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Die Erfindung betrifft eine Drehantriebsvorrichtung, die insbesondere dazu bestimmt ist, in ein Ventil für einen Kraftfahrzeugmotor integriert zu sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fluidzirkulationsventil, umfassend eine solche Drehantriebsvorrichtung.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Drehantriebsvorrichtung.
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Insbesondere ist das Gebiet der vorliegenden Erfindung jenes der Ausrüstungen für die Versorgung des Motors, insbesondere Abgas-Rezirkulationsventile, die an der Funktion der Verbrennungsmotoren beteiligt sind.
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Es sind Fluidzirkulationsventile bekannt, beispielsweise für die Rezirkulation von Abgasen, umfassend einen Körper, der eine Fluiddurchgangsleitung aufweist, ein Verschlusselement, beispielsweise ein Ventil, eine Steuerwelle des Verschlusselements, die sich längs entlang einer Achse und in freier Translation entlang der Längsachse erstreckt, und ein Antriebselement der Steuerwelle in Translation.
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Da es die Translation des Ventils ermöglicht, die Fluidmenge, die in der Leitung zirkuliert, zu regeln, heißt es, dass das Verschlusselement ein Fluidregulierungselement bildet. Das Verschlusselement ist zwischen zwei äußersten Positionen beweglich montiert und wird zwischen den zwei äußersten Positionen von einem Antriebsmotor über das Antriebselement angetrieben. Insbesondere wandelt das Antriebselement die Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Translationsbewegung der Steuerwelle des Verschlusselements um.
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Das Fluidzirkulationsventil und genauer die Übertragungswelle des Antriebsmotors umfasst auch ein Untersetzungssystem, umfassend beispielsweise Getriebe. Das Untersetzungssystem ermöglicht es, die Drehbewegung des Antriebsmotors auf das Antriebselement zu übertragen. Da der Antriebsmotor und das Antriebselement nämlich nicht entlang derselben Achse ausgerichtet sind, ermöglicht es das Untersetzungssystem, die Drehbewegung des Antriebsmotors entlang einer ersten Achse in eine Drehbewegung des Antriebselements entlang einer zweiten, von der ersten Achse verschiedenen Achse umzuwandeln.
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Im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung innerhalb des Antriebsmotors ist es aus Sicherheitsgründen notwendig, dass das Verschlusselement in der Verschlussposition des Fluidzirkulationsventils gehalten wird. Aus diesem Grund umfasst das Fluidzirkulationsventil eine Feder, beispielsweise eine Spiralfeder, die eingerichtet ist, um das Verschlusselement in die Verschlussposition des Ventils zurückzustellen. Diese Feder wird auf dem Ventilkörper durch Reliefelemente, die direkt aus dem Ventilkörper herausgearbeitet sind, oder durch Hinzufügen von Stiften gehalten.
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Allerdings sind die durch Guss hergestellten Reliefelemente ungenau, was einen Versatz der Ausrichtung der Feder auf Grund einer Ungenauigkeit bei der Befestigung der Feder zur Folge hat. Aus diesem Grund kann die Feder Reibungen innerhalb des Ventils erzeugen.
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Ferner erfordern die Reliefelemente ein spezifisches Herstellungsverfahren und haben folglich hohe Herstellungskosten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen, wobei eine Drehantriebsvorrichtung vorgeschlagen wird, die insbesondere dazu bestimmt ist, in ein Ventil für einen Kraftfahrzeugmotor integriert zu werden, die es ermöglicht, das Verschlusselement in eine Verschlussposition des Ventils zurückzustellen, die Genauigkeit der Befestigung und der Ausrichtung der Feder zu verbessern, wobei gleichzeitig die Herstellungskosten der Drehantriebsvorrichtung verringert werden.
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Drehantriebsvorrichtung, die insbesondere dazu bestimmt ist, in ein Ventil für einen Kraftfahrzeugmotor integriert zu werden, wobei die Vorrichtung umfasst:
- - einen Körper,
- - eine Übertragungswelle, die drehbeweglich auf dem Körper um eine erste Drehachse montiert ist,
- - ein elastisches Element, das ausgebildet ist, um eine Rückstellfunktion der Übertragungswelle zu erfüllen, um die Übertragungswelle in eine vorbestimmte Position zurückzustellen, wobei ein erstes Ende des elastischen Elements an der Übertragungswelle befestigt ist,
- - einen Träger, der auf dem Körper angeordnet ist, wobei ein zweites Ende des elastischen Elements am Träger befestigt ist, wobei der Träger ausgebildet ist, um das elastische Element am Körper zu befestigen, und um das zweite Ende des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und in Bezug zum Körper auszurichten.
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Vorteilhafterweise ermöglicht eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung eine Rückstellung des elastischen Elements in eine vorbestimmte Position, um das Ventil, in das die Drehantriebsvorrichtung integriert ist, zu sichern.
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Ferner ermöglicht es eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung, die Genauigkeit der Befestigung des elastischen Elements auf dem Träger zu verbessern, und folglich die Ausrichtung des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und in Bezug zum Körper zu verbessern.
