DE102021112004A1

DE102021112004A1 - Driving device for a valve

Info

Publication number: DE102021112004A1
Application number: DE102021112004.7A
Authority: DE
Inventors: Manfred Balling; André Selke; Dietmar Schulze; Alexander Mudra
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN115313723A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Luftfederventil. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Statoranordnung mit einer ersten Wicklungseinheit mit einem ersten elektrischen Anschluss und einer zweiten Wicklungseinheit mit einem zweiten elektrischen Anschluss. Zusätzlich ist die erste Wicklungseinheit und die zweite Wicklungseinheit entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse gestapelt angeordnet und zum Rotieren einer in einem Innenraum der Statoranordnung positionierbaren Rotoranordnung um die zentrale Längsachse ausgebildet. Der erste elektrische Anschluss und der zweite elektrische Anschluss sind stirnseitig an der ersten Wicklungseinheit angeordnet.The invention relates to a drive device for a valve, in particular for an air spring valve. The drive device includes a stator arrangement with a first winding unit with a first electrical connection and a second winding unit with a second electrical connection. In addition, the first winding unit and the second winding unit are arranged stacked along a common central longitudinal axis and are designed for rotating a rotor arrangement that can be positioned in an interior space of the stator arrangement about the central longitudinal axis. The first electrical connection and the second electrical connection are arranged on the face side of the first winding unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Luftfederventil. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Statoranordnung mit einer ersten Wicklungseinheit mit einem ersten elektrischen Anschluss und einer zweiten Wicklungseinheit mit einem zweiten elektrischen Anschluss. Zusätzlich ist die erste Wicklungseinheit und die zweite Wicklungseinheit entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse gestapelt angeordnet und zum Rotieren einer in einem Innenraum der Statoranordnung positionierbaren Rotoranordnung um die zentrale Längsachse ausgebildet.The invention relates to a drive device for a valve, in particular for an air spring valve. The drive device includes a stator arrangement with a first winding unit with a first electrical connection and a second winding unit with a second electrical connection. In addition, the first winding unit and the second winding unit are arranged stacked along a common central longitudinal axis and are designed for rotating a rotor arrangement that can be positioned in an interior space of the stator arrangement about the central longitudinal axis.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit einem Luftfederventil beschrieben. Auch wenn die durch die Erfindung erreichbaren Vorteile besonders stark bei einem Luftfederventil zu tragen kommen, lässt sich die Erfindung auch bei anderen Ventilen vorteilhaft einsetzen, deren Funktionsweisen sich deutlich von der Funktionsweise eines Luftfederventils unterscheiden können.The present invention is described below mainly in connection with an air suspension valve. Even if the advantages that can be achieved by the invention are particularly important in the case of an air spring valve, the invention can also be advantageously used in other valves whose modes of operation can differ significantly from the mode of operation of an air spring valve.

Stand der TechnikState of the art

Die Druckschrift WO 2019/190013 A1 offenbart eine Magnetventilanordnung zum Umschalten eines Modus in einem Aufhängungssystem, die einen internen Pfad unabhängig von einem externen Pfad zum Umschalten des Modus von Fluid einstellt, um den Gleichgewichtszustand des auf der Innenfläche und der Außenfläche wirkenden Drucks der Membran herzustellen. Das Öffnen / Schließen der Öffnung wird durch Steuern einer relativ kleinen Größe einer Betriebsleistung, die an eine Spule eines Solenoids angelegt wird, reibungslos gesteuert und verhindert das Anhaften eines beweglichen Stabes in Bezug auf einen Magnetkern beim Betrieb des Solenoids. Das Ventil führt somit normalerweise die Modus-Umschaltung durch und minimiert die Strömungsquerschnittsfläche der Luft im inneren Pfad für die Fluidströmung, um einen schmalen Querschnittsabschnitt bereitzustellen. Dadurch wird eine Luftkissenfunktion implementiert, wodurch das durch den Öffnungs- / Schließvorgang verursachte Aufprallgeräusch des Ventils verringert wird.The pamphlet WO 2019/190013 A1 discloses a mode switching solenoid valve assembly in a suspension system that adjusts an internal path independently of an external mode switching path of fluid to establish the equilibrium state of the pressure of the diaphragm acting on the inner surface and the outer surface. Opening/closing of the orifice is smoothly controlled by controlling a relatively small amount of operating power applied to a coil of a solenoid, and prevents sticking of a movable rod with respect to a magnetic core when the solenoid is operated. Thus, the valve normally performs the mode switching and minimizes the flow cross-sectional area of air in the inner fluid flow path to provide a narrow cross-sectional portion. This implements an air cushion function, reducing the impact noise of the valve caused by the opening/closing operation.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Magnetventilanordnungen benötigen meist einen verhältnismäßig großen Bauraum, den es beispielsweise im Einsatzgebiet von Fahrzeugen zu minimieren gilt. Zusätzlich sind bekannten Anordnungen meist teuer in der Herstellung und aufwändig in der Montage.The magnetic valve arrangements known from the prior art usually require a relatively large installation space, which must be minimized, for example, in the area of use in vehicles. In addition, known arrangements are usually expensive to manufacture and complex to assemble.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Antriebsvorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik zumindest teilweise überwindet.It is the object of the invention to provide a drive device which belongs to the technical field mentioned at the outset and which at least partially overcomes the disadvantages of the prior art.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Luftfederventil. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Statoranordnung mit einer ersten Wicklungseinheit mit einem ersten elektrischen Anschluss und einer zweiten Wicklungseinheit mit einem zweiten elektrischen Anschluss. Zusätzlich ist die erste Wicklungseinheit und die zweite Wicklungseinheit entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse gestapelt angeordnet und zum Rotieren einer in einem Innenraum der Statoranordnung positionierbaren Rotoranordnung um die zentrale Längsachse ausgebildet. Der erste elektrische Anschluss und der zweite elektrische Anschluss sind stirnseitig an der ersten Wicklungseinheit angeordnet.The solution to the problem is defined by the features of claim 1. The invention relates to a drive device for a valve, in particular for an air spring valve. The drive device includes a stator arrangement with a first winding unit with a first electrical connection and a second winding unit with a second electrical connection. In addition, the first winding unit and the second winding unit are arranged stacked along a common central longitudinal axis and are designed for rotating a rotor arrangement that can be positioned in an interior space of the stator arrangement about the central longitudinal axis. The first electrical connection and the second electrical connection are arranged on the face side of the first winding unit.

Das stirnseitige Anordnen der elektrischen Anschlüsse an der ersten Wicklungseinheit erlaubt eine kompakte und platzsparende Bauweise der Antriebsvorrichtung und damit des Luftfederventils. In Umfangsrichtung kann das Gehäuse des Luftfederventils zylinderförmig ausgebildet werden, wodurch das Einfügen des Luftfederventils bei knappen Bauraum beispielsweise im Automobilbereich deutlich erleichtert wird.Arranging the electrical connections on the front of the first winding unit allows for a compact and space-saving design of the drive device and thus of the air spring valve. In the circumferential direction, the housing of the air spring valve can be cylindrical, which makes it much easier to insert the air spring valve when installation space is tight, for example in the automotive sector.

Eine Statoranordnung im Sinne dieser Erfindung versteht sich als ein nicht bewegbarer Bestandteil eines Schrittmotors zur Erzeugung eines elektromagnetischen Felds mit der Hilfe von Wicklungseinheiten oder sogenannten Statorspulen. In einem Innenraum der Statoranordnung wird eine Rotoranordnung durch ein gesteuertes, schrittweise rotierendes, elektromagnetisches Feld der Statorspulen um einen kleinen Winkel oder sein Vielfaches gedreht.A stator arrangement within the meaning of this invention is understood to be a non-movable component of a stepping motor for generating an electromagnetic field with the aid of winding units or so-called stator coils. In an interior space of the stator assembly, a rotor assembly is rotated through a small angle or its multiple by a controlled, stepwise rotating, electromagnetic field of the stator coils.

Luftfederventile sind Ventile, die zur Steuerung einer Luftfederung bzw. einer Luftfeder verwendet werden. Insbesondere wird das Ventil hierbei dazu verwendet, ein Kammervolumen der Luftfeder zu verändern.Air suspension valves are valves that are used to control an air suspension or an air spring. In particular, the valve is used here to change a chamber volume of the air spring.

Durch die Luftfederventile sind einstellbare Luftfedersysteme umsetzbar, die beispielsweise eine Niveauanpassung und/oder Niveauregulierung ermöglichen, bei der eine Anpassung und/oder Regulierung der Bodenfreiheit eines Fahrzeugs erfolgt.Adjustable air spring systems can be implemented by the air spring valves, which enable, for example, a level adjustment and/or level regulation, in which an adjustment and/or regulation of the ground clearance of a vehicle takes place.

Das Luftfedersystem kann auch unter Verwendung von anderen Gasen als Luft betrieben werden. Der Begriff gibt in diesem Zusammenhang nur an, dass üblicherweise Luft als Gas verwendet wird, ist allerdings nicht hierauf beschränkt. Durch die Verwendung von Gasen als Fluid bestehen bei Luftfederventilen grundsätzlich andere Erfordernisse als bei der Verwendung von Flüssigkeiten.The air spring system can also be operated using gases other than air. In this context, the term only indicates that air is usually used as the gas, but is not limited to this. Due to the use of gases as the fluid, there are fundamentally different requirements for air spring valves than when using liquids.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erste Wicklungseinheit einen ersten Eisenkreis mit einem ersten Eisenkreisoberteil, einem ersten Eisenkreisunterteil und einer radial außenliegenden Rohrwandung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der erste Eisenkreis aufgrund seiner Modularität leicht montierbar ist. Beispielsweise sind das erste Eisenkreisoberteil, das erste Eisenkreisunterteil und die Rohrwandung jeweils aus Blechbiegeteilen hergestellt. Beispielsweise kann auf den Einsatz von Tiefziehteilen verzichtet werden. Dies führt insgesamt zu einer preiswerten und einfache Herstellung der Statoranordnung und somit der Antriebsvorrichtung.According to an advantageous embodiment, the first winding unit comprises a first iron circuit with a first iron circuit upper part, a first iron circuit lower part and a tube wall lying radially on the outside. This achieves the technical advantage, for example, that the first iron circuit can be easily assembled due to its modularity. For example, the first upper iron circuit part, the first lower iron circuit part and the tube wall are each made of bent sheet metal parts. For example, the use of deep-drawn parts can be dispensed with. Overall, this leads to an inexpensive and simple production of the stator arrangement and thus of the drive device.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die zweite Wicklungseinheit einen zweiten Eisenkreis mit einem zweiten Eisenkreisoberteil, einem zweiten Eisenkreisunterteil und einer radial außenliegenden Rohrwandung. Die technischen Vorteile sind mit denjenigen Vorteilen der vorausgehenden Ausführungsform vergleichbar. Somit ist auch der zweite Eisenkreis aufgrund seiner Modularität leicht montierbar. Beispielsweise sind das zweite Eisenkreisoberteil, das zweite Eisenkreisunterteil und die Rohrwandung jeweils aus Blechbiegeteilen herstellbar. Beispielsweise kann auf den Einsatz von Tiefziehteilen verzichtet werden. Dies führt insgesamt zu einer preiswerten und einfache Herstellung der Statoranordnung und somit der gesamten Antriebsvorrichtung.According to a further advantageous embodiment, the second winding unit comprises a second iron circuit with a second upper part of the iron circuit, a second lower part of the iron circuit and a tube wall lying radially on the outside. The technical advantages are comparable to those of the previous embodiment. Thus, the second iron circuit is also easy to assemble due to its modularity. For example, the second upper iron circuit part, the second lower iron circuit part and the tube wall can each be produced from bent sheet metal parts. For example, the use of deep-drawn parts can be dispensed with. Overall, this leads to an inexpensive and simple production of the stator arrangement and thus of the entire drive device.

