DE3909737A1

DE3909737A1 - FLUID ADDITIONAL ACTUATOR AND CONTROL ACTUATOR

Info

Publication number: DE3909737A1
Application number: DE19893909737
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Wolf; Joerg Schwarzbich
Original assignee: Wolf Woco & Co Franz J; Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Current assignee: Wolf Woco & Co Franz J; Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1990-09-27
Also published as: EP0388578A3; EP0388578A2; JPH02292503A

Description

Die Erfindung betrifft fluidbeaufschlagbare Stell- und Steuer antriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to actuating and control which can be acted upon by fluid drives of the type mentioned in the preamble of claim 1.

Solche fluidbeaufschlagbaren Antriebe bestehen üblicherweise aus einem zweiteiligen Kunststoffgehäuse, das durch eine quer liegende, mittig durch eine Arbeitsplatte versteifte Arbeits membran in einen als Arbeitskammer dienenden Druckraum und, der Membran gegenüberliegend, entweder in eine zweite Arbeits kammer oder in eine belüftete Druckausgleichskammer unter teilt ist. Solche Antriebe werden insbesondere zu Stell-, Steuer- und Verriegelungsaufgaben im Kraftfahrzeugbau ein gesetzt. In diesem Anwendungsbereich werden die Antriebe ganz überwiegend für den Arbeitstakt mit Unterdruck beauf schlagt. Während Unterdruck im Kraftfahrzeug mit geringem technischem und finanziellem Aufwand reichlich zur Verfügung steht, ist das elektrische System der Kraftfahrzeuge meist bereits ausgelastet und nur mit relativ großem Kostenaufwand weiter belastbar.Such drives to which fluid can be applied usually exist from a two-part plastic housing, which is crossed by a lying work stiffened in the middle by a worktop membrane in a pressure chamber serving as a working chamber and, opposite the membrane, either in a second working chamber or in a ventilated pressure compensation chamber under shares. Such drives are used in particular as actuators, Control and locking tasks in motor vehicle construction set. The drives are in this area of application mainly used for the work cycle with negative pressure strikes. During negative pressure in the motor vehicle with little technical and financial expenses available stands, the electrical system of the motor vehicles is mostly already busy and at a relatively high cost further resilient.

Grenzen sind den prinzipiell einfachen, preiswerten und zu verlässigen Unterdruckantrieben jedoch dort gesetzt, wo einer seits ausgangsseitig relativ große Stellkräfte erforderlich sind, die Antriebe andererseits aber eine vorgegebene maxi male Baugröße nicht überschreiten dürfen. Während beispiels weise bei einem verfügbaren Unterdruck von 0,8 bar an einem Antrieb der hier in Rede stehenden Art ausgangsseitig eine Stellkraft von rund 500 N verfügbar sein soll, müßte bei rotationssymmetrischer Ausbildung des Unterdruckstellantriebs der Durchmesser der wirksamen Arbeitsfläche der Arbeits membran fast 40 cm betragen. Stellantriebe dieser Abmessun gen würden jedoch nicht nur den baulichen Rahmen, sondern auch den Kostenrahmen realisierbarer Technik sprengen.In principle, the limits are simple, inexpensive and too reliable vacuum drives, however, set where one relatively large actuating forces required on the output side are, on the other hand, the drives a predetermined maxi Male size must not exceed. For example wise at an available vacuum of 0.8 bar on one Drive of the type in question here on the output side Actuating force of around 500 N should be available at rotationally symmetrical design of the vacuum actuator the diameter of the effective work surface of the work membrane are almost 40 cm. Actuators of this dimension would not only affect the structural framework, however also go beyond the cost of realizable technology.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen fluidbeaufschlagbaren Stell- und Steuerantrieb der vorstehend geschilderten Art zu schaf fen, der auch bei kleinen räumlichen Bauabmessungen aus gangsseitig vergleichsweise hohe Stellkräfte liefert.The invention is based on this prior art based on the task of and control drive of the type described above fen, which is also suitable for small spatial dimensions provides comparatively high actuating forces on the aisle side.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch einen Antrieb der eingangs geschilderten Art, der die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.The invention solves this problem by driving the initially described type, which in the characterizing part of claim 1 features mentioned.

Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt mit anderen Worten also darin, nicht in der üblichen Weise die aus dem Antrieb herausgeführte Stellstange oder das in anderer Weise ausgebildete Ausgangsanschlußelement unmittelbar und trans latorisch starr mit der Arbeitsplatte der Membran zu verbin den, sondern in diese Verbindungsstrecke im Antriebsgehäuse integriert einen Kraftumsetzer einzubeziehen. Dieser Kraft umsetzer kann dabei prinzipiell, bezogen auf das Verhält nis der von der Membran abgegebenen Kraft zu der am Aus gangsanschlußelement verfügbaren Kraft sowohl übersetzend als auch untersetzend ausgelegt sein. Er wird dann über setzend ausgebildet sein, wenn ausgangsseitig hohe Kräfte erforderlich sind, er wird aber dann untersetzend ausgebil det sein, wenn für andere Anwendungen, bei denen nur geringe Stellkräfte erforderlich sind, lange Stellwege benötigt werden.The essential basic idea of the invention lies with others Words in it, not in the usual way from the Actuator rod or the other way out trained output connection element immediately and trans to be rigidly connected to the worktop of the membrane but in this connection section in the drive housing integrated to include a power converter. That power In principle, the converter can relate to the ratio nis the force given off by the membrane to that at the end available connecting force both translating be designed as a reduction. He will then over be designed to be set when high forces on the output side are necessary, but it will then be trained as a reduction det be if for other applications in which only small Actuators are required, long travel distances are required will.

Zu besonders einfachen Konstruktionen gelangt man dabei vor allem dann, wenn das Ausgangsanschlußelement des Antriebs durch eine Vorspannfeder in der dem Arbeitshub der Membran entgegengesetzten Richtung vorspannend beaufschlagt ist. Selbstverständlich muß die Kraft der Vorspannfeder geringer als die von der Arbeitsmembran lieferbare Kraft sein. Vor zugsweise wird die Vorspannfeder so gewählt, daß die am Ausgangsanschlußelement verfügbare Vorspannkraft um 5 bis 25% geringer als die an der Membran verfügbare Stellkraft ist.One arrives at particularly simple constructions especially when the output connector of the drive by a preload spring in the working stroke of the membrane is biased in the opposite direction. Of course, the force of the bias spring must be less than the force that can be delivered by the working membrane. Before preferably the bias spring is chosen so that the most Output connection element available biasing force by 5 to 25% less than the actuating force available on the membrane is.

Der im Antriebsgehäuse integrierte Kraftumsetzer kann prin zipiell beliebiger Art sein, solange er sich im Rahmen eines jeweils verfügbaren Bauraumes eingliedert und den jeweiligen Anwendungserfordernissen gerecht wird. So können als Kraftumsetzer beispielsweise Hebeltriebe, Kurbeltriebe, Kurventriebe, Zahntriebe oder gegebenenfalls auch Kettentriebe, insbesondere einfacherer und kleinerer Bauart im Antriebsgehäuse integriert werden. Vorzugsweise werden als Kraftumsetzer jedoch einseitige oder zweiseitige Hebel oder Systeme von Hebeln eingesetzt, die für den vor liegenden Zweck die optimalen Eigenschaften bieten. Hebel sind kostengünstig, wartungsfrei, zuverlässig und erfordern überdies kaum nennenswerten Einbauraum. Dabei können selbst bei kleinsten Gehäuseabmessungen Kraftumsetzungen im Verhält nis 10 : 1 ohne weiteres erreicht werden.The power converter integrated in the drive housing can print be of any kind, as long as it is in the frame an available space and the respective application requirements. So For example, lever drives, Crank drives, cam drives, pinions or if necessary also chain drives, in particular simpler and smaller ones Design can be integrated in the drive housing. Preferably are used as power converters, however, one-sided or two-sided Levers or systems of levers used for the front offer the optimal properties. lever are inexpensive, maintenance-free, reliable and require moreover, hardly any installation space worth mentioning. You can do it yourself force ratios in the smallest housing dimensions nis 10: 1 can be easily achieved.

