DE102005033601A1 - Elektromechanische Stelleinrichtung für Abgasstauklappe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Stelleinrichtung mit einem elektromotorischen Antrieb (14) zur Betätigung einer in einer Abgaseinrichtung (10) eines Verbrennungsmotors schwenkbar angeordneten Klappe (22). Der elektromotorische Antrieb (14) ist von der Klappe (22) beabstandet angeordnet, wobei die Klappe (22) und der elektromotorische Antrieb (14) mittels eines mechanischen Übertragungselements miteinander gekoppelt sind. Das mechanische Kraftübertragungselement (30) ist antriebsseitig in einem radialen Abstand zur Drehachse eines vom elektromotorischen Antrieb (14) verdrehbaren Verstellelements (16) angelenkt. Hierdurch wird ein Öffnen und Schließen der Klappe (22) durch einen stets in gleicher Drehrichtung drehenden Elektromotor ermöglicht (Figur 1).
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Stelleinrichtung zur Betätigung einer in einer Abgaseinrichtung angeordneten Klappe, insbesondere einer Abgasstauklappe.
- Ventil- oder Klappenvorrichtungen zur Veränderung des Strömungswegs der Abgase eines Verbrennungsmotors in einer Abgaseinrichtung, wie zum Beispiel einer Auspuffanlage von Kraftfahrzeugen, sind als solche im Stand der Technik hinlänglich bekannt.
- Die
DE 295 01 002.9 U1 beschreibt eine Ventil- oder Klappenvorrichtung, die mit einem elektrischen Antrieb versehen ist, wobei ein elektrischer Stellmotor direkt an die Ventil- oder Klappenvorrichtung angebaut oder aber mittels einer biegsamen Welle mit einem die Ventil- oder Klappenvorrichtung betätigenden Schnecken- oder Stirngetriebe verbunden ist. - Problem
- Eine mechanische Verbindung zwischen elektrischem Stellmotor und der Ventil- oder Klappenvorrichtung mittels einer biegsamen Welle weist den Nachteil auf, dass zum Überführen der Klappenvorrichtung in unterschiedliche Stellungen ein entsprechend unterschiedliches Ansteuern des elektrischen Stellmotors erforderlich ist. So muss zum Beispiel zum Öffnen der Klappe der Motor rechtsläufig drehen und zum Schließen der Klappe der Motor linksläufig drehen, da die Welle stets den Drehsinn des elektrischen Stellmotors an das Schnecken- oder Stirngetriebe der Ventil- oder Klappenvorrichtung überträgt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine eingangs erwähnte Stelleinrichtung für eine Ventil- oder Klappenvorrichtung einer Abgaseinrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, so dass ein Betätigen der Ventil- oder Klappenvorrichtung mittels eines stets in eine Richtung drehenden Elektromotors ermöglicht wird. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und flexibles Kraftübertragungselement zwischen dem elektrischen Antrieb und der Klappenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches ein hohes Maß an Einbautoleranzen erlaubt.
- Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
- Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Stelleinrichtung mit einem elektromotorischen Antrieb zur Betätigung einer in einer Abgaseinrichtung eines Verbrennungsmotors schwenkbar angeordneten Klappe, Klappen- oder Ventileinrichtung, wobei der elektromotorische Antrieb von der Klappe beabstandet angeordnet ist und zur Kopplung des Antriebs und der Klappeneinrichtung ein mechanisches Kraftübertragungselement vorgesehen ist. Hierbei ist das mechanische Kraftübertragungselement antriebsseitig in einem radialen Abstand zur Drehachse eines Verstellelements angelenkt, welches vom elektromotorischen Antrieb verdrehbar ist beziehungsweise von diesem gedreht wird.
- Die beabstandete Anordnung zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Klappen- oder Ventileinrichtung beziehungsweise der Abgaseinrichtung hat den Vorteil, dass die im Betrieb des Verbrennungsmotors in der Abgaseinrichtung und an der Ventil- oder Klappenvorrichtung entstehende Wärme nicht oder nur in geringem Maße auf den wärmeempfindlichen elektromotorischen Antrieb übertragen wird.