Um die Montage der Antriebsvorrichtung zusätzlich zu vereinfachen sind die radial außenliegenden Rohrwandungen der ersten Wicklungseinheit und der zweiten Wicklungseinheit als gemeinsame Rohrwandung ausgebildet. Dadurch wird zusätzlich der technische Vorteil erreicht, dass weniger Bauteile montiert werden müssen. Beispielsweise kann auf Tiefziehteile verzichtet werden, wodurch die Herstellungskosten weiter gesenkt werden können. Beispielsweise kann die Rohrwandung als gestanztes und anschließend gerolltes Bauteil hergestellt werden.In order to additionally simplify the assembly of the drive device, the tube walls located radially on the outside of the first winding unit and the second winding unit are designed as a common tube wall. This also achieves the technical advantage that fewer components have to be assembled. For example, deep-drawn parts can be dispensed with, as a result of which the manufacturing costs can be further reduced. For example, the pipe wall can be produced as a stamped and then rolled component.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Eisenkreisunterteil der ersten Wicklungseinheit und das zweite Eisenkreisoberteil der zweiten Wicklungseinheit aneinander angrenzend ausgebildet und weisen eine gemeinsame Radialnut zum Überführen eines Anschlusskabels der zweiten Wicklungseinheit auf die erste Wicklungseinheit auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Anschlusskabel oder auch Wickeldraht genannt der zweiten Wicklungseinheit über die Radialnut auf die erste Wicklungseinheit überführt werden kann. Beispielsweise kann das Anschlusskabel der zweiten Wicklungseinheit ausgehend vom stirnseitigen Anschluss der ersten Wicklungseinheit zunächst die erste Wicklungseinheit mehrfach umschlingen. Anschließend wird das Anschlusskabel über die Radialnut auf die zweite Wicklungseinheit überführt um den zweiten Wicklungsträger zu wickeln. Die Rückführung des Anschlusskabels zurück zum stirnseitigen Anschluss an der ersten Wicklungseinheit verläuft entsprechend über die Radialnut zurück auf den ersten Wicklungsträger der ersten Wicklungseinheit. Dort umschlingt das Anschlusskabel ein erneut mehrfach die erste Wicklungseinheit und wir dann dem Kontakt am stirnseitigen Anschluss zugeführt.According to a particularly advantageous embodiment, the first iron circuit lower part of the first winding unit and the second iron circuit upper part of the second winding unit are designed to adjoin one another and have a common radial groove for transferring a connecting cable of the second winding unit to the first winding unit. This achieves the technical advantage, for example, that the connection cable or also called winding wire of the second winding unit can be transferred to the first winding unit via the radial groove. For example, the connecting cable of the second winding unit, starting from the end-side connection of the first winding unit, can initially loop around the first winding unit several times. The connection cable is then transferred to the second winding unit via the radial groove in order to wind the second winding carrier. The return of the connection cable back to the front connection on the first winding unit runs correspondingly via the radial groove back to the first winding carrier of the first winding unit. There, the connection cable loops around the first winding unit several times again and is then fed to the contact on the front-side connection.

Nach einer zusätzlichen Ausführungsform weist das erste Eisenkreisoberteil der ersten Wicklungseinheit zumindest zwei Anschlussöffnungen zum Durchführen des ersten Anschlusskabels und des zweiten Anschlusskabels auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anschlusskabel direkt dem stirnseitigen Anschluss zugeführt werden. Beispielsweise weist das erste Eisenkreisoberteil der ersten Wicklungseinheit vier Anschlussöffnungen zum Durchführen der Anschlusskabel auf. Vorzugsweise sind die Anschlussöffnungen in ihrer Geometrie derart ausgeführt, dass der Fluss der magnetischen Feldlinien im ersten Eisenkreis nicht gestört wird. Beispielsweise ist dies dadurch realisierbar, dass die Anschlussöffnungen in Radialrichtung größer werdend ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind die Anschlussöffnung jeweils ringsegmentförmig ausgebildet wobei das Winkelintervall der die Anschlussöffnungen in Umfangsrichtung begrenzenden Seitenkonturen zwischen 5° und 30° liegt.According to an additional embodiment, the first iron circuit upper part of the first winding unit has at least two connection openings for passing through the first connection cable and the second connection cable. This achieves the technical advantage, for example, that the connecting cables are routed directly to the connection on the front. For example, the first iron circuit upper part of the first winding unit has four connection openings for leading through the connection cables. The geometry of the connection openings is preferably designed in such a way that the flux of the magnetic field lines in the first iron circuit is not disturbed. This can be implemented, for example, by designing the connection openings to become larger in the radial direction. In other words, the connection openings are each designed in the form of ring segments, with the angular interval of the side contours delimiting the connection openings in the circumferential direction being between 5° and 30°.

Um die Herstellung der Antriebsvorrichtung zusätzlich zu vereinfachen weist die erste Wicklungseinheit und die zweite Wicklungseinheit jeweils einen Wicklungsträger auf, wobei beide Wicklungsträger als gemeinsamer einstückiger Doppelwicklungsträger im Spritzgussverfahren hergestellt sind.In order to additionally simplify the production of the drive device, the first winding unit and the second winding unit each have a winding carrier, with both winding carriers being produced as a common one-piece double winding carrier in an injection molding process.

Beispielsweise können das erste Eisenkreisunterteil des ersten Eisenkreises und das zweite Eisenkreisoberteil des zweiten Eisenkreises direkt als Einlegeteile zum Spritzgießen des Doppelwicklungsträgers ausgebildet sein. Somit wird dadurch der technische Vorteil erreicht, dass die Montage weiter vereinfacht wird und die Anzahl der Bauteile weiter reduziert wird.For example, the first iron circuit lower part of the first iron circuit and the second iron circuit upper part of the second iron circuit can be designed directly as inserts for injection molding of the double winding support. The technical advantage is thus achieved that the assembly is further simplified and the number of components is further reduced.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform weist das zweite Eisenkreisunterteil der zweiten Wicklungseinheit eine Ausrichtöffnung zum Ausrichten des Doppelwicklungsträgers auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Montage der Statoranordnung und damit der gesamten Antriebsvorrichtung zusätzlich vereinfacht wird. Die konkrete Zuordnung zwischen dem zweiten Eisenkreisunterteil und der Wicklungseinheit ist somit eindeutig festgelegt, wodurch die Gefahr einer fehlerhaften Montage reduziert und die Präzision der Montage gesteigert werden kann. Beispielsweise kann die Wicklungseinheit einen korrespondierenden Vorsprung aufweisen, der im Rahmen des Spritzgießens unmittelbar an der Wicklungseinheit ausgebildet werden kann.According to an additional embodiment, the second iron circuit lower part of the second winding unit has an alignment opening for aligning the double winding support. This achieves the technical advantage, for example, that the assembly of the stator arrangement and thus of the entire drive device is additionally simplified. The specific assignment between the second iron circuit lower part and the winding unit is thus clearly defined, as a result of which the risk of incorrect assembly can be reduced and the precision of the assembly can be increased. For example, the winding unit can have a corresponding projection, which can be formed directly on the winding unit as part of the injection molding process.

Beispielsweise ist die Ausrichtöffnung am zweiten Eisenkreisunterteil in radialer Richtung länglich ausgebildet, wodurch ein radialer Freiheitsgrad entsteht. Dies bringt zwei weitere technische Vorteile mit sich. Zum Einen ist die Winkelausrichtung zwischen dem zweiten Eisenkreisunterteil und der zweiten Wicklungseinheit eindeutig festgelegt. Zum Anderen ermöglicht das Radialspiel zwischen dem zweiten Eisenkreisunterteil und der zweiten Wicklungseinheit, dass eine finale Ausrichtung erst zum einem späteren Zeitpunkt der Montage erfolgt. Beispielsweise ist die präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung als funktions- und qualitätsbestimmendes Element der Montage später noch anpassbar.For example, the alignment opening on the second iron circuit base is elongate in the radial direction, resulting in a radial degree of freedom. This entails two further technical advantages. On the one hand, the angular orientation between the second iron circuit lower part and the second winding unit is clearly defined. On the other hand, the radial play between the second iron circuit lower part and the second winding unit makes it possible for a final alignment to take place at a later point in time during assembly. For example, the precise alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement can still be adjusted later as an element that determines the function and quality of the assembly.

Nach einer besonderen Ausführungsform ist ein Innenraum der Statoranordnung in Richtung der Längsachse durch ein oberes Lagerelement und ein unteres Lagerelement begrenzt.According to a special embodiment, an interior space of the stator arrangement is delimited in the direction of the longitudinal axis by an upper bearing element and a lower bearing element.

Um das Aufbringen des oberen Lagerelements zu vereinfachen weist das obere Lagerelement zumindest einen ersten Arm und einen zweiten Arm zum Fixieren des oberen Lagerelements an dem ersten Eisenkreisoberteil der ersten Wicklungseinheit auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Gewicht des oberen Lagerelements reduziert werden kann. Zusätzlich ist es möglich an dem oberen Lagerelement vorbei auf die Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung zuzugreifen.In order to simplify the mounting of the upper bearing element, the upper bearing element has at least a first arm and a second arm for fixing the upper bearing element to the first iron circuit upper part of the first winding unit. This achieves the technical advantage, for example, that the weight of the upper bearing element can be reduced. In addition, it is possible to access the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement by bypassing the upper bearing element.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das obere Lagerelement in einem an dem ersten Eisenkreisoberteil angeordneten Zustand zumindest eine Zentrieröffnung zum Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Statoranordnung und Rotoranordnung auf.According to a particularly preferred embodiment, the upper bearing element has at least one centering opening for inserting a centering device between the stator arrangement and the rotor arrangement when it is arranged on the first iron circuit upper part.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung eine präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung möglich ist. Je präziser die Zentrierung möglich ist, desto geringer kann das Radialspiel zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung realisiert werden. Insgesamt werden damit die Leistungsdaten des Schrittmotors bei unverändertem Bauraum verbessert.This achieves the technical advantage, for example, that a precise alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement is possible by inserting a centering device between the rotor arrangement and the stator arrangement. The more precisely the centering is possible, the smaller the radial play between the rotor arrangement and the stator arrangement can be. Overall, the performance data of the stepper motor are improved with the same installation space.

Aufgrund der Zentrieröffnung am Lagerelement zum Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Statoranordnung und Rotoranordnung ist beispielsweise eine vereinfachte Montage möglich, indem zuerst die Zentriervorrichtung durch die Zentrieröffnung eingebracht wird um eine präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung sicherzustellen, anschließend das obere Lagerelement an dem oberen Eisenkreisoberteil fixiert wird und zuletzt die Zentriervorrichtung wieder entfernt wird. Somit wird die Präzision der Montage verbessert und die Leistung des Schrittmotors und somit der gesamten Antriebsvorrichtung verbessert.Due to the centering opening on the bearing element for inserting a centering device between the stator arrangement and rotor arrangement, simplified assembly is possible, for example, by first inserting the centering device through the centering opening to ensure precise alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement, then fixing the upper bearing element to the upper iron circuit upper part and finally the centering device is removed again. Thus, the assembling precision is improved and the performance of the stepping motor and hence the entire driving device is improved.