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Die Ausrichtung des zweiten Endes der Feder in Bezug zur Übertragungswelle ermöglicht es, das elastische Element in einer Ebene zu halten, was zum Ziel hat, die Reibungen des elastischen Elements in dem Ventil zu vermeiden und folglich die Leistungen des Ventils zu verbessern.
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Die Ausrichtung des zweiten Endes der Feder in Bezug zum Körper ermöglicht es, die Richtung des Endes der Feder zu beeinflussen, und folglich die Zentrierung des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle aufrechtzuerhalten.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung eine Verringerung der Herstellungskosten der Drehantriebsvorrichtung und somit der Herstellungskosten des Fluidzirkulationsventils, in das die Drehantriebsvorrichtung integriert ist.
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Ferner ermöglicht es eine solche Drehantriebsvorrichtung, die Dimensionsstreuungen zwischen den Teilen der Anordnung sowie die zeitliche Entwicklung der Dimensionen auf Grund des Verschleißes oder der Differentialwärmedehnungen zu berücksichtigen.
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Die erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung kann auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale, einzeln betrachtet oder in allen möglichen Kombinationen umfassen:
- - das elastische Element umfasst ein fadenförmiges Element; und/oder
- - das fadenförmige Element hat eine allgemeine Form einer gekrümmten Streifenfeder; und/oder
- - das elastische Element umfasst eine Feder von spiralförmiger Form; und/oder
- - das elastische Element erstreckt sich in einer Mittelebene, wobei der Träger ausgebildet ist, um das zweite Ende des elastischen Elements in der Mittelebene zu halten; und/oder
- - das elastische Element umfasst einen inneren Strang und einen äußeren Strang, wobei der innere Strang des elastischen Elements das erste Ende des elastischen Elements umfasst, das an der Übertragungswelle befestigt ist, und der äußere Strang des elastischen Elements das zweite Ende des elastischen Elements umfasst, das am Träger befestigt ist; und/oder
- - jedes Ende des elastischen Elements umfasst einen Befestigungsabschnitt, der ausgebildet ist, um an der Übertragungswelle und am Träger befestigt zu sein; und/oder
- - der Befestigungsabschnitt erstreckt sich in eine Richtung quer zur Richtung des Endes des elastischen Elements, das sich vor dem Befestigungsabschnitt befindet, und/oder
- - der Befestigungsabschnitt umfasst mindestens einen gekrümmten Querschnitt und/oder mindestens einen geradlinigen Querschnitt; und/oder
- - der Träger umfasst einen Haltebolzen, der ausgebildet ist, um das elastische Element auf dem Körper zu befestigen, und um das elastische Element in Bezug zur Übertragungswelle auszurichten; und/oder
- - die Übertragungswelle umfasst einen Zahnkranz und eine Nabe; und/oder
- - der Zahnkranz umfasst konische Zahnungen; und/oder
- - der Zahnkranz umfasst gerade Zahnungen; und/oder
- - der Zahnkranz ist aus Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt, und die Nabe ist aus einem metallischen Material hergestellt; und/oder
- - das elastische Element ist aus einem metallischen Material hergestellt; und/oder
- - der Träger ist insbesondere durch Formguss aus Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt; und/oder
- - der Körper ist aus Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt; und/oder
- - die Drehantriebsvorrichtung, umfasst auch einen Elektromotor, der eingerichtet ist, um die Übertragungswelle um die erste Drehachse in Drehung anzutreiben; und/oder
- - der Elektromotor ist vom Typ Gleichstrommotor; und/oder
- - der Elektromotor ist vom Typ bürstenloser Motor; und/oder
- - der Elektromotor ist vom Typ Schrittmotor.
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Nach einer ersten Ausführungsart kann die erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln betrachtet oder in allen möglichen Kombinationen umfassen:
- - der Träger umfasst mindestens zwei Befestigungsbolzen, der Körper umfasst mindestens zwei Befestigungsöffnungen, wobei ein Befestigungsbolzen und eine Befestigungsöffnung zusammenwirken, um den Träger auf dem Körper zu befestigen und die Drehung des Trägers in Bezug zum Körper festzustellen; und/oder
- - nach einem Querschnitt in einer orthogonalen Ebene zur ersten Drehachse hat jeder Befestigungsbolzen des Trägers eine allgemeine Kreuzform; und/oder
- - der Haltebolzen erstreckt sich längs entlang einer Achse parallel zur ersten Drehachse vom Träger in einem zum Körper entgegengesetzte Richtung; und/oder
- - jeder Befestigungsbolzen erstreckt sich längs entlang einer Achse parallel zur ersten Drehachse vom Träger in Richtung des Körpers; und/oder
- - die Drehantriebsvorrichtung umfasst auch eine Schutzkappe.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es die allgemeine Kreuzform jedes Befestigungsbolzens der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, das Einsetzen der Bolzen in den Körper zu erleichtern. Das Vorhandensein von zwei Bolzen ermöglicht es, die Drehung des Trägers in Bezug zum Körper festzustellen.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die Schutzkappe der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, die Drehantriebsvorrichtung vor Partikel, wie beispielsweise Staub, zu schützen.
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Nach einer zweiten Ausführungsart kann die erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln betrachtet oder in allen möglichen Kombinationen umfassen.