- Das mechanische Kraftübertragungselement zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Klappen- oder Ventileinrichtung erfüllt hierbei mehrere Funktionen. Zum einen wird hierdurch die vom elektromotorischen Antrieb erzeugte Kraft zur Betätigung der vorzugsweise verschwenkbaren Ventil- oder Klappeneinrichtung auf dieselbige übertragen. Zum anderen ermöglicht das Kraftübertragungselement auch eine mechanische Entkopplung zwischen der Abgaseinrichtung und dem elektromotorischen Antrieb. Die für eine Abgaseinrichtung, wie zum Beispiel einer Auspuffanlage, typischen Vibrationen oder Schwingungen werden vorzugsweise nicht über das Kraftübertragungselement auf den elektromotorischen Antrieb übertragen, so dass hierdurch eine mechanische Entkopplung von der Abgaseinrichtung auf den elektromotorischen Antrieb realisierbar ist, was die Lebensdauer des Antriebes wesentlich erhöht.
- Das Anlenken des Kraftübertragungselements in einem radialen Abstand zur Drehachse des durch den elektromotorischen Antrieb verdrehbaren Verstellelements bewirkt ein Hin- und Herbewegen des Kraftübertragungselementes, wenn das Verstellelement vom elektromotorischen Antrieb fortwährend verdreht wird. Diese Hin- und Her- beziehungsweise Vor- und Zurückbewegung des Kraftübertragungselementes wird hierbei für ein bidirektionales Verstellen der Ventil- oder Klappeneinrichtung innerhalb der Abgaseinrichtung umgesetzt.
- So findet beispielsweise über einen Winkelbereich des Verstellelements von 0 bis 180° ein Schließen der Klappe oder des Ventils statt, während über einen komplementären Winkelbereich von 180° bis 360° ein Öffnen der Klappen- oder Ventileinrichtung erfolgt. Durch die exzentrische Anlenkung des Kraftübertragungselementes am verdrehbaren Verstellelement kann sowohl eine Öffnungs- als auch eine Schließbewegung der zu betätigenden Klappe oder des zu verstellenden Ventils allein mit einem unidirektionalen, das heißt in eine Richtung drehenden Elektromotor, erfolgen.
- Das Kraftübertragungselement dient vorzugsweise der Übertragung lediglich einer Kraftkomponente des sich in einer Ebene (X-Y-Ebene) drehenden Verstellelements. Beispielsweise wird im wesentlichen nur eine X-Komponente des sich auf einer Kreisbahn drehenden antriebsseitigen Anlenkpunkts des Kraftübertragungselementes auf das Kraftübertragungselement übertragen. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass in denjenigen Winkelbereichen, in denen sich die X-Komponente des Anlenkpunktes bei einer fortwährenden Drehbewegung des Verstellelements nur geringfügig ändert, auch die Ventil- oder Klappeneinrichtung nur geringfügig verstellt wird. Diese in Form einer Sinusfunktion des Drehwinkels des Verstellelements erfolgende translatorische Kraftübertragung des Kraftübertragungselements ermöglicht somit eine der Stelleinrichtung immanente Kompensation von Bauteiltoleranzen.
- Entspricht beispielsweise die Schließstellung der Klappe einem Verstellwinkel des Verstellelements von 0°, so ist auch bei einer Stellung des Verstellelements in einem relativ groben Bereich um den Winkel 0° die Klappe nach wie vor annähernd vollständig geschlossen. Diese Art der Anlenkung des Kraftübertragungselementes an dem Verstellelement erlaubt daher ein relativ grobes Einstellen des Verstellelementes, was sich aber kaum nachteilig auf die einzustellende Position oder Stellung der Ventil- oder Klappeneinrichtung auswirkt. Demzufolge kann ein relativ grob arbeitender und kostengünstiger Stellantrieb zur Verstellung der Klappe verwendet werden.
- Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Klappen- oder Ventileinrichtung ein federbelastetes Rückstellelement angeordnet, welches zum Drehen der Klappe vorgesehen ist. Hierbei ist das Kraftübertragungselement vorzugsweise als Zugmittel ausgebildet, beispielsweise in Form eines Betätigungs- oder Seilzugs, so dass vom elektromotorischen Antrieb lediglich eine im wesentlichen in eine Richtung wirkende Zugkraft auf die Ventil- oder Klappeneinrichtung der Abgaseinrichtung ausgeübt wird. Das federbelastete Rückstellelement ist hierbei derart ausgebildet, dass es der durch das Zugmittel übertragbaren Kraft entgegenwirkt.
- Das federbelastete Rückstellelement ermöglicht somit eine einfache und wenig störanfällige Realisierung des Kraftübertragungselements, beispielsweise in Form eines Betätigungszuges, insbesondere in Form eines Seilzugs.
- Weiterhin kann das Kraftübertragungselement auch als flexibler Betätigungszug ausgebildet sein, der das Übertragen einer Zug- und/oder Druckkraft zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Klappen- oder Ventileinrichtung der Abgaseinrichtung ermöglicht. Ein solches Zug- und/oder Druckmittel ermöglicht auch eine Realisierung der elektromechanischen Stelleinrichtung unter Einsparung eines federbelasteten Rückstellelements an der zu betätigenden Klappe der Abgaseinrichtung. Ein flexibler Betätigungszug ist ferner insoweit von Vorteil, als dass hierdurch der Abstand zwischen der Klappen- oder Ventileinrichtung und dem elektromotorischen Antrieb nicht zwangsläufig fest vorgegeben, sondern variabel ist.
- Mittels eines flexiblen Betätigungszuges kann somit die erfindungsgemäße elektromechanische Stelleinrichtung für eine Vielzahl unterschiedlicher Abgaseinrichtungen beispielsweise unterschiedlicher Fahrzeugtypen und Modelle verwendet beziehungsweise an diese individuelle mit nur geringem Aufwand angepasst werden.
- Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kraftübertragungselement als starres Zug-Druckmittel, insbesondere als Zug-Druckgestänge, ausgebildet. Dieses Zug-Druckgestänge bildet eine starre Verbindung zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Ventil- oder Klappeneinrichtung und kann beispielsweise als mehrgliedriges Zug-Druckgestänge ausgebildet sein, so dass die vom elektromotorischen Antrieb erzeugbare Kraft auch beliebig umlenkbar an die Ventil- oder Klappeneinrichtung übertragen werden kann.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verstellelement als drehbare Scheibe ausgebildet. Der Anlenkpunkt des Kraftübertragungselementes an dieser Scheibe weist einen Abstand zum Scheibenmittelpunkt beziehungsweise zur Drehachse der Scheibe auf, so dass beim Drehen der Scheibe das Kraftübertragungselement zumindest in einer Richtung der Drehebene der Scheibe hin und her bewegt wird.
- Weiterhin ist für die Erfindung vorgesehen, dass das Verstellelement über ein Getriebe mit dem elektromotorischen Antrieb gekoppelt ist. Vorzugsweise ist das Verstellelement abtriebsseitig am Getriebe angeordnet, wobei das Getriebe als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist. Dies ermöglicht die Verwendung besonders kostengünstiger schnell drehender Elektromotoren, die typischerweise nur ein geringes Drehmoment aufweisen. Durch die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes kann ein zum Verstellen der Ventil- oder Klappeneinrichtung erforderliches Drehmoment beziehungsweise eine erforderliche Kraft auf das Kraftübertragungselement ausgeübt werden.