Um die Montage zusätzlich zu verbessern weist das Lagerelement eine Außenkontur auf, welche die Zentrieröffnung freigibt, wobei die Außenkontur jeweils zwischen den Armen des oberen Lagerelements angeordnet ist. Beispielsweise ist die Zentriervorrichtung als Hülse mit drei Armen zum Einfügen zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung ausgebildet. Beim Aufbringen der Hülse werden die Arme jeweils einzeln zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm, dem zweiten Arm und dem dritten Arm, sowie dem dritten Arm und dem ersten Arm des Lagerelements in die Zentrieröffnung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung eingebracht.In order to additionally improve the assembly, the bearing element has an outer contour which releases the centering opening, with the outer contour being arranged between the arms of the upper bearing element. For example, the centering device is designed as a sleeve with three arms for insertion between the rotor assembly and the stator assembly. When applying the sleeve, the arms are introduced individually between the first arm and the second arm, the second arm and the third arm, and the third arm and the first arm of the bearing element in the centering opening between the rotor assembly and the stator assembly.

Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens der Statoranordnung, dem Einführen der Rotoranordnung in den Innenraum der Statoranordnung, das Anlegen des oberen Lagerelements auf das erste Eisenkreisoberteil, das Aufbringen einer Zentriervorrichtung zwischen die Rotoranordnung und der Statoranordnung zum exakten Positionieren der Rotoranordnung in der Statoranordnung, dem Fixieren des oberen Lagerelements auf dem ersten Eisenkreisoberteil, und dem Entfernen der Zentriervorrichtung.Furthermore, the object of the invention is achieved by a method for producing a drive device according to one of the above embodiments. The method comprises the steps of providing the stator assembly, inserting the rotor assembly into the interior of the stator assembly, applying the upper bearing element to the first iron circuit upper part, applying a centering device between the rotor assembly and the stator assembly for exact positioning of the rotor assembly in the stator assembly, the Fixing the upper bearing element on the first iron circuit upper part, and removing the centering device.

Die technischen Vorteile sind mit denjenigen des Anspruches 1 vergleichbar, wonach das stirnseitige Anordnen der elektrischen Anschlüsse an der ersten Wicklungseinheit erlaubt eine kompakte und platzsparende Bauweise der Antriebsvorrichtung und damit des Luftfederventils zu realisieren.The technical advantages are comparable to those of claim 1, according to which the front-side arrangement of the electrical connections on the first winding unit allows a compact and space-saving design of the drive device and thus of the air spring valve to be implemented.

Zusätzlich wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung eine präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung möglich ist. Je präziser die Zentrierung möglich ist, desto geringer kann das Radialspiel zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung realisiert werden. Insgesamt werden damit die Leistungsdaten des Schrittmotors bei unverändertem Bauraum verbessert.In addition, the technical advantage is achieved that a precise alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement is possible by inserting a centering device between the rotor arrangement and the stator arrangement. The more precisely the centering is possible, the smaller the radial play between the rotor arrangement and the stator arrangement can be. Overall, the performance data of the stepper motor are improved with the same installation space.

Das Verfahren zum Herstellen der Antriebsvorrichtung ist besonders einfach realisierbar, weil zuerst die Zentriervorrichtung eingebracht wird um eine präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung sicherzustellen und erst danach das obere Lagerelement an dem oberen Eisenkreisoberteil fixiert wird. Erst nach dem Fixieren des ausgerichteten oberen Lagerelements an dem oberen Eisenkreisoberteil wird die Zentriervorrichtung wieder entfernt wird. Somit wird die Präzision der Montage verbessert und die Leistung des Schrittmotors und somit der gesamten Antriebsvorrichtung verbessert.The method for producing the drive device is particularly easy to implement because the centering device is introduced first to ensure precise alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement and only then is the upper bearing element fixed to the upper iron circuit upper part. The centering device is only removed again after the aligned upper bearing element has been fixed to the upper iron circuit upper part. Thus, the assembling precision is improved and the performance of the stepping motor and hence the entire driving device is improved.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Aufbringen der Zentriervorrichtung ein Distanzmittel zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung angeordnet. Das Distanzmittel ist beispielsweise als Arm ausgebildet welcher in Zwischenraum eingeschoben werden kann. Beispielsweise umfasst die Zentriervorrichtung drei Arme, weil dadurch eine präzise Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung möglich ist. Beispielsweise sind die drei Arme in einem Winkelabstand von 120° untereinander angeordnet.According to a preferred embodiment, when the centering device is applied, a spacer is arranged between the rotor arrangement and the stator arrangement. The spacer is designed, for example, as an arm which can be pushed into an intermediate space. For example, the centering device includes three arms, because this allows precise alignment of the rotor assembly in the interior of the stator assembly. For example, the three arms are arranged at an angular distance of 120° one below the other.

Um die vorgenommene Ausrichtung der Rotoranordnung im Innenraum der Statoranordnung nicht mehr zu verlieren, werden beim Fixieren des oberen Lagerelements auf dem ersten Eisenkreisoberteil, der zumindest erste Arm und der zweite Arm an dem ersten Eisenkreisoberteil der ersten Wicklungseinheit angeschweißt. Alternativ kann auch ein anderes Fügeverfahren wie beispielsweise Kleben oder mechanisches Verrasten angewendet werden um das obere Lagerelement auf dem ersten Eisenkreisoberteil zu fixieren.In order not to lose the alignment of the rotor arrangement in the interior of the stator arrangement, the at least first arm and the second arm are welded to the first iron circuit upper part of the first winding unit when fixing the upper bearing element on the first iron circuit upper part. Alternatively, another joining method such as gluing or mechanical locking can also be used to fix the upper bearing element on the first upper iron circuit part.

Eine weitere Variante der Erfindung umfasst eine Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Luftfederventil, einen Schrittmotor umfassend eine Statoranordnung und eine radial innerhalb der Statoranordnung angeordnete Rotoranordnung und eine Motorwelle, welche innerhalb der Statoranordnung gemeinsam mit der Rotoranordnung um eine Längsachse rotierbar angeordnet ist. Zusätzliche umfasst die Antriebsvorrichtung ein Kopplungselement zum Übertragen einer Rotationsbewegung der Motorwelle in eine translatorische Hub-Bewegung.A further variant of the invention comprises a drive device for a valve, in particular for an air spring valve, a stepper motor comprising a stator arrangement and a rotor arrangement arranged radially inside the stator arrangement and a motor shaft, which is arranged inside the stator arrangement such that it can rotate about a longitudinal axis together with the rotor arrangement. In addition, the drive device includes a coupling element for transferring a rotational movement of the motor shaft into a translational lifting movement.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Rotation des Rotors unmittelbar auf die Motorwelle übertragen wird, die sich ebenfalls innerhalb der Statoranordnung befindet. Die Momentübertragung erfolgt somit sehr präzise und platzsparend.This achieves the technical advantage, for example, that the rotation of the rotor is transmitted directly to the motor shaft, which is also located inside the stator arrangement. The torque transmission is therefore very precise and space-saving.

Als Schrittmotor versteht sich ein Synchronmotor, bei dem eine Rotoranordnung durch ein gesteuertes, schrittweise rotierendes, elektromagnetisches Feld von Statorspulen einer Statoranordnung um einen kleinen Winkel oder sein Vielfaches gedreht werden kann.A stepper motor is a synchronous motor in which a rotor arrangement can be rotated by a small angle or its multiple by a controlled, stepwise rotating electromagnetic field of stator coils of a stator arrangement.

Als Kopplungselement versteht sich ein passives mechanisches Bauteil welches dazu geeignet ist, eine Rotation in eine Translation zu überführen. Hierbei vollzieht das Kopplungselement selbst keine Rotationsbewegung aus sondern vollzieht ausschließlich eine translatorische Auf- und Abbewegung.A passive mechanical component which is suitable for converting a rotation into a translation is understood as a coupling element. In this case, the coupling element itself does not perform a rotational movement but only performs a translatory up and down movement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kopplungselement im Wesentlichen in einem Innenraum der Statoranordnung angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die axiale Baulänge der Antriebsvorrichtung reduziert werden kann. Ungenutzter Bauraum zwischen der Rotoranordnung und der der Motorwelle kann zur Aufnahme des Kopplungselements genutzt werden, wodurch die Kompaktheit der Antriebsvorrichtung gesteigert werden kann.According to a preferred embodiment, the coupling element is essentially arranged in an interior space of the stator arrangement. This achieves the technical advantage, for example, that the overall axial length of the drive device can be reduced. Unused installation space between the rotor arrangement and that of the motor shaft can be used to accommodate the coupling element, as a result of which the compactness of the drive device can be increased.

Um die Kompaktheit der Antriebsvorrichtung zu steigern ist das Kopplungselement hülsenartig ausgebildet und umgibt die Motorwelle zumindest teilweise. Die hülsenartige Ausbildung ermöglicht es, dass der Innenraum in der Statoranordnung fast vollständig genutzt werden kann. Zusätzlich besteht der Vorteil, dass es sich bei der hülsenartigen Ausbildung um sehr einfach herzustellende und damit preiswerte Komponenten handelt. Insgesamt sind damit eine preiswerte Herstellung und eine einfache Montage der Antriebsvorrichtung möglich.In order to increase the compactness of the drive device, the coupling element is designed in the manner of a sleeve and at least partially surrounds the motor shaft. The sleeve-like design makes it possible for the interior space in the stator arrangement to be used almost completely. In addition, there is the advantage that the sleeve-like design involves components that are very easy to produce and therefore inexpensive. Overall, this allows for inexpensive production and simple assembly of the drive device.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Motorwelle zumindest ein Führungselement auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine einfache mechanische Verbindung zwischen der Motorwelle und dem Kopplungselement bei hoher Funktionalität möglich ist. Somit besteht der zusätzliche Vorteil, dass mit einfachen und preiswerten Komponenten eine hohe funktionale Zuverlässigkeit erreicht werden kann. Dieser Vorteil wird insbesondere bei hohem Produktionsvolumen entscheidend.According to a preferred embodiment, the motor shaft has at least one guide element. This achieves the technical advantage, for example, that a simple mechanical connection between the motor shaft and the coupling element is possible with high functionality. This has the additional advantage that high functional reliability can be achieved with simple and inexpensive components. This advantage becomes particularly important in the case of high production volumes.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kopplungselement eine Kulisse zum Eingreifen des Führungselements. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Führungselement durch Rotation der Motorwelle entlang der Kulisse bewegbar ist.According to a particularly preferred embodiment, the coupling element comprises a connecting link for engaging the guide element. This achieves the technical advantage, for example, that the guide element can be moved along the link by rotating the motor shaft.