- - der Träger ist in Drehung um eine zweite Drehachse zwischen einer ersten Position, in der der Träger ausgebildet ist, um die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse festzustellen, und einer zweiten Position, in der der Träger ausgebildet ist, um die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse zu ermöglichen, beweglich; und/oder
- - die zweite Drehachse ist im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse; und/oder
- - der Haltebolzen erstreckt sich längs entlang der zweiten Drehachse vom Träger in eine zum Körper entgegengesetzte Richtung; und/oder
- - der Träger umfasst eine Ausstülpung, die ausgebildet ist, um die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse festzustellen, wenn sich der Träger in der ersten Position befindet; und/oder
- - der Zahnkranz umfasst eine Aufnahme, die dazu vorgesehen ist, die Ausstülpung des Trägers aufzunehmen und die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse festzustellen, wenn sich der Träger in der ersten Position befindet; und/oder
- - der Träger umfasst mindestens einen Befestigungsbolzen, der Körper umfasst mindestens eine Befestigungsöffnung, der mindestens eine Befestigungsbolzen und die mindestens eine Befestigungsöffnung wirken zusammen, um den Träger auf dem Körper zu befestigen, und um die Drehung des Trägers um die zweite Drehachse in Bezug zum Körper zu ermöglichen; und/oder
- - der mindestens eine Befestigungsbolzen erstreckt sich längs entlang der zweiten Drehachse vom Träger in Richtung des Körpers; und/oder
- - die Drehantriebsvorrichtung umfasst auch eine Schutzkappe, die eingerichtet ist, um den Träger in der zweiten Position zu halten.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es die Schutzkappe der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, die Drehantriebsvorrichtung vor Partikeln zu schützen und das Blockieren des Zahnkranzes der Übertragungswelle zu verhindern.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fluidzirkulationsventil, umfassend:
- - einen Ventilkörper, der eine Fluidzirkulationsleitung begrenzt,
- - ein Verschlusselement, das zwischen einer Öffnungsposition, die den Durchgang des Fluids in der Leitung ermöglicht, und einer Verschlussposition, die den Durchgang des Fluids in der Leitung verhindert, beweglich ist,
- - eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung, bei der das Verschlusselement mit der Übertragungswelle der Drehantriebsvorrichtung verbunden ist, so dass die Übertragungswelle eingerichtet ist, um das Verschlusselement anzutreiben.
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Auf vorteilhafte Weise weist das erfindungsgemäße Fluidzirkulationsventil verbesserte Leistungen im Vergleich mit den Ventilen des Standes der Technik auf, insbesondere dank der Befestigung und der Ausrichtung des zweiten Endes des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und zum Körper, wodurch es möglich ist, die Reibungen des elastischen Elements in dem Ventil zu verringern.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht ein erfindungsgemäßes Fluidzirkulationsventil eine Verringerung der Herstellungskosten im Vergleich mit den Ventilen des Standes der Technik.
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Ferner ermöglicht ein solches Fluidzirkulationsventil eine Berücksichtigung des Verschleißes der Teile der Drehantriebsvorrichtung, wobei es insbesondere die Absorption der Streuung zwischen den Teilen der Drehantriebsvorrichtung ermöglicht.
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Das erfindungsgemäße Fluidzirkulationsventil kann vom Typ Abgas-Rezirkulationsventil, insbesondere vom Typ Hochdruckventil, sein.
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Nach einer ersten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Fluidzirkulationsventils ist das Verschlusselement ein in Translation zwischen der Öffnungsposition und der Verschlussposition entlang der ersten Drehachse bewegliches Ventil, wobei das Verschlusselement mit der Übertragungswelle der Drehantriebsvorrichtung verbunden ist, so dass die Übertragungswelle eingerichtet ist, um den Antrieb des Verschlusselements in Translation zu ermöglichen.
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Das Fluidzirkulationsventil nach der ersten Ausführungsart der Erfindung umfasst ein Antriebselement, das eingerichtet ist, um die Drehbewegung der Drehantriebsvorrichtung in eine Translationsbewegung des Verschlusselements umzuwandeln.
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Nach einer zweiten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Fluidzirkulationsventils ist das Verschlusselement in Drehung zwischen der Öffnungsposition und der Verschlussposition beweglich, wobei das Verschlusselement mit der Übertragungswelle der Drehantriebsvorrichtung verbunden ist, so dass die Übertragungswelle eingerichtet ist, um den Drehantrieb des Verschlusselements zu ermöglichen.
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Bei dem Fluidzirkulationsventil nach der zweiten Ausführungsart der Erfindung kann das Verschlusselement eine Klappe sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung, umfassend:
- - einen Bereitstellungsschritt, in dem eine Übertragungswelle, ein Körper, ein Träger und ein elastisches Element der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung bereitgestellt werden,
- - einen Befestigungsschritt, in dem ein erstes Ende des elastischen Elements an der Übertragungswelle befestigt wird,
- - einen Befestigungsschritt, in dem ein zweites Ende des elastischen Elements am Träger befestigt wird,
- - einen Einstellungsschritt, in dem die Spannung des elastischen Elements auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird,
- - einen Einsetzschritt, in dem die Übertragungswelle in den Körper eingesetzt wird, so dass sie auf dem Körper um eine erste Drehachse drehbeweglich ist, und
- - einen Anordnungsschritt, in dem der Träger auf dem Körper angeordnet wird, so dass das zweite Ende des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und zum Körper ausgerichtet wird.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es ein Verfahren zum Zusammenbau einer erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, die Genauigkeit der Befestigung und der Ausrichtung des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und in Bezug zum Körper zu verbessern.