Bei der Verwendung von Hebeln als Kraftumsetzer können diese als einfache einseitige oder zweiseitige Hebel ausgebildet sein und sind dann vorzugsweise in der Transversalebene radial ausgerichtet angeordnet, und zwar insbesondere mehrere gleich sinnig wirkende Hebel, die mit gleichem Winkelabstand vonein ander verteilt angeordnet sind.When using levers as power converters, these can designed as a simple one-sided or two-sided lever be and are then preferably radial in the transverse plane arranged aligned, in particular several of the same sensible levers that are at the same angular distance from each other are otherwise distributed.

Neben solchen einfachen einseitigen und zweiseitigen Hebeln können vorteilhafterweise auch Gelenkhebelsysteme als Kraft umsetzer in den Gehäusen der Stellantriebe gemäß der Erfin dung integriert werden. Im einzelnen kann der Fachmann je nach Aufgabenstellung aufgrund seines Fachwissens ohne weiteres die geeignete Lösung ermitteln.In addition to such simple one-sided and two-sided levers can advantageously also articulated lever systems as a force converter in the housings of the actuators according to the Erfin integrated. In detail, the expert can according to the task based on his specialist knowledge without further determine the appropriate solution.

Während bei Stellantrieben mit geringerer Ausgangskraft für die axiale Lagerung und Führung des Ausgangsanschlußelementes meist ein einfaches Gleitlager reicht, ist es für die Stell antriebe gemäß der Erfindung, bei denen ausgangsseitig höhere Kräfte wirken, durchaus vorteilhaft, das Ausgangsanschluß element mittels eines Wälzkörperlagers, insbesondere vorzugs weise mittels eines hülsenförmigen Wälzkörperlagers, axial verschiebbar zu lagern. Dadurch können mit vertretbarem Kostenaufwand eine hohe Stabilisierung auch gegen seitliche Störkräfte bei gleichzeitig wesentlich vermindertem Lager verschleiß und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Antriebs erreicht werden.While for actuators with lower output power for the axial storage and guidance of the output connection element usually a simple plain bearing is enough, it is for the Stell drives according to the invention, in which higher on the output side Forces have a very advantageous effect on the output connection element by means of a roller bearing, in particular preference way, by means of a sleeve-shaped roller bearing, axially slidable storage. This can be done with reasonable High stabilization also against lateral costs Interfering forces with a significantly reduced bearing wear and improve the reliability of the Drive can be achieved.

Insbesondere bei einer solchen Wälzkörperlagerung des Aus gangsanschlußelementes ist dieses dann vorzugsweise am Boden eines becherförmigen oder kragenbecherförmigen axial über das Wälzlager verschiebbaren Gehäuseeinsatzteils ange ordnet, wobei dieses becherförmige Teil dann gleichzeitig als Vorspannfedergehäuse dienen kann. Die Vorspannfeder ist bei dieser Ausgestaltung des Antriebs dann beispielsweise unmittelbar auf dem inneren Boden des Einsatzes und gegen überliegend an einem sich transversal durch das Antriebs gehäuse erstreckenden ortsfest im Gehäuse fixierten Gehäuse einsatzteil abgestützt. Diese Vorspannfeder wird bei Beauf schlagung der Arbeitskammer mit Unterdruck als Druckfeder, bei Beaufschlagung der Arbeitskammer mit Überdruck als Zugfeder ausgebildet sein.In particular with such a rolling element bearing of the off gangsanschlußelementes this is then preferably on Bottom of a cup-shaped or collar cup-shaped axially Housing insert part displaceable via the roller bearing arranges, this cup-shaped part then simultaneously can serve as a preload spring housing. The bias spring is in this configuration of the drive, for example directly on the inner bottom of the insert and against overlying one transversely through the drive Housing extending housing fixed in the housing insert supported. This pretensioning spring is used at Beauf striking the working chamber with negative pressure as a compression spring, when the working chamber is pressurized as Tension spring be formed.