Um die kompakte Bauform besonders zuverlässig zu realisieren ist der Motorwelle das Führungselement zum Führen innerhalb der Kulisse zugeordnet, wobei ein Hubverlauf des Kopplungselements von einem Drehwinkel der Motorwelle und einer Steigung der Kulisse des Kopplungselements abhängt. Dadurch wird beispielsweise der zusätzliche Vorteil erreicht, dass die Antriebsvorrichtung mittels zwei unterschiedlichen Parametern an den gewünschten Einsatzzweck angepasst werden kann.In order to implement the compact design in a particularly reliable manner, the motor shaft is assigned the guide element for guiding within the link, with a stroke profile of the coupling element depending on a rotation angle of the motor shaft and a slope of the link of the coupling element. This achieves the additional advantage, for example, that the drive device can be adapted to the desired application using two different parameters.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Motorwelle ein weiteres Führungselement zum Führen innerhalb der Kulisse. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Zuverlässigkeit der Antriebsvorrichtung verbessert wird. Die Rotation der Motorwelle wird über zwei Führungselemente auf das Kopplungselement übertragen, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Verkippens oder eines Verklemmens des Kopplungselements verhindert werden kann.According to a further embodiment, the motor shaft includes a further guide element for guiding within the connecting link. This achieves the technical advantage, for example, that the reliability of the drive device is improved. The rotation of the motor shaft is transmitted to the coupling element via two guide elements, as a result of which the probability of the coupling element tilting or jamming can be prevented.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform sind das Führungselement und das weitere Führungselement einander gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Übertragung der Rotation über die Führungselemente zu einer Translation des Kopplungselements besonders symmetrisch erfolgt. Damit wird die Funktionssicherheit zusätzlich gesteigert. Beispielsweise können beide Führungselemente innerhalb der gleichen Kulisse des Kopplungselements verlaufen, was die Herstellung des Kopplungselements und die Montage der Antriebsvorrichtung erleichtert. Alternativ kann jedoch jedes Führungselement innerhalb einer eigenen zugeordneten Kulisse gleiten.According to an additional embodiment, the guide element and the further guide element are arranged opposite one another. This achieves the technical advantage, for example, that the transmission of the rotation via the guide elements to a translation of the coupling element takes place particularly symmetrically. This further increases the functional reliability. For example, both guide elements can run within the same link of the coupling element, which facilitates the production of the coupling element and the assembly of the drive device. Alternatively, however, each guide element can slide within its own assigned link.

Nach einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Innenraum der Statoranordnung durch ein oberes Lagerelement und ein unteres Lagerelement begrenzt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sämtliche Komponenten innerhalb der Statoranordnung abgestützt werden können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass das obere Lagerelement und das untere Lagerelement zur Montage der Statoranordnung dienen können.According to an additional embodiment, the interior space of the stator arrangement is delimited by an upper bearing element and a lower bearing element. This achieves the technical advantage, for example, that all components can be supported within the stator arrangement. A further advantage results from the fact that the upper bearing element and the lower bearing element can be used to assemble the stator arrangement.

Um die Schrittmotoranordnung frei von Axialkräften zu halten ist die Motorwelle zwischen dem oberen Lagerelement und dem unteren Lagerelement gelagert. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Verschleiß des Schrittmotors reduziert werden kann. Grundsätzlich ist es für die Lebensdauer eines Schrittmotors vorteilhaft, wenn sich die Belastung ausschließlich auf die Momentbelastung reduzieren lässt. Axialkräfte werden somit ausschliesslich auf das obere und das untere Lagerelement übertragen.In order to keep the stepper motor arrangement free from axial forces, the motor shaft is mounted between the upper bearing element and the lower bearing element. This achieves the technical advantage, for example, that the wear on the stepper motor can be reduced. Basically, it is advantageous for the service life of a stepper motor if the load can be reduced exclusively to the moment load. Axial forces are thus only transmitted to the upper and lower bearing element.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das untere Lagerelement eine Kontur zum Eingreifen des Kopplungselements auf.According to a particularly advantageous embodiment, the lower bearing element has a contour for engaging the coupling element.

Gemäss einer darauf aufbauenden Ausführungsform ist durch das Eingreifen des Kopplungselements in die Kontur eine Verdrehsicherung ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Hubverhalten des Kopplungselements und damit das Ansteuern des Ventilkörpers besonders zuverlässig erfolgt.According to an embodiment based on this, an anti-twist device is formed by the engagement of the coupling element in the contour. This achieves the technical advantage, for example, that the lifting behavior of the coupling element and thus the actuation of the valve body take place in a particularly reliable manner.

Um die Antriebsvorrichtung besonders laufruhig und verschleißarm zu realisieren ist dem oberen Lagerelement eine Kugellagerung zur Aufnahme axialer Kräfte zugeordnet. Dadurch wird beispielsweis der technische Vorteil erreicht, dass auftretende Axialkräfte im Betrieb der Antriebsvorrichtung nicht zum Verschleiß an den Lagerstellen führen.In order to implement the drive device in a particularly smooth-running and low-wear manner, a ball bearing for absorbing axial forces is assigned to the upper bearing element. This achieves the technical advantage, for example, that axial forces that occur during operation of the drive device do not lead to wear on the bearing points.

Nach einer zusätzlichen Ausführungsform weist die Kugellagerung zumindest eine Kugel auf, welche sich auf der Längsachse befindet. Dadurch wird der zusätzliche Vorteil erreicht, dass die Axialkraftlagerung preiswert in der Herstellung und effizient in der Montage erfolgen kann. Alternativ wäre es denkbar statt der Kugel eine Kegelspitzanordnung zu realisieren. Hier wäre ebenfalls eine stark reduzierte Reibungsfläche möglich, wodurch auftretende Axialkräfte im Betrieb der Antriebsvorrichtung nicht zum Verschleiß an den Lagerstellen führen. Im Fall einer Kegelspitzanordnung wäre die Montage der Antriebsvorrichtung aufgrund einer reduzierten Anzahl von Bauteilen besonders einfach realisierbar.According to an additional embodiment, the ball bearing has at least one ball, which is located on the longitudinal axis. This achieves the additional advantage that the axial force bearing can be produced inexpensively and assembled efficiently. Alternatively, it would be conceivable to implement a conical tip arrangement instead of the sphere. A greatly reduced friction surface would also be possible here, as a result of which axial forces occurring during operation of the drive device do not lead to wear on the bearing points. In the case of a conical tip arrangement, the assembly of the drive device would be particularly easy to implement due to a reduced number of components.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist das Kopplungselement mit einem Betätigungselement zum Überführen eines Ventilkörpers zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position verbunden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Hubbewegung des Kopplungselements auf den Ventilkörper übertragbar ist. Das Betätigungselement kann somit als Adapter zwischen der Antriebsvorrichtung und unterschiedlichen Ventilkörpern dienen, wodurch eine Antriebsvorrichtung auf unterschiedliche Ventile anwendbar ist.According to a further embodiment, the coupling element is connected to an actuating element for transferring a valve body between an open position and a closed position. This achieves the technical advantage, for example, that the lifting movement of the coupling element can be transferred to the valve body. The actuating element can thus serve as an adapter between the drive device and different valve bodies, as a result of which a drive device can be used on different valves.

Nach einer besonders bevorzugten Variante wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Erfindungsgemäß betrifft die Lösung ein Ventil, insbesondere ein Luftfederventil, mit einer Antriebsvorrichtung nach einer der vorausgehenden Ausführungsformen.According to a particularly preferred variant, the object is achieved by the features of claim 16. According to the invention, the solution relates to a valve, in particular an air spring valve, with a drive device according to one of the preceding embodiments.

Dadurch ähnliche technische Vorteil wie bei den vorausgehenden Ausführungsformen erreicht. Beispielsweise wird die Rotation des Rotors unmittelbar auf die Motorwelle übertragen, welche sich ebenfalls innerhalb der Statoranordnung befindet. Die Momentübertragung erfolgt somit sehr präzise und platzsparend.Thereby, similar technical advantage as in the previous embodiments is achieved. For example, the rotation of the rotor is transmitted directly to the motor shaft, which is also located within the stator assembly. The torque transmission is therefore very precise and space-saving.

Eine weitere Variante der Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Luftfederventil mit zumindest einem Stromanschluss zum elektrischen Verbinden der Antriebsvorrichtung mit einer Stromquelle. Die Antriebsvorrichtung umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung, wobei der Stromanschluss zumindest einen Kontaktpin aufweist, welcher sich durch eine Gehäuseanschlussöffnung von einer Gehäuseinnenseite zu einer Gehäuseaußenseite erstreckt, und wobei der Kontaktpin eine Dichtungseinheit zum fluidischen Abdichten der Gehäuseanschlussöffnung aufweist, welche den Kontaktpin gehäuseinnenseitig umgibt.A further variant of the invention relates to a drive device for a valve, in particular for an air spring valve, with at least one power connection for electrically connecting the drive device to a power source. The drive device comprises a housing for accommodating the drive device, wherein the power connection has at least one contact pin, which extends through a housing connection opening from the inside of the housing to the outside of the housing, and the contact pin has a sealing unit for fluidically sealing the housing connection opening, which surrounds the contact pin on the inside of the housing.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Abdichtung der Gehäuseanschlussöffnungen gegenüber Fluiden und Betriebsmedien sowohl von der Gehäuseinnenseite gegenüber der Gehäuseaußenseite als auch von der Gehäuseaußenseite gegenüber der Gehäuseinnenseite sichergestellt ist. Aufgrund des gehäuseinnenseitigen Anordnens der Dichtungseinheit ist diese gegen äußere Einflüsse geschützt und wodurch die Einsatzdauer der Antriebsvorrichtung gesteigert werden kann. Beispielsweise kann der Stromanschluss auch zwei oder drei oder eine beliebige Vielzahl an Kontaktpins aufweisen.This achieves the technical advantage, for example, that the housing connection openings are sealed against fluids and operating media both from the inside of the housing in relation to the outside of the housing and from the outside of the housing in relation to the inside of the housing. Due to the arrangement of the sealing unit on the inside of the housing, it is protected against external influences and as a result the service life of the drive device can be increased. For example, the power connection can also have two or three or any number of contact pins.

Nach eine bevorzugten Ausführungsform umfasst die Dichtungseinheit einen radial mit dem Kontaktpin verpresstes Dichtmittel. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine effektive Abdichtung sowohl radial innerhalb des Dichtmittels, also zwischen Dichtmittel und Kontaktpin als auch radial außerhalb des Dichtmittels, also zwischen Dichtmittel und Gehäuseanschlussöffnung sichergestellt ist. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin begründet, dass Dichtmittel wie beispielsweise O-Ringe als Standardbauteile einfach und somit preiswert verfügbar sind. Beispielsweise sind derartige Dichtmittel aus einem Elastomerwerkstoff hergestellt.According to a preferred embodiment, the sealing unit comprises a sealing means pressed radially with the contact pin. This achieves the technical advantage, for example, that effective sealing is ensured both radially inside the sealant, ie between the sealant and contact pin, and radially outside the sealant, ie between the sealant and the housing connection opening. An additional advantage lies in the fact that sealants such as O-rings are easily available as standard components and are therefore inexpensive. For example, such sealing means are made of an elastomeric material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Dichtungseinheit eine Stützhülse auf, welche den Kontaktpin gehäuseinnenseitig umgibt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der O-Ring in axialer Richtung gestützt und somit gegen Verrutschen abgesichert ist. Zusätzlich ist der O-Ring vollständig eingekapselt, wodurch er gegen mechanische Belastung und Verschleiß bestmöglich gesichert ist. Insgesamt erhöht dies die Einsatzdauer der Antriebsvorrichtung und damit die Einsatzdauer des Luftfederventils.According to a further embodiment, the sealing unit has a support sleeve which surrounds the contact pin on the inside of the housing. This achieves the technical advantage, for example, that the O-ring is supported in the axial direction and is therefore secured against slipping. In addition, the O-ring is fully encapsulated, giving it the best possible protection against mechanical stress and wear. Overall, this increases the service life of the drive device and thus the service life of the air spring valve.