- In vorteilhafter Weise ist das Getriebe, welches das Verstellelement mit dem elektromotorischen Antrieb koppelt, als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet. Ist ferner das Kraftübertragungselement als Zug-Druckmittel implementiert, so wird ein selbsttätiges Verschwenken der Ventil- oder Klappeneinrichtung wirksam unterbunden und ein Verstellen des Ventils oder der Klappe ist folglich nur durch den elektromotorischen Antrieb steuerbar.
- Vorzugsweise ist das Getriebe als Schneckengetriebe ausgebildet, welches eine selbsthemmende als auch eine die Drehung des elektromotorischen Antriebs untersetzende Funktion zur Verfügung stellt.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kraftübertragungselement klappenseitig in einem radialen Abstand von einer Drehachse der Klappe oder des Ventils an einem weiteren mit der Klappe oder dem Ventil verbundenen, außerhalb der Abgaseinrichtung angeordneten Verstellelement angelenkt. Durch eine derartige radial beabstandete Anordnung an einem weiteren Verstellelement an der Klappen- oder Ventilseite der Stelleinrichtung wird eine durch das Kraftübertragungselement übertragene Kraft, welche vorzugsweise in Form einer Zug- und/oder Druckübertragung erfolgt, wieder in eine Drehbewegung für das Ventil oder die Klappe übertragen.
- Die Art der Anlenkung des Kraftübertragungselements an der Klappe oder an dem Ventil kann hierbei in ähnlicher Weise erfolgen wie die antriebsseitige Anlenkung des Kraftübertragungselements am Verstellelement, welches mit dem elektromotorischen Antrieb in Wirkverbindung steht.
- Vorzugsweise ist das weitere, an der Klappe oder am Ventil angeordnete Drehelement als Seilrolle für einen Innenzug des als Betätigungszug ausgebildeten Kraftübertragungselements ausgebildet. Hierbei weist das weitere Drehelement, das heißt die Seilrolle eine radial außenliegende Aufnahme für das Ende des Betätigungszuges auf. Insbesondere, wenn der Betätigungszug als Seilzug ausgebildet ist, wird hierbei der Innenzug an der Seilrolle angelenkt, wobei letztere zumindest partiell vom Ende des Innenzugs umfasst ist.
- Weiterhin ist vorgesehen, dass die seilrollenseitige Aufnahme für das Ende des Betätigungszugs als Nippelkammer ausgebildet ist, die zur Aufnahme eines Seilnippels des Innenzugs des Betätigungszugs dient.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein erster Drehsensor im Abtriebsstrang des Getriebes oder am Verstellelement zur Erfassung der Rotation des Getriebes und/oder des Verstellelementes vorgesehen. Mit Hilfe dieses ersten Drehsensors, welcher typischerweise als Hall-Geber in Kombination mit einem am Abtriebsstrang oder am Verstellelement angeordneten Magnetelement ausgebildet ist, kann eine sensorische Erfassung einer Rotationsbewegung des Getriebes oder des Verstellelements erfolgen. Das vom Drehsensor erzeugte Signal kann einer Steuereinheit zugeführt werden, welche anhand der Auswertung des Signals feststellen kann, ob eine Funktionsstörung der Stelleinrichtung vorliegt.
- Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Drehsensor am elektromotorischen Antrieb selbst zur Erfassung der Rotation des elektromotorischen Antriebs angeordnet.
- In vorteilhafter Weise können die vom ersten und zweiten Drehsensor erzeugten und an eine Steuereinheit übermittelten Signale von dieser ausgewertet werden, so dass möglicherweise auftretende Fehlfunktionen der Stelleinrichtung erfasst und erkannt werden. Auftretende Fehlfunktion oder Betriebsstörungen der Stelleinrichtung können somit gegenüber einem Benutzer oder Bedienpersonal, aber auch anderen Fahrzeugeinrichtungen oder Steuereinrichtungen kenntlich gemacht werden.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dreht der elektromotorische Antrieb sowohl zum Überführen der Klappe von einer Öffnungs- in eine Schließstellung oder von einer Anfangs- in eine Endstellung und zum reziproken Überführen der Klappe von Schließ- in Öffnungsstellung oder von End- in Anfangsstellung stets in die gleiche Richtung. Von daher ist eine Richtungsumkehr mit einer damit verbundenen komplexeren Ansteuerung des Motors nicht notwendig, so dass auf einen entsprechenden Steuermechanismus zur Drehrichtungsumkehr des elektromotorischen Antriebs effektiv verzichtet werden kann.