Insbesondere bei der Verwendung von Hebelsystemen als Kraft umsetzer werden für die Hebel vor allem stabile Widerlager benötigt. Zu diesem Zweck wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine in ein Kunststoffgehäuse des Antriebs eingesetzte metallische Lagerschale so ausge staltet, daß deren Ränder gleichzeitig als Widerlager für die kraftumsetzenden Hebelsysteme dienen können. Solche hülsenförmigen Lagerschaleneinsätze werden insbesondere durch Reibschluß im Kunststoffgehäuse des Antriebs fixiert.Especially when using lever systems as a force Above all, stable levers are used for the levers needed. For this purpose, it will be advantageous Embodiment of the invention in a plastic housing metallic bearing shell used in the drive stalls that their edges at the same time as abutments for the power-converting lever systems can serve. Such sleeve-shaped bearing shell inserts are particularly fixed by friction in the plastic housing of the drive.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, nämlich die Fig. 1 im Axialschnitt einen fluidbeaufschlagbaren Steuerantrieb mit zweiteiligem Kunststoff gehäuse.The invention is explained below with reference to an embodiment example in connection with the drawing. The only figure, namely FIG. 1 shows in axial section a fluid-actuated control drive with a two-part plastic housing.

In der Fig. 1 ist im Axialschnitt ein fluidbeaufschlagbarer Steuerantrieb, genauer, ein mit Unterdruck beaufschlagbarer Steuerantrieb dargestellt, der ein zweiteiliges Gehäuse auf weist. Die beiden Gehäuseteile 1, 2 bestehen aus Kunststoff und sind durch eine Ultraschallschweißnaht 3 fluiddicht und druckfest miteinander verbunden. Ortsfest im Gehäuse 1, 2 ist ein Gehäuseeinsatz 4 eingeschlossen, der aus einem Zylinderring abschnitt 5 und einem zentralen trichterförmigen Teil 6 be steht, das sich zu einer querliegenden Arbeitsmembran 7 hin öffnet und dessen Außenrand mit einem der beiden Ränder des zylindrischen Abschnittes 5 des Gehäuseeinsatzteils 4 so ver bunden ist, daß der trichterförmige zentrale Abschnitt zumindest im wesentlichen vom zylindrischen Abschnitt 5 umgeben ist. Auf der Membranseite des ortsfest gehalterten Gehäuseeinsatzteils 4 ist eine Ringnut 8 ausgespart, in die eine periphere Dichtring wulst 9 der Arbeitsmembran 7 eingedrückt ist. Das mit einem Anschlußstutzen 10 versehene Gehäuseteil 1 weist eine Schulter 11 auf, die eine Dichtringschneidkante aufweist, die bei geschlosse nem Gehäuse fluiddicht und druckfest in die Dichtringwulst der Arbeitsmembran 7 eingepreßt ist. Dadurch entsteht im Gehäuse teil 1 über der dem Anschlußstutzen 10 zugewandten Seite der Arbeitsmembran 7 eine Arbeitskammer 13, die über den Anschluß stutzen 10 mit Unterdruck beaufschlagbar ist.In Fig. 1, in axial section acted upon by a negative pressure control actuator is a fluidbeaufschlagbarer control drive, more specifically, shown, which faces a two-part housing. The two housing parts 1 , 2 are made of plastic and are connected to each other in a fluid-tight and pressure-tight manner by an ultrasonic weld 3 . Fixed in the housing 1 , 2 , a housing insert 4 is included, the section of a cylindrical ring 5 and a central funnel-shaped part 6 be, which opens to a transverse working membrane 7 and the outer edge of one of the two edges of the cylindrical portion 5 of the housing insert part 4 is so connected that the funnel-shaped central section is at least substantially surrounded by the cylindrical section 5 . On the membrane side of the stationary housing insert 4 , an annular groove 8 is recessed into which a peripheral sealing ring bulges 9 of the working membrane 7 is pressed. The housing part 1 provided with a connecting piece 10 has a shoulder 11 which has a sealing ring cutting edge which is pressed in a fluid-tight and pressure-tight manner into the sealing ring bead of the working membrane 7 when the housing is closed. This creates in the housing part 1 over the connection piece 10 facing side of the working diaphragm 7, a working chamber 13 , the connector 10 can be acted upon with negative pressure.