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Der Anordnungsschritt ermöglicht es nämlich, das zweite Ende der Feder in Bezug zur Übertragungswelle auszurichten, wodurch es möglich ist, das elastische Element in einer Ebene zu halten und so die Reibungen des elastischen Elements im Ventil zu vermeiden.
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Ferner ermöglicht es der Anordnungsschritt, das zweite Ende der Feder in Bezug zum Körper auszurichten, wodurch es möglich ist, die Richtung des Endes der Feder zu beeinflussen und folglich die Zentrierung des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle aufrechtzuerhalten.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung eine Verringerung der Herstellungskosten der Drehantriebsvorrichtung.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung kann auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln betrachtet oder in allen möglichen Kombinationen umfassen:
- - da der Träger um eine zweite Drehachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbeweglich ist, umfasst das Verfahren einen Ausrichtungsschritt, in dem der Träger ausgerichtet wird, so dass er die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse feststellt; und/oder
- - das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Bereitstellungsschritt, in dem eine Schutzkappe bereitgestellt wird, und einen Einsetzschritt, in dem die Schutzkappe auf die Drehantriebsvorrichtung in Translation entlang der zweiten Drehachse eingesetzt wird, so dass das Einsetzen der Schutzkappe zur Drehung des Träges von der ersten Position in die zweite Position führt; und/oder
- - da der Träger einen geneigten Abschnitt umfasst, gleitet während des Einsetzschrittes die Schutzkappe entlang des geneigten Abschnittes, so dass die Drehung des Trägers von der ersten Position in die zweite Position hervorgerufen wird; und/oder
- - da der Träger einen Haken umfasst, der sich längs entlang der zweiten Drehachse vom Träger in eine zum Körper entgegengesetzte Richtung erstreckt, wobei der Haken den geneigten Abschnitt umfasst, gleitet während des Einsetzschrittes der Schutzkappe die Schutzkappe entlang des geneigten Abschnitts des Hakens des Trägers, so dass die Drehung des Trägers von der ersten Position in die zweite Position hervorgerufen wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der detaillierten Beschreibung der Ausführungsarten hervor, die als nicht beschränkende Beispiele angeführt und dargestellt sind, begleitet von den untenstehenden Figuren:
- - 1 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Fluidzirkulationsventils,
- - 2 ist eine schematische Draufsicht einer Drehantriebsvorrichtung nach einer Ausführungsart der Erfindung,
- - die 3 und 4 sind Perspektivansichten einer Drehantriebsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung,
- - 5 ist eine Perspektivansicht einer Drehantriebsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung,
- - 6 ist eine Draufsicht der Drehantriebsvorrichtung aus 5,
- - die 7 und 8 sind Schnittansichten einer Drehantriebsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung, und
- - 9 ist ein Organigramm der Schritte des Verfahrens zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung nach einer Ausführungsart der Erfindung.
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In den verschiedenen Figuren sind die analogen Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sind die verschiedenen Elemente nicht notwendigerweise im Maßstab dargestellt, um eine Ansicht darzustellen, die es ermöglicht, das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.
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Die Erfindung betrifft ein Fluidzirkulationsventil für ein Kraftfahrzeug. 1 stellt ein solches Fluidzirkulationsventil 10 dar, hier ein Absperrventil, das eingerichtet ist, um die Menge an rezirkulierten Abgasen an der Ansaugleitung eines Motors zu regeln.
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Das Fluidzirkulationsventil kann vom Typ Abgas-Rezirkulationsventil sein. In dem beschriebenen Beispiel ist das Ventil vom Typ „Hochdruckventil“, d.h. dass die Abgase zwischen einem Punkt der Abgasschaltung, der sich stromaufwärts zu der Turbine eines Turboverdichters befindet, und einem Punkt der Ansaugschaltung des Motors, der sich stromabwärts zum Verdichter befindet, rezirkuliert werden.
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Das Fluidzirkulationsventil 10 umfasst einen Ventilkörper 12, der eine Fluiddurchgangsleitung 14 und ein Fluidregelelement, beispielsweise ein Verschlusselement 16, aufweist das zwischen zwei äußersten Positionen beweglich montiert ist. Im Falle eines Absperrventils ist das Verschlusselement in Translation zwischen den zwei äußersten Positionen beweglich. Im Falle eines Klappenventils kann das Verschlusselement in Drehung zwischen den zwei äußersten Positionen beweglich sein.