- In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Auspuffanlage eines Verbrennungsmotors, in welcher die elektromechanische Stelleinrichtung gemäß der Erfindung Verwendung findet.
- Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuereinheit zur Ansteuerung oder Regelung der elektromechanischen Stelleinrichtung gemäß der Erfindung.
- Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
- Ausführungsbeispiel
- Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht der elektromechanischen Stelleinrichtung, -
2 eine Ansicht der Stelleinrichtung gemäß1 mit geöffneter Motorabdeckung, -
3 eine perspektivische Detaildarstellung des elektromotorischen Antriebs mit einem Schneckengetriebe und -
4 eine weitere perspektivische Darstellung der Stelleinrichtung gemäß1 . - Die
1 ,2 und4 zeigen unterschiedliche perspektivischer Darstellungen eines Ausführungsbeispiels der elektromechanischen Stelleinrichtung zum Verstellen einer in einer Abgaseinrichtung10 eines Verbrennungsmotors schwenkbar angeordneten Klappe22 oder eines entsprechenden Ventils. Die Klappe22 ist beispielsweise als Abgas- oder Abgasstauklappe ausgebildet, die ein nahezu vollständiges Verschließen des Abgasrohrs10 ermöglicht. Die Geometrie der Klappe22 entspricht daher im wesentlichen dem Innendurchmesser des Abgasrohrs10 . Die Klappe22 ist auf einer Drehachse24 gelagert und kann durch eine 90°-Drehung zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verstellt werden. - Die Drehachse
24 der Klappe22 führt radial aus dem Abgasrohr10 heraus und steht dort mit einem Verstellelement44 , welches vorzugsweise als Scheibe ausgebildet ist, in Wirkverbindung. Die Scheibe44 ist vorzugsweise fest mit der Drehachse24 der Klappe22 verbunden, so dass eine Drehung der Scheibe44 eine entsprechende Drehung der Klappe22 innerhalb des Abgasrohrs10 zur Folge hat. - Das als Scheibe
44 ausgebildete Verstellelement ermöglicht eine Umsetzung einer Translations- beziehungsweise Zug-Druckbewegung in eine Drehbewegung der Klappe22 . Die Scheibe44 weist eine Nippelkammer zur Aufnahme eines Seilnippels46 eines Innenzugs18 eines als Betätigungszugs ausgebildeten Kraftübertragungselementes30 auf, welches eine mechanische Kopplung zwischen der Klappe22 und dem elektromotorischen Antrieb14 herstellt. Der Betätigungszug weist hier einen den Innenzug18 umgebenden Außenzug12 auf. - Der Außenzug
12 ist mittels zweier Endarmaturen26 und28 jeweils antriebsseitig beziehungsweise klappenseitig fixiert. Der Innenzug18 hingegen ist mit seinem Seilnippel46 radial beabstandet von der Drehachse24 der klappenseitigen Scheibe44 angeordnet, während das antriebsseitige Ende20 des Innenzugs18 an einem ähnlichen scheibenförmigen Verstellelement16 antriebsseitig angelenkt ist. - Der Anlenkpunkt
20 des Innenzugs18 an der Scheibe16 ist ebenfalls in einem radialen Abstand zur Drehachse der Scheibe16 angeordnet, so dass bei einer Drehung der Scheibe16 eine Zug- und/oder Druckkraft auf den Innenzug18 beziehungsweise auf das gesamte Kraftübertragungselement30 ausgeübt wird. - Der elektromotorische Antrieb
14 , welcher über einen Elektromotor34 verfügt, ist über ein Getriebe40 mit dem antriebsseitigen Verstellelement16 gekoppelt. Das Getriebe40 ist vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebildet und verfügt zumindest über ein Schneckenrad42 und über eine damit in Eingriff stehende Welle38 , die ihrerseits vom Elektromotor34 angetrieben wird. Das Schneckenrad42 ist hierbei typischerweise verdrehsicher mit der Scheibe16 verbunden. - Der elektromotorische Antrieb