Darauf aufbauend ist die Stützhülse unmittelbar an dem Dichtmittel angeordnet und dazu ausgebildet eine axiale Kraft auf das Dichtmittel zu übertragen. Dadurch wird zusätzlich der technische Vorteil erreicht, dass das Dichtmittel mit Hilfe der Stützhülse im Rahmen der Montage präzise an seine Position geführt werden kann.Building on this, the support sleeve is arranged directly on the sealing means and is designed to transmit an axial force to the sealing means. This also achieves the technical advantage that the sealant can be guided precisely to its position with the help of the support sleeve during assembly.

Um das präzise Anordnen der Dichtungseinheit zu ermöglichen und damit die Einsatzdauer des Luftfederventils zu steigern, weist die Gehäuseanschlussöffnung einen ersten Abschnitt mit einem ersten Querschnitt und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Querschnitt auf, wobei ein Querschnittsübergang von dem ersten Querschnitt auf den zweiten Querschnitt zum Anlegen der Dichtungseinheit ausgebildet ist. Dadurch wird zusätzlich der technische Vorteil erreicht, dass die Positionierung der Dichtungseinheit besonders zuverlässig erfolgen kann. Mit anderen Worten wird damit eine Reduzierung der Fehleranfälligkeit bei der Montage erreicht. Das Risiko von Leckagen im Betrieb des Luftfederventils wird reduziert.In order to enable the sealing unit to be arranged precisely and thus to increase the service life of the air spring valve, the housing connection opening has a first section with a first cross section and a second section with a second cross section, with a cross section transition from the first cross section to the second cross section for contact the sealing unit is formed. This also achieves the technical advantage that the sealing unit can be positioned particularly reliably. In other words, a reduction in the susceptibility to errors during assembly is achieved. The risk of leaks during operation of the air suspension valve is reduced.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, ist die Stützhülse zum Einführen in den ersten Abschnitt der Gehäuseanschlussöffnung ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass zusätzlich zum O-Ring auch die Stützhülse gegen Verrutschen gesichert ist.According to a preferred embodiment, the support sleeve is designed to be inserted into the first section of the housing connection opening. This achieves the technical advantage, for example, that in addition to the O-ring, the support sleeve is also secured against slipping.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine axiale Höhe der Dichtungseinheit größer als eine Tiefe des ersten Abschnitts der Gehäuseanschlussöffnung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Stützhülse aus dem ersten Abschnitt der Gehäuseanschlussöffnung herausragt und damit in die Gehäuseinnenseite vorstehend ausgebildet ist. Somit ist es beispielsweise möglich einen axialen Druck auf die Stützhülse und damit auf den O-Ring auszuüben, wodurch die Stabilität der Dichtungseinheit gesichert und die Gefahr des Verrutschens der Dichtungseinheit beseitigt werden kann.According to a particularly preferred embodiment, an axial height of the sealing unit is greater than a depth of the first section of the housing connection opening. This achieves the technical advantage, for example, that the support sleeve protrudes from the first section of the housing connection opening and is therefore designed to protrude into the inside of the housing. It is thus possible, for example, to exert axial pressure on the support sleeve and thus on the O-ring, as a result of which the stability of the sealing unit can be ensured and the risk of the sealing unit slipping can be eliminated.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung einen Basiskörper zum Anordnen des Kontaktpins auf, wobei der Basiskörper zusätzlich zum Abstützen der Stützhülse ausgebildet ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Dichtungseinheit nach einer Montage nicht mehr aus ihrer Position entweichen kann. Die Stützhülse ist zwischen dem O-Ring und dem Basiskörper fest angeordnet und überträgt eine axiale Kraft auf den O-Ring. Die Funktion der Dichtungseinheit wird dadurch verbessert und Einsatzdauer wird erhöht. Beispielsweise kann der Basiskörper als Platine zum Anordnen der Kontaktpins ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment, the drive device has a base body for arranging the contact pin, with the base body also being designed to support the support sleeve. This achieves the technical advantage, for example, that the sealing unit can no longer escape from its position after assembly. The support sleeve is fixed between the O-ring and the base body and transmits an axial force to the O-ring. The function of the sealing unit is thereby improved and service life is increased. For example, the base body can be designed as a circuit board for arranging the contact pins.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 9 definiert. Demnach betrifft die Erfindung ein Ventil, insbesondere Luftfederventil, mit einer Antriebsvorrichtung nach einer der vorausgehenden Ausführungsformen. Dadurch werden ähnliche oder vergleichbare technische Vorteile wie in den vorstehenden Ausführungsformen erreicht. Insbesondere ist eine Abdichtung der Gehäuseanschlussöffnungen gegenüber Fluiden und Betriebsmedien sowohl von der Gehäuseinnenseite gegenüber der Gehäuseaußenseite als auch von der Gehäuseaußenseite gegenüber der Gehäuseinnenseite sichergestellt. Die Dichtungseinheit ist gegen äußere Einflüsse geschützt und die Einsatzdauer des Luftfederventils wird gesteigert.According to a further variant of the invention, the solution to the problem is defined by the features of claim 9 . Accordingly, the invention relates to a valve, in particular an air spring valve, with a drive device according to one of the preceding embodiments. This achieves similar or comparable technical advantages as in the previous embodiments. In particular, sealing of the housing connection openings against fluids and operating media is ensured both from the inside of the housing in relation to the outside of the housing and from the outside of the housing in relation to the inside of the housing. The sealing unit is protected against external influences and the service life of the air spring valve is increased.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 10 definiert. Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eine Antriebsvorrichtung gemäß einer der vorausgehenden Ausführungsformen mit den Schritten des Bereitstellens der Antriebsvorrichtung, dem Anordnen zumindest einen Kontaktpins an dem Basiskörper, dem Anordnen der Dichtungseinheit, und dem Anordnen der Antriebsvorrichtung im Gehäuse.According to a further variant of the invention, the solution to the problem is defined by the features of claim 10 . Accordingly, the invention relates to a method for producing a drive device according to one of the preceding embodiments with the steps of providing the drive device, arranging at least one contact pin on the base body, arranging the sealing unit, and arranging the drive device in the housing.

Dadurch werden ähnliche oder vergleichbare technische Vorteile wie in den vorstehenden Ausführungsformen erreicht. Insbesondere ist eine Abdichtung der Gehäuseanschlussöffnungen gegenüber Fluiden und Betriebsmedien sowohl von der Gehäuseinnenseite gegenüber der Gehäuseaußenseite als auch von der Gehäuseaußenseite gegenüber der Gehäuseinnenseite sichergestellt. Aufgrund des gehäuseinnenseitigen Anordnens der Dichtungseinheit ist diese gegen äußere Einflüsse geschützt und wodurch die Einsatzdauer der Antriebsvorrichtung gesteigert werden kann. Beispielsweise kann der Stromanschluss auch zwei oder drei oder eine beliebige Vielzahl an Kontaktpins aufweisen. Zusätzlich wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Montage der Antriebsvorrichtung vereinfacht wird. Die Dichtungseinheit wird unmittelbar über den Kontaktpin gesteckt, wodurch die Montage sehr einfach umsetzbar ist.This achieves similar or comparable technical advantages as in the previous embodiments. In particular, sealing of the housing connection openings against fluids and operating media is ensured both from the inside of the housing in relation to the outside of the housing and from the outside of the housing in relation to the inside of the housing. Due to the arrangement of the sealing unit on the inside of the housing, it is protected against external influences and as a result the service life of the drive device can be increased. For example, the power connection can also have two or three or any number of contact pins. In addition, the technical advantage is achieved, for example, that the assembly of the drive device is simplified. The sealing unit is placed directly over the contact pin, which makes assembly very easy to implement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Anordnen der Dichtungseinheit die Stützhülse auf den Kontaktpin aufgebracht.According to a preferred embodiment, the support sleeve is applied to the contact pin when arranging the sealing unit.

In einem weiteren Schritt wird der O-Ring koaxial zur Stützhülse auf den Kontaktpin aufgebracht. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Positionierung des O-Rings besonders einfach und präzise erfolgen kann. Aufgrund der zuvor angeordneten Stützhülse ergibt sich die axiale Orientierung des O-Rings zwangsläufig und unmittelbar.In a further step, the O-ring is applied coaxially to the support sleeve on the contact pin. This achieves the technical advantage, for example, that the O-ring can be positioned particularly easily and precisely. Due to the previously arranged support sleeve, the axial orientation of the O-ring is inevitable and immediate.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Kontaktpin beim Anordnen der Antriebsvorrichtung im Gehäuse durch die Gehäuseanschlussöffnung hindurchgeführt und die Dichtungseinheit in den ersten Abschnitt eingeführt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die abschließende Positionierung des O-Rings zwangsläufig sehr einfach und präzise erfolgt. Durch die Stützhülse wird der O-Ring im ersten Abschnitt bis zum Querschnittsübergang von dem ersten Querschnitt auf den zweiten Querschnitt eingeschoben. Die Positionierung der Dichtungseinheit hierbei besonders zuverlässig wodurch eine Reduzierung der Fehleranfälligkeit bei der Montage erreicht wird. Das Risiko von Leckagen im Betrieb des Luftfederventils wird reduziert.In a further embodiment, when the drive device is arranged in the housing, the contact pin is guided through the housing connection opening and the sealing unit is inserted into the first section. This achieves the technical advantage, for example, that the final positioning of the O-ring is inevitably very simple and precise. The O-ring is inserted through the support sleeve in the first section up to the cross-sectional transition from the first cross-section to the second cross-section. The positioning of the sealing unit is particularly reliable, which reduces the susceptibility to errors during assembly. The risk of leaks during operation of the air suspension valve is reduced.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.Further advantageous embodiments and combinations of features of the invention result from the following detailed description and the entirety of the patent claims.

Figurenlistecharacter list

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

1 eine Schnittansicht eines Luftfederventils mit Antriebsvorrichtung,
2 eine Schnittansicht eines Schrittmotors,
3 ein Kopplungselement,
4 eine perspektivische Darstellung eine Schrittmotors mit axial angeordneten elektrischen Anschlüssen,
5 eine Explosionsdarstellung eines ersten und eines zweiten Eisenkreises,
6 eine Draufsicht eines Schrittmotors mit oberem Lagerelement,
7 eine weitere perspektivische Darstellung einer Statoranordnung mit axial angeordneten elektrischen Anschlüssen, und
8 eine Schnittansicht eines Stromanschlusses einer Antriebsvorrichtung.

The drawings used to explain the embodiment show:

1 a sectional view of an air spring valve with drive device,
2 a sectional view of a stepper motor,
3 a coupling element,
4 a perspective view of a stepper motor with axially arranged electrical connections,
5 an exploded view of a first and a second iron circuit,
6 a top view of a stepper motor with upper bearing element,
7 a further perspective representation of a stator arrangement with axially arranged electrical connections, and
8th a sectional view of a power connector of a drive device.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die 1 zeigt eine Schnittansicht eines Luftfederventils 300 mit Antriebsvorrichtung 100.the 1 shows a sectional view of an air spring valve 300 with drive device 100.