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Eine der äußersten Positionen des Fluidregelventils entspricht einer Position, in der die Leitung 14 des Ventils 10 vollkommen offen ist und es ermöglicht, die Abgase durchzulassen, und die andere äußerste Position des Fluidregelventils entspricht einer Position, in der die Leitung 14 des Ventils 10 vollkommen geschlossen ist, wodurch der Durchgang der Gase somit verhindert wird. Mit anderen Worten ist das Verschlusselement 16 zwischen einer Öffnungsposition des Ventils, erste Position genannt, die den Durchgang des Fluids sind er Leitung ermöglicht, und einer Verschlussposition des Ventils, zweite Position genannt, die den Durchgang des Fluids in der Leitung 14 verhindert, beweglich.
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Das Fluidregelventil wird zwischen den zwei Positionen durch einen Antriebsmotor 18 angetrieben.
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Der Antriebsmotor 18 ist beispielsweise ein Elektromotor vom Typ Gleichstrommotor. Der Elektromotor kann auch vom Typ bürstenloser Motor oder Schrittmotor sein. Der Elektromotor umfasst eine Übertragungswelle 20, die eine Drehbewegung um eine mit (y) in 1 bezeichnete Drehachse hat.
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Das Verschlusselement 16 ist auf einer Steuerwelle 22 montiert, die sich längs entlang einer mit (z) in 1 bezeichneten Achse erstreckt, wobei sich die Achse (z) im Wesentlichen orthogonal zur Achse (y) erstreckt. Das Verschlusselement 16 kann drehbaren Typs sein, beispielweise eine frei um die Achse (z) drehbare Klappe. Wie in 1 dargestellt, kann das Verschlusselement 16 linearen Typs sein, beispielsweise ein frei in Translation entlang der Achse (z) bewegliches Ventil. Genauer wird im Falle des Absperrventils die Steuerwelle 22 in Translationsbewegung versetzt, wobei das Verschlusselement 16 durch den Elektromotor über ein Antriebselement 24 angetrieben wird. Das Antriebselement 24 ist eingerichtet, um eine Drehbewegung in eine Translationsbewegung der Steuerwelle 22 umzuwandeln.
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Das Fluidzirkulationsventil 10 kann auch einen Positionsfühler umfassen, der dazu bestimmt ist, die Position des Fluidregelventils zu erfassen. Beispielsweise im Falle eines Absperrventils, wie in 1 dargestellt, ist der Positionsfühler ein linearer Positionsfühler, und im Falle eines Klappenventils ist der Positionsfühler ein Winkelpositionsfühler.
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Um es zu ermöglichen, das Verschlusselement in eine Verschlussposition des Ventils im Falle einer Stromunterbrechung zurückzustellen, umfasst das Fluidzirkulationsventil 10 eine Drehantriebsvorrichtung 30.
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Eine Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung ist in 2 dargestellt.
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Die Drehantriebsvorrichtung 30 umfasst einen Körper 40, eine Übertragungswelle 50, ein elastisches Element 60 und einen Träger 70.
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Der Körper 40 kann aus Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt sein.
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Die Übertragungswelle 50 ist drehbeweglich auf dem Körper 40 um eine erste Drehachse A montiert.
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Die Übertragungswelle 50 kann eine Kugelgewindespindel umfassen. Die Übertragungswelle 50 kann einen Zahnkranz, beispielsweise einen Zahnkranz, umfassend konische Zahnungen oder gerade Zahnungen, der um die erste Drehachse A drehbeweglich ist, und eine Nabe umfassen. Der Zahnkranz kann aus Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt sein, und die Nabe kann aus einem metallischen Material hergestellt sein.
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Die Drehantriebsvorrichtung 30 kann auch einen Elektromotor umfassen, umfassend eine Übertragungswelle, die sich quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse A erstreckt. Der Elektromotor ist eingerichtet, um die Übertragungswelle und genauer betrachtet den Zahnkranz um die Drehachse A anzutreiben.
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Das elastische Element 60 ist ausgebildet, um eine Rückstellfunktion der Übertragungswelle 50 zu erfüllen, um die Übertragungswelle 50 in eine vorbestimmte Position, beispielsweise die Verschlussposition des Ventils, zurückzustellen.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es die Rückstellfunktion der Übertragungswelle in die vorbestimmte Position durch das elastische Element, das Ventil, in das die Drehantriebsvorrichtung integriert ist, zu sichern.
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Das elastische Element 60 kann aus einem metallischen Material hergestellt sein.
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Das elastische Element 60 kann ein fadenförmiges Element umfassen. Beispielsweise kann das fadenförmige Element eine allgemeine Form einer gekrümmten Streifenfeder haben, insbesondere mit flachem Querschnitt. Wie in 4 dargestellt, erstreckt sich das elastische Element 60 längs in einer Ebene orthogonal zur ersten Drehachse A, und erstreckt sich die Höhendimension des elastischen Elements 60 entlang der ersten Drehachse A.
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Das elastische Element 60 kann eine spiralförmige Feder umfassen. Beispielsweise in 2 ist das elastische Element 60 eine Spiralfeder, umfassend eine Vielzahl von Windungen, hier sind drei Windungen dargestellt.
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Ein erstes Ende 62 des elastischen Elements 60 ist an der Übertragungswelle 50 beispielsweise über eine Nabe befestigt. Ein zweites Ende 64 des elastischen Elements 60 ist am Träger 70 befestigt.