14 verfügt ferner über Drehsensoren43 ,32 , die beispielsweise im Abtriebsstrang des Getriebes40 oder direkt am Elektromotor34 angeordnet sind. Diese Drehsensoren43 ,32 sind zum Beispiel in Form von Hall-Sensoren ausgebildet und ermöglichen ein sensorischen Erfassen der tatsächlichen Drehbewegung des Motors34 und des Getriebes40 beziehungsweise der Scheibe16 . Die von den Drehsensoren43 ,32 erzeugbaren Signale sind ferner einer Steuereinrichtung zuführbar, welche zur Detektion und gegebenenfalls auch zur Anzeige einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung anhand der zugeführten, von den Drehsensoren erzeugten Rotationssignale dient. - Aufgrund der besonderen Anordnung beziehungsweise Anlenkung des Kraftübertragungselementes
30 an die Verstellelemente16 und44 muss der Elektromotor34 lediglich in eine Drehrichtung drehbar sein. Eine Drehrichtungsumkehr ist daher nicht erforderlich, so dass ein entsprechend kostengünstiger Elektromotor34 mit einer entsprechend unkomplizierten Ansteuerelektronik36 zur Betätigung der Stelleinrichtung Verwendung finden kann. - In dem anhand der
1 ,2 und4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Kraftübertragungselement30 auch lediglich als Seilzug mit einem Außenzug12 und Innenzug18 ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausführungsform kann zwar lediglich eine Zugkraft vom elektromotorischen Antrieb14 über das Kraftübertragungselement30 auf die Klappe22 ausgeübt werden. Eine der vom Kraftübertragungselement30 übertragbaren Zugkraft entgegenwirkende Rückstellkraft auf die Klappe oder das Ventil22 kann hierbei mittels einer Spiralfeder21 aufgebracht werden, die die Klappe22 wieder in eine Ausgangsstellung entgegen dem über das Kraftübertragungselement übertragenen Zug zurückbewegt. - Ein weiterer Vorteil der radial beabstandeten Anordnung des Anlenkpunkts
20 an der Scheibe16 liegt in einer in Projektion sinusähnlichen Translationsbewegung des Innenzugs18 gegenüber dem Außenzug12 bei einem gleichmäßigen Drehen der Scheibe16 . In der im Ausführungsbeispiel dargestellten Anordnung wird im wesentlichen nur diejenige Komponente der Drehbewegung des Anlenkpunkts20 auf den Seilzug30 übertragen, die durch die Richtung zwischen der Endarmatur28 und der Drehachse der Scheibe16 vorgegeben ist. Befindet sich zum Beispiel der Anlenkpunkt20 in einer der in1 und2 dargestellten Stellung, die der Endarmatur28 am nächsten liegt, so hat eine Drehbewegung der Scheibe16 nur eine geringe Auswirkung auf die Zugwirkung des Betätigungszugs30 . Ist die Scheibe16 jedoch in einer um 90° gedrehten Stellung, so wird die Drehbewegung der Scheibe in diesem Winkelbereich nahezu vollständig in eine Translation des Innenzugs18 übertragen. - An seinem klappenseitigen Ende
46 ist der Innenzug18 umfangsseitig an der Seil- oder Umlenkrolle44 angeordnet, so dass eine Translationsbewegung des Innenzugs18 direkt in eine Drehbewegung der Rolle oder Scheibe44 und somit in eine direkte Drehbewegung der Klappe22 übertragen wird. -
- 10
- Abgasrohr
- 12
- Außenzug
- 14
- elektromotorischer Antrieb
- 16
- Scheibe
- 18
- Innenzug
- 20
- Anlenkpunkt
- 21
- Rückstellfeder
- 22
- Klappe
- 24
- Drehachse
- 26
- Endarmatur
- 28
- Endarmatur
- 30
- Kraftübertragungselement, Betätigungszug
- 32
- Drehsensor
- 34
- Elektromotor
- 36
- elektrische Ansteuerung
- 38
- Welle
- 40
- Schneckengetriebe
- 42
- Schneckenrad
- 43
- Drehsensor
- 44
- Seilrolle
- 46
- Nippel
Claims (17)
- Elektromechanische Stelleinrichtung mit einem elektromotorischen Antrieb (