Die Arbeitsmembran 7 ist zentral mit einer formsteifen napf artigen Arbeitsplatte 14 verbunden, durch deren Querschnitt fläche im wesentlichen die an der Arbeitsmembran verfügbare Kraft bei Beaufschlagung eines konstanten Unterdrucks bestimmt ist. Die Arbeitsplatte 14 ist zentral mit einem Koppelzapfen 15 starr verbunden, die in den trichterförmigen Teil 6 des orts festen Gehäuseeinsatzteils 4 hineinragt.The working diaphragm 7 is centrally connected to a dimensionally stable cup-like worktop 14 , through the cross-section of which the area essentially determines the force available on the working diaphragm when a constant negative pressure is applied. The worktop 14 is rigidly connected centrally to a coupling pin 15 which projects into the funnel-shaped part 6 of the fixed housing insert part 4 .

Der Teil des Gehäuses 1, 2, der auf der dem Einlaßstutzen gegen überliegenden Seite der Membran definiert ist, dient im wesent lichen als Druckausgleichsraum 16, der zumindest im wesentlichen auf Umgebungsdruck liegt. Dem Anschlußstutzen 10 axial gegen überliegend ist aus dem Druckausgleichsraum 16 des Gehäuseteils 2 ein Ausgangsanschlußelement 17 herausgeführt. Bei dem hier in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ausgangsan schlußelement 17 als Gabel angeordnet, zwischen deren beiden Schenkeln auf einem Zapfen 18 eine Rollwalze 19 drehbar gelagert ist. The part of the housing 1 , 2 , which is defined on the opposite side of the membrane of the inlet port, is used in wesent union as a pressure compensation chamber 16 which is at least substantially at ambient pressure. The connection piece 10 axially opposite an output connection element 17 is led out of the pressure compensation chamber 16 of the housing part 2 . In the embodiment shown here in the figure, the output element 17 is arranged as a fork, between whose two legs on a pin 18 a roller 19 is rotatably mounted.