Das Luftfederventil 300 umfasst ein Gehäuse 320, welches die Antriebsvorrichtung 100 nach außen abdichtet. Im Inneren des Gehäuses 320 befindet sich der Schrittmotor 110 mit einer Statoranordnung 120 und einer im Innenraum 122 der Statoranordnung 120 angeordneten Rotoranordnung 140. Die Rotoranordnung 140 umfasst eine Motorwelle 150 und ist um eine Längsachse L rotierbar angeordnet. Der Innenraum 122 der Statoranordnung 120 wird obenseitig durch ein oberes Lagerelement 124 und untenseitig durch ein unteres Lagerelement 126 begrenzt. Das obere Lagerelement 124 und das untere Lagerelement 126 dienen zur Lagerung der Motorwelle 150 und nehmen insbesondere axiale Kräfte auf die beispielsweise durch das Öffnen oder das Schließen des Ventilkörpers 310 entstehen. Somit wird die Rotoranordnung 140 durch die Statoranordnung 120 in Rotation versetzt. Die Rotoranordnung 140 ist drehfest mit der Motorwelle 150 verbunden und wird somit über die Rotoranordnung140 in Rotation versetzt.The air spring valve 300 includes a housing 320 which seals the drive device 100 to the outside. The stepping motor 110 with a stator arrangement 120 and a rotor arrangement 140 arranged in the interior 122 of the stator arrangement 120 is located inside the housing 320. The rotor arrangement 140 comprises a motor shaft 150 and is arranged such that it can rotate about a longitudinal axis L. The interior 122 of the stator arrangement 120 is delimited at the top by an upper bearing element 124 and at the bottom by a lower bearing element 126 . The upper bearing element 124 and the lower bearing element 126 serve to support the motor shaft 150 and, in particular, absorb axial forces that arise, for example, as a result of the opening or closing of the valve body 310 . Thus, the rotor assembly 140 is rotated by the stator assembly 120 . The rotor assembly 140 is connected to the motor shaft 150 in a torque-proof manner and is thus rotated via the rotor assembly 140 .

Zusätzlich umgibt die Motorwelle 150 ein hülsenartig ausgebildetes Kopplungselement 200. Das Kopplungselement 200 dient der Übertragung einer Rotation der Motorwelle 150 in eine translatorische Hub-Bewegung zum Öffnen oder Schließen des Ventilkörpers 310.In addition, the motor shaft 150 surrounds a sleeve-like coupling element 200. The coupling element 200 is used to transfer a rotation of the motor shaft 150 into a translatory stroke movement for opening or closing the valve body 310.

Die Übertragung der Rotation der Motorwelle 150 auf das Kopplungselement 200 erfolgt mittels zweier stiftförmiger Führungselement 152, 154. Die stiftförmigen Führungselemente 152, 154 sind fest mit der Motorwelle 150 verbunden und erstrecken sich in lateraler Richtung zu der Längsachse L. Aus Stabilitätsgründen sind die Führungselemente 152, 154 einander gegenüberliegend angeordnet und greifen in eine Kulisse 202 der Kopplungselements 200 ein. Der Hub oder das Absenken des Kopplungselements 200 ist von dem Drehwinkel der Motorwelle 150 und der Steigung der Kulisse 202 des Kopplungselements 200 abhängig. Somit kann die Rotation der Motorwelle 150 auf eine Hubbewegung des Kopplungselements 200 übertragen werden, wobei die auftretenden Axialkräfte von dem oberen Lagerelement 124 und dem unteren Lagerelement 126 aufgenommen werden. In der Konsequenz kann der Schrittmotor 110 weitestgehend von Axialkräften freigehalten werden.The rotation of the motor shaft 150 is transmitted to the coupling element 200 by means of two pin-shaped guide elements 152, 154. The pin-shaped guide elements 152, 154 are firmly connected to the motor shaft 150 and extend in the lateral direction to the longitudinal axis L. For reasons of stability, the guide elements 152 , 154 are arranged opposite one another and engage in a link 202 of the coupling element 200 . The lift or the lowering of the coupling element 200 depends on the angle of rotation of the motor shaft 150 and the pitch of the link 202 of the coupling element 200 . Thus, the rotation of the motor shaft 150 can be transferred to a lifting movement of the coupling element 200, with the axial forces occurring being absorbed by the upper bearing element 124 and the lower bearing element 126. As a consequence, the stepping motor 110 can be kept largely free of axial forces.

Das untere Lagerelement 126 verfügt über eine asymmetrische Kontur 128, durch welche sich ein unterer Abschnitt des Kopplungselements 200 bei der Hubbewegung erstreckt. Durch das Eingreifen des Kopplungselements 200 in die Kontor 128 ist eine Rotation des Kopplungselements 200 relativ zu der Kontur 128 ausgeschlossen. Somit wirkt die Kontur 128 in Verbindung mit dem Kopplungselement 200 als Verdrehsicherung.The lower bearing element 126 has an asymmetrical contour 128 through which a lower section of the coupling element 200 extends during the lifting movement. A rotation of the coupling element 200 relative to the contour 128 is precluded by the engagement of the coupling element 200 in the post 128 . Thus, the contour 128 acts in conjunction with the coupling element 200 as an anti-twist device.

Unterhalb des Kopplungselements 200 befindet sich ein Betätigungselement 220, welches die Hubbewegung des Kopplungselements 200 auf den Ventilkörper 310 überträgt.Below the coupling element 200 there is an actuating element 220 which transmits the lifting movement of the coupling element 200 to the valve body 310 .

Der Ventilkörper 310 verfügt über eine seitlich angeordnete Dichtungsmembran 311, welche die Hubbewegung des Ventilkörpers 310 kompensiert und gleichzeitig das Gehäuse 320 nach außen abdichtet. Zusätzlich umfasst der Ventilkörper 310 ein Dichtelement 312, welches den Ventilkörper 310 im geschlossenen Zustand im Eingriff des Ventilsitzes 314 abdichtet.The valve body 310 has a laterally arranged sealing membrane 311, which compensates for the lifting movement of the valve body 310 and at the same time seals the housing 320 from the outside. In addition, the valve body 310 includes a sealing element 312 which seals the valve body 310 in the closed state when the valve seat 314 is engaged.

Die Statoranordnung 120 innerhalb des Gehäuses 320 umfasst eine erste Wicklungseinheit 121 und eine zweite Wicklungseinheit 123 die entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse L gestapelt angeordnet sind. Sowohl die erste Wicklungseinheit 121 als auch die zweite Wicklungseinheit 123 weisen jeweils zumindest einen elektrischen Anschluss 125, 127 zum Betreibend der Wicklungseinheiten 121, 123 auf. Der erste elektrische Anschluss 125 ist mit der ersten Wicklungseinheit 121 verbunden und der zweite elektrische Anschluss 127 ist mit der zweiten Wicklungseinheit 123 verbunden. Beide elektrischen Anschlüsse 125, 127 sind an der oberen Stirnseite an der ersten Wicklungseinheit 121 angeordnet.The stator arrangement 120 within the housing 320 comprises a first winding unit 121 and a second winding unit 123 which are stacked along a common central longitudinal axis L . Both the first winding unit 121 and the second winding unit 123 each have at least one electrical connection 125, 127 for operating the winding units 121, 123. The first electrical connection 125 is connected to the first winding unit 121 and the second electrical connection 127 is connected to the second winding unit 123 . Both electrical connections 125, 127 are arranged on the upper end face of the first winding unit 121.

Die erste Wicklungseinheit 121 hat einen eigenen ersten Eisenkreis 129. Der erste Eisenkreis 129 umfasst ein erstes Eisenkreisoberteil 130, ein erstes Eisenkreisunterteil 131 und eine außenliegende Rohrwandung 135-1. Das erste Eisenkreisoberteil 130 ist mit der außenliegenden Rohrwandung 135-1 axial angeschlagen und verschweißt. Die zweite Wicklungseinheit 123 hat einen eigenen zweiten Eisenkreis 132. Der zweite Eisenkreis 132 umfasst ein zweites Eisenkreisoberteil 133, ein zweites Eisenkreisunterteil 134 und eine außenliegende Rohrwandung 135-2. Das zweite Eisenkreisunterteil 134 ist mit der außenliegenden Rohrwandung 135-2 axial angeschlagen und verschweißt.The first winding unit 121 has its own first iron circuit 129. The first iron circuit 129 comprises a first iron circuit upper part 130, a first iron circuit lower part 131 and an external tube wall 135-1. The first iron circuit upper part 130 is axially struck and welded to the outer tube wall 135-1. The second winding unit 123 has its own second iron circuit 132. The second iron circuit 132 comprises a second iron circuit upper part 133, a second iron circuit lower part 134 and an external tube wall 135-2. The second iron circuit lower part 134 is axially struck and welded to the outer tube wall 135-2.

Die außenliegende Rohrwandung 135-1 des ersten Eisenkreises 129 und die außenliegende Rohrwandung 135-2 des zweiten Eisenkreises 132 sind als gemeinsam durchgängige Rohrwandung 135 ausgebildet. Sowohl die erste Wicklungseinheit 121 als auch die zweite Wicklungseinheit 123 verfügen jeweils über einen Wicklungsträger 138-1, 138-2. Die Wicklungsträger sind vollständig innerhalb des jeweiligen Eisenkreises 129, 132 angeordnet.The outer tube wall 135-1 of the first iron circuit 129 and the outer tube wall 135-2 of the second iron circuit 132 are designed as a joint continuous tube wall 135. Both the first winding unit 121 and the second winding unit 123 each have a winding carrier 138-1, 138-2. The winding carriers are arranged completely within the respective iron circuit 129, 132.

Am oberen Ende des Gehäuses 320 befindet sich ein Stromanschluss 340 zum elektrischen Verbinden der Antriebsvorrichtung 100 mit einer Stromquelle um die Antriebsvorrichtung 100 und damit das Luftfederventil 300 zu betreiben. Der Stromanschluss 340 umfasst insgesamt drei Kontaktpins 342, welche parallel zueinander angeordnet sind. Die Kontaktpins 342 sind durch die Gehäusewandung hindurch geführt. Hierbei erstrecken sich die Kontaktpins 342 jeweils von einer Gehäuseinnenseite 322 zu einer Gehäuseaußenseite 324.At the upper end of the housing 320 there is a power connector 340 for electrically connecting the drive device 100 to a power source around the drive device 100 and thus the Air spring valve 300 to operate. The power connection 340 comprises a total of three contact pins 342 which are arranged parallel to one another. The contact pins 342 are routed through the housing wall. Here, the contact pins 342 each extend from a housing inner side 322 to a housing outer side 324.

Die 2 zeigt eine Schnittansicht eines Schrittmotors 110. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale mit der vorausgehenden Figur wird verzichtet. Das obere Lagerelement 124 befindet sich in einem an dem ersten Eisenkreisoberteil 130 fixierten Zustand. Der Innendurchmesser der Innenraums 122 in der Statoranordnung 120 ist größer als der radiale Außendurchmesser des oberen Lagerelements 124. In der Konsequenz entsteht eine Zentrieröffnung 250 zwischen Rotoranordnung 140 und Statoranordnung 120. Die Zentrieröffnung 250 ist in der Draufsicht ringförmig ausgebildet und eignet sich zum Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Statoranordnung 120 und Rotoranordnung 140.the 2 FIG. 12 shows a sectional view of a stepping motor 110. A repeated description of identical features with the preceding figure will be omitted. The upper bearing member 124 is in a state fixed to the first iron circuit top 130 . The inside diameter of the interior space 122 in the stator arrangement 120 is larger than the radial outside diameter of the upper bearing element 124. As a result, a centering opening 250 is formed between the rotor arrangement 140 and the stator arrangement 120. The centering opening 250 is annular in top view and is suitable for inserting a centering device between stator assembly 120 and rotor assembly 140.

Die 3 zeigt ein Kopplungselement 200 in einer bevorzugten Ausführungsform. Das Kopplungselement 200 umgibt die Motorwelle 150 und ist größtenteils wie ein Hohlzylinder ausgebildet. Das Kopplungselement 200 dient der Übertragung einer Rotation der Motorwelle 150 in eine translatorische Hub-Bewegung zum Öffnen oder Schließen des Ventilkörpers 310.the 3 shows a coupling element 200 in a preferred embodiment. The coupling element 200 surrounds the motor shaft 150 and is mostly designed like a hollow cylinder. Coupling element 200 is used to convert a rotation of motor shaft 150 into a translational stroke movement for opening or closing valve body 310.