14 ) zur Betätigung einer in einer Abgaseinrichtung (10 ) eines Verbrennungsmotors schwenkbar angeordneten Klappe (22 ), wobei der elektromotorische Antrieb (14 ) von der Klappe (22 ) beabstandet angeordnet ist und zur Kopplung des Antriebs (14 ) und der Klappe (22 ) ein mechanisches Kraftübertragungselement (30 ) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (30 ) antriebsseitig in einem radialen Abstand zur Drehachse eines vom elektromotorischen Antrieb verdrehbaren Verstellelements (16 ) angelenkt ist. - Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein federbelastetes Rückstellelement (
21 ) an der Klappe (22 ) angeordnet ist, welches zum Drehen der Klappe (22 ) entgegen einer Zugrichtung des als Zugmittel ausgebildeten Kraftübertragungselements (30 ) vorgesehen ist. - Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Übertragen einer Zug- und/oder Druckkraft das Kraftübertragungselement (
30 ) als flexibler Betätigungszug ausgebildet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (
30 ) als starres Zug-Druckmittel, insbesondere als Zug- Druckgestänge, ausgebildet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (
16 ) als drehbare Scheibe ausgebildet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (
16 ) über ein Getriebe (40 ) mit dem elektromotorischen Antrieb (14 ) gekoppelt ist. - Stelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (
40 ) als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (
40 ) als Schneckengetriebe ausgebildet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (
30 ) klappenseitig in einem radialen Abstand von der Drehachse (24 ) der Klappe an einem weiteren mit der Klappe verbundenen außerhalb der Abgaseinrichtung (10 ) angeordneten Verstellelement (44 ) angelenkt ist. - Stelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Drehelement (
44 ) als Seilrolle für den Innenzug des als Betätigungszug ausgebildeten Kraftübertragungselementes (30 ) ausgebildet ist mit einer radial außen liegenden Aufnahme für das Ende des Betätigungszuges. - Stelleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als Nippelkammer ausgebildet ist.
- Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Drehsensor (
43 ) im Abtriebsstrang des Getriebes (40 ) oder am Verstellelement (16 ) zur Erfassung der Rotation des Getriebes (40 ) und/oder des Verstellelementes (16 ) vorgesehen ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Drehsensor (
32 ) am elektromotorischen Antrieb (14 ) zur Erfassung einer Rotation des elektromotorischen Antriebs angeordnet ist. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (
43 ) und der zweite Drehsensor (32 ) zur Abgabe von Rotationssignalen an eine Steuereinheit ausgebildet sind, welche zur Ermittlung einer Fehlfunktion der Stelleinrichtung mittels Auswertung der Rotationssignale dient. - Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überführen der Klappe (
22 ) von einer Öffnungs- in eine Schließstellung und zum Überführen der Klappe (22 ) von der Schließ- in die Öffnungsstellung der elektromotorische Antrieb (14 ) stets in die gleiche Richtung dreht. - Auspuffanlage eines Verbrennungsmotors mit einer elektromechanischen Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Betätigung einer in der Auspuffanlage schwenkbar angeordneten Abgas- oder Abgasstauklappe (
22 ). - Steuereinheit zur Ansteuerung oder Regelung einer elektromechanischen Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14.
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