Am freien Ende des Koppelzapfens 15 ist eine Ringschulter platte 20 angeformt, auf der drei einzelne Hebel 21 mit ihrem radial inneren Endbereich aufliegen. Die drei Hebel 21 liegen in der Transversalebene und sind radial ausgerichtet und so über den Umfang verteilt angeordnet, daß die drei Hebelarme jeweils untereinander den gleichen radialen Winkelabstand auf weisen. Der trichterförmige Abschnitt 6 des ortsfest fixier ten Gehäuseeinsatzteils 4 weist Fensterdurchbrüche 22 auf, durch die die Hebel 21 jeweils mit radialer Streckung frei hindurch greifen. Mit ihrem radial außen liegenden Ende liegen die He bel 21 jeweils auf einem Widerlager auf, das durch die stirn seitige Kante 23 einer Kragenhülse 24 gebildet ist, die ihrer seits aus Metall besteht, hier korrosionsbeständiger Stahl, und die unter Reibschluß fest im Gehäuseteil 2 im Bereich des Druckausgleichsraums eingepreßt ist. Der weiter zum Ausgangs anschlußelement 17 liegende Abschnitt der Kragenhülse 24 dient als Lagerschale für ein hülsenförmiges Wälzlager 25, das axial verschiebbar einen beweglichen, kragenbecherartigen und eben falls aus Metall bestehenden, zumindest im wesentlichen form komplementären Gehäuseeinsatz 26 führt und lagert. Im Boden 27 des kragenbecherartigen axial beweglichen Gehäuseeinsatzes 26 ist das Ausgangsanschlußelement 17 starr verankert. Im Kragen bereich 28 weist das kragenbecherartige bewegliche Gehäuse einsatzteil 26 mit gleichem Winkelabstand voneinander drei radiale Durchbrüche 29 auf, durch die jeweils ein Hebel 21 hindurchgreift. Zwischen einer Ringfalznut 38, die am radial inneren freien stirnseitigen Ende des trichterförmigen Teils 6 des ortsfest fixierten Gehäuseeinsatzteils 4 ausgebildet ist und der Innenseite des Bodens 27 des kragenbecherartigen Ge häuseeinsatzes 26 ist eine Druckfeder 31 eingespannt, die den verschiebbaren Gehäuseeinsatz 26 relativ zum Gehäuse in Richtung zum Ausgangsanschlußelement, also weg von der Arbeitskammer 13, derart vorspannt, daß die arbeitskammerseitigen Oberkanten der radialen Durchbrüche 29 im Kragenbereich 28 des beweglichen Ge häuseeinsatzteils 26 jeweils die Hebel 21 auf ihre Auflager 30 und Widerlager 23 niederzwingen.At the free end of the coupling pin 15 , an annular shoulder plate 20 is formed on which three individual levers 21 rest with their radially inner end region. The three levers 21 lie in the transverse plane and are aligned radially and so distributed over the circumference that the three lever arms each have the same radial angular distance from one another. The funnel-shaped section 6 of the fixedly fixed housing insert part 4 has window openings 22 through which the levers 21 each engage freely with radial extension. With its radially outer end, the He bel 21 are each on an abutment, which is formed by the end edge 23 of a collar sleeve 24 , which in turn consists of metal, here corrosion-resistant steel, and the frictional connection in the housing part 2 in Area of the pressure compensation chamber is pressed. The further to the output connecting element 17 lying section of the collar sleeve 24 serves as a bearing shell for a sleeve-shaped roller bearing 25 which axially displaceably guides and stores a movable, collar-cup-like and even if made of metal, at least substantially form complementary housing insert 26 . The output connection element 17 is rigidly anchored in the bottom 27 of the collar-cup-like axially movable housing insert 26 . In the collar area 28 , the collar cup-like movable housing insert 26 with the same angular distance from each other has three radial openings 29 , through which a lever 21 extends. Between an annular groove 38 , which is formed at the radially inner free end of the funnel-shaped part 6 of the fixed housing insert part 4 and the inside of the bottom 27 of the collar-like housing insert 26 , a compression spring 31 is clamped, which the displaceable housing insert 26 relative to the housing in the direction to the output connection element, that is, away from the working chamber 13 , such that the upper edges of the radial openings 29 in the collar area 28 of the movable housing insert part 26 force the levers 21 onto their supports 30 and abutments 23 .