Die Übertragung der Rotation der Motorwelle 150 auf das Kopplungselement 200 erfolgt mittels zweier stiftförmiger Führungselement 152, 154. Die stiftförmigen Führungselemente 152, 154 sind fest mit der Motorwelle 150 verbunden und greifen in eine Kulisse 202 der Kopplungselements 200 ein. Der Hub oder das Absenken des Kopplungselements 200 ist von dem Drehwinkel der Motorwelle 150 und der Steigung der Kulisse 202 des Kopplungselements 200 abhängig. Somit kann die Rotation der Motorwelle 150 auf eine Hubbewegung des Kopplungselements 200 übertragen werden, wobei die auftretenden Axialkräfte von dem oberen Lagerelement 124 und dem unteren Lagerelement 126 aufgenommen werden. In der Konsequenz kann der Schrittmotor 110 weitestgehend von Axialkräften freigehalten werden.The rotation of the motor shaft 150 is transmitted to the coupling element 200 by means of two pin-shaped guide elements 152 , 154 . The lift or the lowering of the coupling element 200 depends on the angle of rotation of the motor shaft 150 and the pitch of the link 202 of the coupling element 200 . Thus, the rotation of the motor shaft 150 can be transferred to a lifting movement of the coupling element 200, with the axial forces occurring being absorbed by the upper bearing element 124 and the lower bearing element 126. As a consequence, the stepper motor 110 can be kept largely free of axial forces.

Das untere Lagerelement 126 verfügt über eine asymmetrische Kontur 128 in Form von zwei einander gegenüber liegenden Nieren. Das Kopplungselement 200 ist seitlich an einem unteren Abschnitt in Längsrichtung geschlitzt, wodurch sich der untere Abschnitt des Kopplungselements 200 in die asymmetrische Kontur 128 bei der Hubbewegung einbringen lässt. Durch das Eingreifen des Kopplungselements 200 in die Kontur 128 ist eine Rotation des Kopplungselements 200 relativ zu der Kontur 128 ausgeschlossen, wodurch die Kontur 128 in Verbindung mit dem Kopplungselement 200 als Verdrehsicherung ausgebildet ist.The lower bearing element 126 has an asymmetrical contour 128 in the form of two opposite kidneys. The coupling element 200 is slotted laterally on a lower section in the longitudinal direction, as a result of which the lower section of the coupling element 200 can be introduced into the asymmetrical contour 128 during the lifting movement. The engagement of the coupling element 200 in the contour 128 prevents the coupling element 200 from rotating relative to the contour 128, as a result of which the contour 128 is configured in connection with the coupling element 200 as an anti-twist device.

Das obere Lagerelement 124 weist einen ersten Arm 124-1, einen zweiten Arm 124-2 und einen dritten Arme 124-3 auf. Das jeweils offene Ende jeden Armes dient dem Anlegen und Fixieren an dem ersten Eisenkreisoberteil 130 der ersten Wicklungseinheit 121. Zwischen den drei Armen 124-1, 124-2, 124-3 befindet sich jeweils eine Außenkontur 160. Die Außenkontur 160 lässt eine Zentrieröffnung 250 (nicht gezeigt) zwischen Rotoranordnung 140 und Statoranordnung 120 zu, welche sich zum Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Statoranordnung 120 und Rotoranordnung 140 eignet. Die Außenkontur 160 ist hierbei als ringförmiger Teilabschnitt ausgebildet. So kann eine Zentriervorrichtung in Form einer Hülse mit drei Armen zum Einfügen zwischen Rotoranordnung 140 und Statoranordnung 120 eingesetzt werden, um eine optimale Zentrierung der Rotoranordnung 140 innerhalb der Statoranordnung 120 mit minimalem Spiel zu erreichen.The upper bearing member 124 has a first arm 124-1, a second arm 124-2 and a third arm 124-3. The open end of each arm is used for positioning and fixing to the first iron circuit upper part 130 of the first winding unit 121. There is an outer contour 160 between each of the three arms 124-1, 124-2, 124-3. The outer contour 160 leaves a centering opening 250 (Not shown) between rotor assembly 140 and stator assembly 120, which is suitable for inserting a centering device between stator assembly 120 and rotor assembly 140. The outer contour 160 is designed as an annular section. Thus, a centering device in the form of a three-arm sleeve may be employed for insertion between rotor assembly 140 and stator assembly 120 to achieve optimal centering of rotor assembly 140 within stator assembly 120 with minimal backlash.

Die 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Statoranordnung 120 mit axial angeordneten elektrischen Anschlüssen 125-1, 125-2, 127-1, 127-2. Die Statoranordnung 120 umfasst die erste Wicklungseinheit 121 und die zweite Wicklungseinheit 123 (nicht gezeigt) die entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse L gestapelt angeordnet sind. Sowohl die erste Wicklungseinheit 121 als auch die zweite Wicklungseinheit 123 weisen die jeweils zwei elektrische Anschlüsse 125-1, 125-2, 127-1, 127-2 zum Betreibend der Wicklungseinheiten 121, 123 auf. Die ersten elektrischen Anschlüsse 125-1, 125-2 sind mit der ersten Wicklungseinheit 121 verbunden und jeweils durch Anschlussöffnungen 137-1 in dem ersten Eisenkreisoberteil 130 hindurchgeführt. Entsprechend sind die zweiten elektrische Anschluss 127-1, 127-2 mit der zweiten Wicklungseinheit 123 verbunden und jeweils durch Anschlussöffnungen 137-2 in dem ersten Eisenkreisoberteil 130 hindurchgeführt.the 4 shows a perspective representation of a stator arrangement 120 with axially arranged electrical connections 125-1, 125-2, 127-1, 127-2. The stator arrangement 120 comprises the first winding unit 121 and the second winding unit 123 (not shown) which are stacked along a common central longitudinal axis L . Both the first winding unit 121 and the second winding unit 123 each have the two electrical connections 125 - 1 , 125 - 2 , 127 - 1 , 127 - 2 for operating the winding units 121 , 123 . The first electrical connections 125 - 1 , 125 - 2 are connected to the first winding unit 121 and each passed through connection openings 137 - 1 in the first iron circuit upper part 130 . Correspondingly, the second electrical connections 127 - 1 , 127 - 2 are connected to the second winding unit 123 and each passed through connection openings 137 - 2 in the first iron circuit upper part 130 .

Die Rohrwandung 135 ist durchgehend zylindermantelförmig ausgebildet und schießt sowohl den ersten Eisenkreis 129 der ersten Wicklungseinheit 121 als auch den zweiten Eisenkreis 132 der zweiten Wicklungseinheit 123 radial nach Außen ab.The tube wall 135 is continuously designed in the shape of a cylinder jacket and terminates both the first iron circuit 129 of the first winding unit 121 and the second iron circuit 132 of the second winding unit 123 radially outwards.

Die 5 zeigt eine Explosionsdarstellung des ersten Eisenkreises 129 und des zweiten Eisenkreises 132. Der erste Eisenkreis 129 umfasst das erste Eisenkreisoberteil 130 und das erste Eisenkreisunterteil 131. Das erste Eisenkreisoberteil 130 umfasst vier stirnseitige Anschlussöffnungen 137-1, 137-2. Die Anschlussöffnungen 137-1, 137-2 dienen dazu die elektrischen Anschlüsse 125-1, 125-2 der ersten Wicklungseinheit 121 und der zweiten Wicklungseinheit 123 an die stirnseitige Außenseite der Statoranordnung 120 zu führen. Eine radial außenliegende Seite des ersten Eisenkreises 129 wird durch einen ersten Abschnitt der Rohrwandung 135 abgedeckt. Radial innenliegend weist der erste Eisenkreis 129 sich in Längsrichtung erstreckende Eisenkreisfinger 170 auf. Hierbei sind die Eisenkreisfinger 170 sowohl am Eisenkreisoberteil 130 als auch am Eisenkreisunterteil 131 in Umfangsrichtung angeordnet. Im montierten Zustand der Statoranordnung 120 greifen die Eisenkreisfinger 170 des Eisenkreisoberteils 130 und des Eisenkreisunterteils 131 abwechseln ineinander, wodurch der Fluss der magnetischen Feldlinien im Eisenkreis 129 möglichst wenige Störungen erleidet. Der Vorteil liegt darin begründet, dass die Eisenkreisfinger 170 sowohl am Eisenkreisoberteil 130 als auch am Eisenkreisunterteil 131 einstückig verbunden sind und somit als einfache Blechbiegeteile hergestellt werden können.the 5 shows an exploded view of the first iron circuit 129 and the second iron circuit 132. The first iron circuit 129 comprises the first iron circuit upper part 130 and the first iron circuit lower part 131. The first iron circuit upper part 130 comprises four end connection openings 137-1, 137-2. The connection openings 137-1, 137-2 serve to lead the electrical connections 125-1, 125-2 of the first winding unit 121 and the second winding unit 123 to the front outside of the stator arrangement 120. A radially outer side of the first iron circuit 129 is covered by a first section of the tube wall 135 . Located radially on the inside, the first iron circuit 129 has iron circuit fingers 170 extending in the longitudinal direction. Here, the iron circuit fingers 170 are arranged in the circumferential direction both on the upper iron circuit part 130 and on the lower iron circuit part 131 . In the assembled state of the stator arrangement 120, the iron circuit fingers 170 of the upper iron circuit part 130 and of the lower iron circuit part 131 alternately engage one another, as a result of which the flux of the magnetic field lines in the iron circuit 129 suffers as few disturbances as possible. The advantage lies in the fact that the iron circuit fingers 170 are connected in one piece to both the upper iron circuit part 130 and the lower iron circuit part 131 and can therefore be produced as simple bent sheet metal parts.

Entsprechend umfasst der zweite Eisenkreis 132 das zweite Eisenkreisoberteil 133 und das zweite Eisenkreisunterteil 134. Das zweite Eisenkreisunterteil 134 umfasst die Ausrichtöffnung 139 zum Ausrichten des zugeordneten Doppelwicklungsträgers 138 (nicht gezeigt) in der späteren Montage. Die radial außenliegende Seite des zweiten Eisenkreises 132 wird durch einen zweiten Abschnitt der Rohrwandung 135 abgedeckt.Correspondingly, the second iron circuit 132 comprises the second iron circuit upper part 133 and the second iron circuit lower part 134. The second iron circuit lower part 134 comprises the alignment opening 139 for aligning the associated double winding support 138 (not shown) during subsequent assembly. The radially outer side of the second iron circuit 132 is covered by a second section of the tube wall 135 .

Sowohl das erste Eisenkreisunterteil 131 als auch das zweite Eisenkreisoberteil 133 verfügen jeweils über eine seitliche Radialnut 136-1, 136-2. Die beiden Radialnuten 136-1, 136-2 sind aufeinander abgestimmt, damit die Überführung eines Anschlusskabels der zweiten Wicklungseinheit 123 auf die erste Wicklungseinheit 121 und anders herum möglich ist.Both the first iron circuit lower part 131 and the second iron circuit upper part 133 each have a lateral radial groove 136-1, 136-2. The two radial grooves 136-1, 136-2 are matched to one another so that it is possible to transfer a connection cable from the second winding unit 123 to the first winding unit 121 and vice versa.

