has a coupling receptacle (74), in which a coupling (76) with two coupling elements (78,80) is arranged, wherein a first coupling element (78) rotatably connected to the coupling unit (50". ), a second coupling element (80) rotatably connected to the spindle rod (36 ') is connected, and the coupling elements (78,80) form a positive fit (54 ") in the circumferential direction. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (50,50',50") mehrere Speichen (56) aufweist, über welche die Koppeleinheit (50,50',50") drehfest mit dem Hohlrad (20) verbunden ist, wobei die Speichen (56) einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden ersten Schenkel (58) und einen sich an den ersten Schenkel (58) anschließenden und sich im Wesentlichen axial erstreckenden zweiten Schenkel (60) aufweisen.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling unit (50,50 ', 50 ") has a plurality of spokes (56), via which the coupling unit (50,50', 50") rotatably with the Ring gear (20) is connected, wherein the spokes (56) has a substantially radially extending first leg (58) and a to the first leg (58) adjoining and extending substantially axially extending second leg (60). Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Lagerabschnitt (48) der Spindelstange (36) einen viereckigen Querschnitt aufweist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the axial bearing portion (48) of the spindle rod (36) has a quadrangular cross-section. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (38) mit dem Sonnenrad (22) einstückig ausgebildet ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle nut (38) with the sun gear (22) is integrally formed. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) insgesamt drei Planetenräder (24a-c) aufweist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear (12) has a total of three planet wheels (24a-c). Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) von dem angetriebenen Planetenrad (24a) zu dem Sonnenrad (22) eine Untersetzung aufweist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the Planetary gear (12) from the driven planet gear (24a) to the sun gear (22) has a reduction. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) eine Untersetzung mit einem Übersetzungsverhältnis (I) von dem angetriebenen Planetenrad (24a) zu dem Sonnenrad (22) in einem Bereich von acht bis zehn aufweist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle after Claim 10 characterized in that the planetary gear (12) has a reduction ratio with a gear ratio (I) from the driven planet gear (24a) to the sun gear (22) in a range of eight to ten. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Ende (62) der Spindelstange (36,36') ein Axiallager (64) angeordnet ist, welches die Spindelstange (36,36') mit einer rotatorisch feststehenden und axial verschiebbaren Ventilstange (66) verbindet.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that at an axial end (62) of the spindle rod (36,36 ') a thrust bearing (64) is arranged, which the spindle rod (36,36') with a rotatably fixed and axially displaceable valve rod (66) connects. Linearaktuator für ein Ventil eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) eine Antriebswelle (16) aufweist, welche parallel zu der Spindelstange (36,36') angeordnet ist und an welcher das angetriebene Planetenrad (24a) drehfest angebracht ist.Linear actuator for a valve of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (10) has a drive shaft (16) which is arranged parallel to the spindle rod (36, 36 ') and on which the driven planetary gear (24a) rotatably attached.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2547310A1 (en) * 1974-11-12 1976-05-13 Ingersoll Rand Co DEVICE FOR EXERCISING A TORQUE
DE4133962A1 (en) * 1991-10-14 1993-04-15 Fichtel & Sachs Ag ADJUSTMENT DRIVE
WO2002023032A1 (en) 2000-09-12 2002-03-21 Berger Lahr Gmbh & Co. Kg Two-step electric-motor driven actuator for a valve

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1245926A (en) * 1967-09-29 1971-09-15 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to low-speed linear actuators

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2547310A1 (en) * 1974-11-12 1976-05-13 Ingersoll Rand Co DEVICE FOR EXERCISING A TORQUE
DE4133962A1 (en) * 1991-10-14 1993-04-15 Fichtel & Sachs Ag ADJUSTMENT DRIVE
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