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich der Steueran trieb in dem durch die Federvorspannung herbeigeführten Zustand, in dem das Ausgangsanschlußelement 17, das auch als Stell stange oder entsprechend anders gestaltetes Ausgangsanschluß element ausgebildet sein kann, in seiner axial am weitesten vorgeschobenen Position, während bei Abwesenheit eines Unterdrucks in der Arbeitskammer 13 die Membran 7 mit ihrer Arbeitsplatte 14 eine Konfiguration aufweist und in einer Po sition steht, die der Ruhestellung entspricht. Bei Beaufschla gung der Arbeitskammer 13 über den Anschlußstutzen 10 mit einem Unterdruck, der am Kolbenzapfen 15 eine Kraft erzeugt, die größer als die durch die Druckfeder 31 gelieferte Vorspannung ist, wird die Arbeitsplatte 14 der Membran 7 durch die Arbeits kammer 13 hindurch in Richtung auf den Anschlußstutzen 10 zugezogen. Dabei wird das Auflager 30 der Hebel 21 axial in Richtung der Arbeitskammer 13 angehoben, während die radial außenliegenden Ränder der Hebel 21 auf der stirnseitigen Ring kante 23 der Kragenhülse 24 als Widerlager unter Verkippen bzw. Verschwenken um einen Auflagedrehpunkt liegenbleiben. Bei dieser Hebelbewegung wird der axial bewegliche kragenbecherartige Gehäuseeinsatz 26, an dessen Boden 27 das Ausgangsanschluß element 17 starr angebunden ist, gegen die Kraft der Vorspann feder 31 an den Durchbrüchen 29 auf den Hebeln 21 aufliegend mit in Richtung der Arbeitsplatte 14 der Membran 7 und des Koppelzapfens 15, d.h. mit in Richtung zum Anschlußstutzen 10 gezogen. Das Ausgangsanschlußelement 17 führt also qualitativ die gleiche Bewegung in der gleichen Richtung wie die Arbeits platte 14 aus. Da die Durchbrüche 29 des beweglichen Gehäuse einsatzes 26 aber wesentlich dichter am Widerlager 23 der Hebel 21 als das Auflager 30 angreifen, in dem hier gezeig ten Ausführungsbeispiel ungefähr im Verhältnis von 7 : 1, wird das Ausgangsanschlußelement 17 mit der rund siebenfachen Kraft unter Überwindung der Vorspannung der Feder 31 in Richtung auf das Gehäuse zu zurückgezogen, und zwar um eine Wegstrecke, die rund ein Siebentel kürzer als die von der Arbeitsplatte 14 der Membran 7 zurückgelegte Arbeitshubstrecke ist.In the state shown in FIG. 1, the Steueran is in the state brought about by the spring preload, in which the output connection element 17 , which can also be designed as an adjusting rod or a correspondingly differently designed output connection element, in its axially most advanced position, while in the absence of a negative pressure in the working chamber 13, the membrane 7 with its worktop 14 has a configuration and is in a position that corresponds to the rest position. When Beaufschla supply of the working chamber 13 via the connecting piece 10 with a negative pressure, which generates a force on the piston pin 15 which is greater than the preload provided by the compression spring 31 , the worktop 14 of the membrane 7 through the working chamber 13 in the direction of the connector 10 drawn. The support 30 of the lever 21 is axially raised in the direction of the working chamber 13 , while the radially outer edges of the lever 21 on the front ring edge 23 of the collar sleeve 24 remain as an abutment by tilting or pivoting about a support pivot point. During this lever movement, the axially movable collar-like housing insert 26 , on the bottom 27 of which the output connection element 17 is rigidly connected, rests against the force of the prestressing spring 31 at the openings 29 on the levers 21 with in the direction of the worktop 14 of the membrane 7 and Coupling pin 15 , that is, pulled towards the connecting piece 10 . The output connector 17 thus performs qualitatively the same movement in the same direction as the working plate 14 . Since the openings 29 of the movable housing insert 26 but attack much closer to the abutment 23 of the lever 21 than the support 30 , in the exemplary embodiment shown here approximately in a ratio of 7: 1, the output connection element 17 is overcome with about seven times the force Bias of the spring 31 is withdrawn in the direction of the housing, namely by a distance which is approximately one seventh shorter than the working stroke distance covered by the worktop 14 of the membrane 7 .

Mit anderen Worten, am Ausgangsanschlußelement 17 des Steuerantriebs gemäß Fig. 1 stehen bei kurzen Schaltweg strecken hohe Schaltkräfte zur Verfügung, so daß der Antrieb beispielsweise als mechanischer Leistungsschalter oder als Stellantrieb und Steuerantrieb dort im Kraftfahr zeugbau eingesetzt werden kann, wo hohe Ausgangsleistungen zu unmittelbar stellenden Steuerungen und Regelungen benutzt werden.In other words, high switching forces are available with short switching travel at the output connection element 17 of the control drive according to FIG. 1, so that the drive can be used, for example, as a mechanical circuit breaker or as an actuator and control drive in motor vehicle construction where high output powers provide immediate results Controls and regulations are used.