Die 6 eine Draufsicht eines Schrittmotors 120 mit oberem Lagerelement 124. Das obere Lagerelement 124 weist den ersten Arm 124-1, den zweiten Arm 124-2 und den dritten Arm 124-3 auf. Das jeweils offene Ende jeden Armes ist an dem ersten Eisenkreisoberteil 130 der ersten Wicklungseinheit 121 fixiert. In dieser Draufsicht ist radial außerhalb der Außenkontur 160 die ringförmige Zentrieröffnung 250 zwischen Rotoranordnung 140 und Statoranordnung 120 angeordnet, welche sich zum Einfügen einer Zentriervorrichtung zwischen Statoranordnung 120 und Rotoranordnung 140 eignet, um ein minimalen Luftspalt zu erreichen. Zwischen dem ersten Arm 124-1 und dem dritten Arm 124-3 des oberen Lagerelements 124 befinden sich zwei Anschlussöffnungen 137-1. Durch die beiden Anschlussöffnungen 137-1 erstreckt sich jeweils ein Kontakt des ersten elektrischen Anschlusses 125-1, 125-2. Zwischen dem zweiten Arm 124-2 und dem dritten Arm 124-3 des oberen Lagerelements 124 befinden sich zwei weitere Anschlussöffnungen 137-2. Durch die beiden Anschlussöffnungen 137-2 erstreckt sich jeweils ein Kontakt des zweiten elektrischen Anschlusses 127-1, 127-2.the 6 a plan view of a stepping motor 120 with an upper bearing element 124. The upper bearing element 124 has the first arm 124-1, the second arm 124-2 and the third arm 124-3. The open end of each arm is fixed to the first iron circuit top 130 of the first winding unit 121 . In this plan view, the ring-shaped centering opening 250 between the rotor arrangement 140 and the stator arrangement 120 is arranged radially outside the outer contour 160 and is suitable for inserting a centering device between the stator arrangement 120 and the rotor arrangement 140 in order to achieve a minimal air gap. Between the first arm 124-1 and the third arm 124-3 of the upper bearing element 124 there are two connection openings 137-1. A contact of the first electrical connection 125-1, 125-2 extends through the two connection openings 137-1. Between the second arm 124-2 and the third arm 124-3 of the upper bearing element 124 there are two further connection openings 137-2. A contact of the second electrical connection 127-1, 127-2 extends through the two connection openings 137-2.

Die 7 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung einer Statoranordnung 120 mit axial angeordneten elektrischen Anschlüssen 125, 127. Die Statoranordnung 120 ist ohne die Rohrwandung 135 (nicht gezeigt) dargestellt. Der ersten Wicklungseinheit 121 ist ein Wicklungsträger 138-1 zugeordnet. Der zweiten Wicklungseinheit 123 ist der Wicklungsträger 138-2 zugeordnet. Beide Wicklungsträger 138-1, 138-2 sind als gemeinsamer einstückiger Doppelwicklungsträger 138 ausgebildet. Das erste Eisenkreisunterteil 131 und das zweite Eisenkreisoberteil 133 sind aneinander angrenzend angeordnet und bei der Herstellung des Doppelwicklungsträgers 138 im Spritzgussverfahren zusammengefügt.the 7 12 shows a further perspective illustration of a stator arrangement 120 with axially arranged electrical connections 125, 127. The stator arrangement 120 is illustrated without the tube wall 135 (not shown). A winding carrier 138 - 1 is assigned to the first winding unit 121 . The second winding unit 123 is associated with the winding support 138-2. Both winding carriers 138 - 1 , 138 - 2 are designed as a common one-piece double winding carrier 138 . The first lower iron circuit part 131 and the second upper iron circuit part 133 are arranged adjacent to one another and are joined together during the production of the double winding carrier 138 in the injection molding process.

Am ersten Eisenkreisunterteil 131 und am zweiten Eisenkreisoberteil 133 ist jeweils die seitliche Radialnut 136-1, 136-2 zur Überführung von einem der von zwei Anschlusskabel von der zweiten Wicklungseinheit 123 auf die erste Wicklungseinheit 121 und von der ersten Wicklungseinheit 121 auf die zweite Wicklungseinheit 123. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale mit den vorausgehenden Figuren wird verzichtet.The lateral radial groove 136-1, 136-2 for transferring one of the two connection cables from the second winding unit 123 to the first winding unit 121 and from the first winding unit 121 to the second winding unit 123 is on the first iron circuit lower part 131 and on the second iron circuit upper part 133 A repeated description of identical features with the preceding figures is omitted.

Die 8 zeigt einen Stromanschluss 340 für eine Antriebsvorrichtung 100. Der Stromanschluss 340 dient dem elektrischen Verbinden der Antriebsvorrichtung 100 mit einer Stromquelle um die Antriebsvorrichtung 100 und damit das Luftfederventil 300 zu betreiben. Die Antriebsvorrichtung 100 ist zumindest teilweise in dem Gehäuse 320 angeordnet, wobei insgesamt vier Kontaktpins 342 parallel zueinander angeordnet sind. Die Kontaktpins 342 sind durch die Gehäusewandung hindurch geführt. Hierbei erstrecken sich die Kontaktpins 342 jeweils durch eine Gehäuseanschlussöffnung 326, welche die Gehäuseinnenseite 322 mit der Gehäuseaußenseite 324 verbindet.the 8th shows a power connection 340 for a drive device 100. The power connection 340 is used to electrically connect the drive device 100 to a power source in order to operate the drive device 100 and thus the air spring valve 300. The drive device 100 is at least partially arranged in the housing 320, with a total of four contact pins 342 being arranged parallel to one another. The contact pins 342 are routed through the housing wall. In this case, the contact pins 342 each extend through a housing connection opening 326 which connects the inside 322 of the housing to the outside 324 of the housing.

Auf der Gehäuseinnenseite 322 befindet sich an jedem Kontaktpin 342 eine Dichtungseinheit 330, welche die jeweilige Gehäuseanschlussöffnung 326 gegenüber Fluiden und Betriebsmedien abdichtet. Das Abdichten erfolgt somit sowohl von der Gehäuseinnenseite 322 gegenüber der Gehäuseaußenseite 324 als auch von der Gehäuseaußenseite 324 gegenüber der Gehäuseinnenseite 322. Jede Dichtungseinheit 330 umfasst ein Dichtmittel 332 in Form eines O-Rings und eine Stützhülse 334. Die Stützhülse 334 ist in den ersten Abschnitt 327 der Gehäuseanschlussöffnung 326 eingebracht und zwischen dem Basiskörper 260 und dem O-Ring angeordnet. Somit ist der O-Ring an den Querschnittsübergang 329 zwischen dem ersten Abschnitt 327 und dem zweiten Abschnitt 328 angelegt und gegen Verrutschen gesichert. Der Basiskörper 260 ist mit dem ersten Anschluss 125 und dem zweiten Anschluss 127 verbunden, wodurch eine elektrische Verbindung der Kontaktpins 342 des Stromanschlusses 340 mit dem Schrittmotor 110 (nicht gezeigt) besteht.On the inside 322 of the housing there is a sealing unit 330 on each contact pin 342 which seals the respective housing connection opening 326 against fluids and operating media. The sealing thus takes place both from the inside of the housing 322 to the outside of the housing 324 and from the outside of the housing 324 to the inside of the housing 322. Each sealing unit 330 comprises a sealing means 332 in the form of an O-ring and a support sleeve 334. The support sleeve 334 is in the first section 327 introduced into the housing connection opening 326 and attached between the base body 260 and the O-ring arranges. The O-ring is thus placed against the cross-sectional transition 329 between the first section 327 and the second section 328 and is secured against slipping. The base body 260 is connected to the first connector 125 and the second connector 127, thereby electrically connecting the contact pins 342 of the power connector 340 to the stepping motor 110 (not shown).

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2019/190013 A1 [0003]

Claims

Drive device (100) for a valve, in particular for an air spring valve (300), with: a stator arrangement (120) comprising a first winding unit (121) with a first electrical connection (125) and a second winding unit (123) with a second electrical connection (127), wherein the first winding unit (121) and the second winding unit (123) are arranged stacked along a common central longitudinal axis (L) and for rotating a rotor arrangement (140) which can be positioned in an interior space (122) of the stator arrangement (120) about the central longitudinal axis (L ) are trained wherein the first electrical connection (125) and the second electrical connection (127) are arranged on the face side of the first winding unit (121).

Drive device (100) after claim 1 , characterized in that the first winding unit (121) comprises a first iron circuit (129) with a first iron circuit upper part (130), a first iron circuit lower part (131) and a radially outer tube wall (135-1).

Drive device (100) after claim 1 or 2 , characterized in that the second winding unit (123) comprises a second iron circuit (132) with a second iron circuit upper part (133), a second iron circuit lower part (134) and a radially outer tube wall (135-2).

Drive device (100) after claim 2 and 3 , characterized in that the radially outer tube walls (135-1, 135-2) of the first winding unit (121) and the second winding unit (123) is designed as a common tube wall (135).

Drive device (100) according to one of claims 2 until 4 , characterized in that the first lower iron circuit part (131) of the first winding unit (121) and the second upper iron circuit part (133) of the second winding unit (123) are designed to adjoin one another and a common radial groove (136) for transferring a connecting cable of the second winding unit (123 ) on the first winding unit (121).

Drive device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first iron circuit upper part (130) of the first winding unit (121) has at least two connection openings (137-1, 137-2) for leading through the first connection cable and the second connection cable.

Drive device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first winding unit (121) and the second winding unit (123) each have a winding support (138-1, 138-2), both winding supports (138-1, 138 -2) are produced as a common one-piece double winding support (138) by injection molding.

Drive device (100) after claim 7 , characterized in that the second iron circuit base (134) of the second winding unit (123) has an alignment opening (139) for aligning the double winding carrier (138).

Drive device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that an interior space (122) of the stator arrangement (120) is delimited in the direction of the longitudinal axis (L) by an upper bearing element (124) and a lower bearing element (126).

Drive device (100) after claim 9 , characterized in that the upper bearing element (124) has at least a first arm (124-1) and a second arm (124-2) for fixing the upper bearing element (124) to the first iron circuit upper part (130) of the first winding unit (121) having.

Drive device (100) after claim 9 or 10 , characterized in that the upper bearing element (124) in a state arranged on the first iron circuit upper part (130) has at least one centering opening (250) for inserting a centering device between the stator arrangement (120) and rotor arrangement (140).

Drive device (100) after claim 11 , characterized in that the bearing element (124) has an outer contour (160) which releases the centering opening, the outer contour (160) between the arms (124-1, 124-2, 124-3,...) of the upper bearing element (124) is arranged.

Method for producing a drive device (100) according to one of Claims 1 until 12 , with the steps: - providing the stator assembly (120), - introducing the rotor assembly (140) into the interior (122) of the stator assembly (120), - applying the upper bearing element (124) to the first iron circuit upper part (130), - applying a centering device between the rotor assembly (140) and the stator assembly (120) for exact positioning of the rotor assembly (140) in the stator assembly (120), - Fixing the upper bearing element (124) on the first iron circuit top (130), and - removing the centering device.

procedure after Claim 13 , characterized in that when the centering device is applied, a spacer is arranged between the rotor arrangement (140) and the stator arrangement (120).

procedure after Claim 13 or 14 , characterized in that when fixing the upper bearing element (124) on the first iron circuit shell (130), the at least first arm (124-1) and the second arm (124-2) on the first iron circuit shell (130) of the first winding unit ( 121) to be welded on.