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Das elastische Element 60 kann einen inneren Strang und einen äußeren Strang umfassen. Das elastische Element 60 kann auch einen oder eine Vielzahl von Zwischensträngen umfassen, der zwischen dem inneren Strang und dem äußeren Strang vorgesehen ist. Der innere Strang des elastischen Elements 60 kann das erste Ende 62 des elastischen Elements 60 umfassen, das n der Übertragungswelle 50 befestigt ist. Der äußere Strang des elastischen Elements 60 kann das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 umfassen, das am Träger 70 befestigt ist.
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Der Träger 70 ist auf dem Körper 40 angeordnet. Der Träger 70 ist ausgebildet, um das elastische Element 60 auf dem Körper 40 zu befestigen.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die Anordnung des Trägers auf dem Körper, die Genauigkeit der Befestigung und der Ausrichtung des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und in Bezug zum Körper zu verbessern.
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Der Träger 70 kann aus Kunststoff oder einem metallischen Material beispielsweise durch Formguss hergestellt sein.
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Ferner ist der Träger 70 ausgebildet, um das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten, um das elastische Element 60 in einer Ebene zu halten.
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Die Ausrichtung des zweiten Endes der Feder in Bezug zur Übertragungswelle ermöglicht es, die Reibungen des elastischen Elements im Ventil zu verringern.
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Ferner ist der Träger 70 ausgebildet, um das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 in Bezug zum Körper 40 auszurichten, um die Richtung des zweiten Endes 64 des elastischen Elements 60 und somit die Zentrierung des elastischen Elements 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 zu beeinflussen.
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Mit anderen Worten beeinfluss die Richtung des Endes des elastischen Elements den Abstand zwischen den Windungen des elastischen Elements, wodurch es möglich ist, das elastische Element in Bezug zur Übertragungswelle zu zentrieren.
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Die Ausrichtung des elastischen Elements 60 ermöglicht es, das zweite Ende 64, das mit dem Körper 40 verbunden ist, und das erste Ende 62, das mit der Übertragungswelle 50 verbunden ist, in parallelen Ebenen zu halten, so dass die Gesamtheit der Windungen des elastischen Elements in einer selben Ebene bleibt.
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Mit anderen Worten kann sich das elastische Element 60 in einer Mittelebene erstrecken, und ist der Träger 70 ausgebildet, um das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 in der Mittelebene zu halten.
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Das erste Ende 62 des elastischen Elements 60 kann einen Befestigungsabschnitt 66 umfassen, der ausgebildet ist, um an der Übertragungswelle 50 befestigt zu sein. Ebenso kann das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 einen Befestigungsabschnitt 68 umfassen, der ausgebildet ist, um am Träger 70 befestigt zu sein.
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Ein Befestigungsabschnitt 66, 68 kann sich in einer Richtung quer, insbesondere orthogonal, zur Richtung des Endes 62, 64 des elastischen Elements 60, das vor dem Befestigungsabschnitt angeordnet ist, erstrecken.
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Ein Befestigungsabschnitt 66, 68 kann einen oder eine Vielzahl von gekrümmten und/oder geraden Querschnitten umfassen. Wie beispielsweise in den 2 und 6 dargestellt, umfasst der Befestigungsabschnitt 68 des zweiten Endes 64 des elastischen Elements 60 einen gekrümmten Abschnitt und erstreckt sich quer zur Richtung des Endes 64 des elastischen Elements 60.
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Die Drehantriebsvorrichtung 30 kann eine Schutzkappe umfassen. Die Schutzkappe ermöglicht es, die Drehantriebsvorrichtung vor Partikeln, wie beispielsweise Staub, zu schützen.
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Nach einer ersten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, die insbesondere in den 3 und 4 dargestellt ist, ist der Träger 70 drehfest in Bezug zum Körper 40 vorgesehen.
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Der Träger 70 kann zwei Befestigungsbolzen 76 umfassen, die insbesondere in 4 dargestellt sind, und der Körper 40 kann zwei Befestigungsöffnungen (nicht dargestellt) umfassen. Jeder Befestigungsbolzen 76 kann sich längs entlang einer Achse parallel zur ersten Drehachse A vom Träger 70 in Richtung des Körpers 40 erstrecken. Jede Befestigungsöffnung kann sich längs entlang einer Achse parallel zur ersten Drehachse A von einer Außenwand des Körpers 40 in Richtung des Inneren des Körpers 40 erstrecken. Der Befestigungsbolzen und die Befestigungsöffnung haben im Wesentlichen komplementäre allgemeine Formen.
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Ein Befestigungsbolzen 76 und eine Befestigungsöffnung sind eingerichtet, um zusammenzuwirken, um den Träger 70 auf dem Körper 40 zu befestigen und die Drehung des Trägers 70 in Bezug zum Körper 40 festzustellen.
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Entlang eines Querschnitts in einer Ebene orthogonal zur ersten Drehachse A kann jeder Befestigungsbolzen 76 eine allgemeine Kreuzform haben, wie in 4 dargestellt.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die allgemeine Kreuzform jedes Befestigungsbolzens, das Einsetzen der Bolzen in den Körper zu erleichtern. Das Vorhandensein von zwei Bolzen ermöglicht es, die Drehung des Trägers in Bezug zum Körper zu blockieren.