Claims

1. Fluid-actuated actuator and control drive consisting of a fluid-tight and pressure-tight closed-two housing ( 1 , 2 ), in which with a central worktop ( 14 ) equipped, transversely aligned membrane ( 7 ) has a working chamber ( 13 ) for the fluid is formed, which can be acted upon from the outside with the working pressure fluid via a connecting piece ( 10 ) and can also be relieved via this connecting piece or another suitable arrangement, while a pressure equalization chamber ( 16 ) is formed on the side of the diaphragm which is axially opposite the working chamber side, From which an output connection element ( 17 ) adjustable through the working stroke of the membrane is led out, characterized by an internal or external force converter ( 13 , 21 , 23 , 29 ) arranged in the interior of the housing ( 1 , 2 ) in the power transmission line between the worktop ( 14 ) the membrane ( 7 ) and the A output connector ( 17 ).

2. Drive according to claim 1, characterized by a biasing spring ( 31 ) which acts on the output connection element ( 17 ) against the force applied by the working stroke of the membrane.

3. Drive according to one of claims 1 or 2, characterized, that the power converter is a lever system.

4. Drive according to claim 3, characterized in that the lever system consists of a plurality, in particular three, at the same angular distance from each other in the transversal plane radially arranged one-sided levers ( 21 ) which (a) relative to the housing ( 1 , 2 ) radially are repositioned or supported on the outside in a stationary manner or are pivotably articulated, (b) radially on the inside individually or jointly on a coupling pin ( 15 ) which is rigidly connected to the worktop ( 14 ) of the membrane ( 7 ), are complementarily supported or are repositioned or are likewise pivotably articulated, and c) the respective required translation ratio between the support ( 30 ) and abutment ( 23 ) have a tiltable or pivotable articulation of the output connection element.

5. Drive according to one of claims 2 to 4, characterized by an at least substantially transversely oriented, transversely and axially positively fixed housing insert part ( 4 ) which the necessary for coupling members ( 15 ) and power converter members ( 21 ) gene openings and openings ( 22 ) and has a bearing or receiving profile ( 30 ) for central support of the pre-tensioning spring ( 31 ).

6. Drive according to claim 5, characterized by a working chamber side on the housing insert part ( 4 ) formed ring profile element, in particular an appropriately profiled ring groove ( 8 ) for receiving a peripheral sealing ring bead ( 9 ) of the working diaphragm ( 7 ) for sealing the connecting piece-side housing part ( 1 ) against the housing insert ( 4 ) and thus also against the pressure compensation chamber ( 16 ) of the housing ( 1 , 2 ).

7. Drive according to one of claims 2 to 6, characterized by a collar-cup-like axially displaceable housing insert ( 26 ), on the bottom ( 27 ) of which the output connection element ( 17 ) is fastened or molded and the prestressing spring ( 31 ) relative to the fixed housing insert part ( 4 ) are supported, and on its axially opposite, in particular radially expanded collar region ( 28 ) engage coupling elements ( 21 ) of the force converter, in particular reach through radial collar openings ( 29 ).

8. Drive according to claim 7, characterized in that the axially displaceable housing insert ( 26 ) is guided in a roller bearing cage ( 25 ).

9. Drive according to claim 8, characterized in that the roller bearing shell is designed as a largely open or substantially open metallic collar sleeve ( 26 ) on both sides, which is fixed under frictional engagement in the housing ( 1 , 2 ), and the collar edge ( 23 ) as Support or abutment or swivel bracket for the lever ( 21 ) of the lever system or another force converter forms out or is usable.

10. Drive according to one of claims 1 to 9, characterized in that the working chamber ( 13 ) as a vacuum working chamber for acting in the vacuum range of 0.4 <= pu <= 0.9 bar, the biasing spring ( 31 ) as a compression spring and the force converters ( 30 , 21 , 29 , 23 ) are designed with a force transmission in the range from 5: 1 to 15: 1.