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Der Träger 70 kann einen Haltebolzen 72 umfassen, der ausgebildet ist, um das elastische Element 60 auf dem Körper 40 zu befestigen und das elastische Element 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten. Der Haltebolzen 72 kann sich längs entlang einer Achse parallel zur ersten Drehachse A vom Träger 70 in eine zum Körper 40 entgegengesetzte Richtung erstrecken. Wie beispielsweise in den 3 und 4 dargestellt, erstreckt sich der Haltebolzen 72 längs entlang der ersten Drehachse A vom Träger 70 in eine zum Körper 40 entgegengesetzte Richtung und im Wesentlichen radial auf einem Winkelabschnitt um die erste Drehachse A.
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Der Befestigungsabschnitt 68 des zweiten Endes 64 des elastischen Elements 60 wirkt mit dem Haltebolzen 72 zusammen. Genauer umfasst der Befestigungsabschnitt 68, wie in 3 dargestellt, einen gekrümmten Abschnitt und einen geradlinigen Abschnitt. Der Befestigungsabschnitt 68 ist am Haltebolzen 72 befestigt, um das elastische Element 60 auf dem Träger 70 und folglich auf dem Körper 40 zu befestigen und das elastische Element 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten. Die Position und die Form des Haltebolzens 72 auf dem Träger 70 ermöglicht es nämlich, das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten.
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Nach einer zweiten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung, die insbesondere in den 5 und 6 dargestellt ist, ist der Träger 70 drehbeweglich um eine zweite Drehachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position montiert. Die zweite Drehachse, die mit B in den 5 und 6 bezeichnet ist, ist im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse A.
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Die erste Position entspricht einer Position, in der der Träger 70 ausgebildet ist, um die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A festzustellen. Die erste Position ist in den 5 und 6 dargestellt.
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Die zweite Position entspricht einer Position, in der der Träger 70 ausgebildet ist, um die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A zu ermöglichen.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die Drehfeststellungsposition der Übertragungswelle und insbesondere die Drehfeststellung des Zahnkranzes, die Montage der Drehantriebsvorrichtung zu erleichtern. Bei den Drehantriebsvorrichtungen des Standes der Technik wird nämlich ein zusätzliches Teil, beispielsweise ein Werkzeug, zu der Vorrichtung hinzugefügt, um den Zahnkranz in seiner Drehfeststellungsposition zu halten. Die Drehantriebsvorrichtung kann somit betätigt werden, während sich das elastische Rückstellelement in einem gespannten Zustand befindet. Erfindungsgemäß ermöglicht es der Träger, der es ermöglicht, sowohl die Feststellung als auch die Freigabe der Drehung der Übertragungswelle durchzuführen, die Hinzufügung dieses zusätzlichen Teils zu vermeiden und folglich die Montage der Drehantriebsvorrichtung zu vereinfachen.
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Der Träger 70 kann einen Haltebolzen 72 umfassen, der ausgebildet ist, um das elastische Element 60 auf dem Körper 40 zu befestigen und um das elastische Element 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten.
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Der Haltebolzen 72 kann sich längs entlang der zweiten Drehachse B vom Träger 70 in eine zum Körper 40 entgegengesetzte Richtung erstrecken. Wie beispielsweise in 5 dargestellt, hat der Haltebolzen 72 eine allgemeine zylindrische Form, die sich vom Träger 70 in eine zum Körper 40 entgegengesetzte Richtung erstreckt.
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Der Befestigungsabschnitt 68 des zweiten Endes 64 des elastischen Elements 60 wirkt mit dem Haltebolzen 72 zusammen. Genauer ist der gekrümmte Abschnitt des Befestigungsabschnitts 68, wie in 5 dargestellt, am Haltebolzen 72 befestigt, um das elastische Element 60 am Träger 70 und folglich am Körper 40 zu befestigen und um das elastische Element 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten. Die Position und die Form des Haltebolzens 72 auf dem Träger 70 ermöglicht es nämlich, das zweite Ende 64 des elastischen Elements 60 in Bezug zur Übertragungswelle 50 auszurichten.
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Der Träger 70 kann eine Ausstülpung 74 umfassen, die insbesondere in 6 zu sehen ist. Die Ausstülpung 74 ist ausgebildet, um die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A festzustellen, wenn sich der Träger in der ersten Position befindet.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht die Ausstülpung die Drehfeststellung der Übertragungswelle und insbesondere die Drehfeststellung des Zahnkranzes, und ermöglicht es somit, die Montage der Drehantriebsvorrichtung zu erleichtern.
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Die Übertragungswelle 50 und genauer betrachtet der Zahnkranz kann eine Aufnahme (nicht dargestellt) umfassen, die dazu vorgesehen ist, die Ausstülpung 74 des Trägers 70 aufzunehmen und die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A festzustellen, wenn sich der Träger 70 in der ersten Position befindet.
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Der Träger 70 kann einen Befestigungsbolzen 76 umfassen, der insbesondere in den 7 und 8 dargestellt ist, und der Körper 40 kann eine Befestigungsöffnung 42 umfassen, die insbesondere in den 7 und 8 dargestellt ist. Der Befestigungsbolzen 76 kann sich längs entlang der zweiten Drehachse B vom Träger 70 in Richtung des Körpers 40 erstrecken. Die Befestigungsöffnung 42 kann sich längs entlang der zweiten Drehachse B von einer Außenwand des Körpers 40 in Richtung des Inneren des Körpers 40 erstrecken. Der Befestigungsbolzen 76 und die Befestigungsöffnung 42 haben im Wesentlichen komplementäre allgemeine Formen.
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Der Befestigungsbolzen 76 und die Befestigungsöffnung 42 sind eingerichtet, um zusammenzuwirken, um den Träger 70 auf dem Körper 40 zu befestigen und die Drehung des Trägers 70 in Bezug zum Körper 40 um die zweite Drehachse B zu ermöglichen.
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Wie in den 7 und 8 dargestellt, umfasst die Drehantriebsvorrichtung 30 eine Schutzkappe 80.
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Die Schutzkappe kann eingerichtet sein, um den Träger in der zweiten Position zu halten. Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die Schutzkappe, die Drehfeststellung der Übertragungswelle und genauer betrachtet des Zahnkranzes zu verhindern.
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Der Träger 70 kann einen geneigten Abschnitt 78 umfassen, der eingerichtet ist, um mit der Schutzkappe 80 zusammenzuwirken, um den Drehantrieb des Trägers 70 von der ersten Position in die zweite Position zu ermöglichen.
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Insbesondere stellt 7 eine Drehantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsart dar, bei der der Träger in der ersten Position ist, während 8 die Drehantriebsvorrichtung darstellt, bei der der Träger in der zweiten Position ist.
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Die Kappe 80 ist eingerichtet, um entlang des geneigten Abschnitts 78 des Trägers 70 zu gleiten, um die Drehung des Trägers 70 von der ersten Position in die zweite Position anzutreiben.
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Wie in 7 dargestellt, ermöglicht es die Ausstülpung 74 des Trägers 70, die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A festzustellen. Wie in 8 dargestellt, gibt die Ausstülpung 74 des Trägers 70 die Drehung der Übertragungswelle 50 um die erste Drehachse A frei.
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Der Träger 70 kann einen Haken umfassen, der den geneigten Abschnitt 78 umfasst. Der Haken kann sich längs entlang der zweiten Drehachse B vom Träger 70 in eine zum Körper 40 entgegengesetzte Richtung erstrecken. Die Kappe 80 ist eingerichtet, um entlang des geneigten Abschnitts 78 des Hakens des Trägers 70 zu gleiten, um die Drehung des Trägers 70 von der ersten Position in die zweite Position anzutreiben.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung, wie bei den oben genannten Ausführungsarten beschrieben.
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9 stellt ein Organigramm der Schritte des Verfahrens zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung dar.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Bereitstellungsschritt S10, in dem eine Übertragungswelle, ein Körper, ein Träger und ein elastisches Element der Drehantriebsvorrichtung, wie vorher beschrieben, bereitgestellt werden.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Befestigungsschritt S20, in dem ein erstes Ende des elastischen Elements insbesondere abnehmbar an der Übertragungswelle befestigt wird. Mit anderen Worten entspricht der Befestigungsschritt S20 einen Schritt der Befestigung des ersten Endes des elastischen Elements auf der Übertragungswelle.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Befestigungsschritt S30, in dem ein zweites Ende des elastischen Elements insbesondere abnehmbar auf dem Träger befestigt wird. Mit anderen Worten entspricht der Befestigungsschritt S30 einem Schritt der Befestigung des zweiten Endes des elastischen Elements auf dem Träger.
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Die Befestigungsschritte S20 und S30 können umgekehrt werden.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Einstellungsschritt S40, in dem die Spannung des elastischen Elements auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird. Genauer wird die Übertragungswelle in Bezug zum Träger in Drehung versetzt, um die Spannung des elastischen Elements einzustellen. Insbesondere wird die Spannung des elastischen Elements eingestellt, um die Rückstellkraft an den gewünschten Wert anzupassen.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Einsetzschritt S50, in dem die Übertragungswelle in den Körper eingesetzt wird, so dass sie auf dem Körper um die erste Drehachse drehbeweglich ist.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung umfasst einen Anordnungsschritt S60, in dem der Träger auf dem Körper angeordnet wird, so dass das zweite Ende des elastischen Elements in Bezug zur Übertragungswelle und zum Körper ausgerichtet wird.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsart, wie vorher beschrieben, kann einen Ausrichtungsschritt S70 umfassen, in dem der Träger ausgerichtet wird, um die Drehung der Übertragungswelle um die erste Drehachse festzustellen.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsart kann einen Bereitstellungsschritt S80 umfassen, in dem eine Schutzkappe bereitgestellt wird.
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Das Verfahren zum Zusammenbau einer Drehantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsart kann einen Einsetzschritt S90 umfassen, in dem die Schutzkappe auf die Drehantriebsvorrichtung in Translation entlang der zweiten Drehachse eingesetzt wird, so dass das Einsetzen der Schutzkappe zur Drehung des Trägers von der ersten Position in die zweite Position führt. Das elastische Rückstellelement bleibt somit in einem gespannten Zustand, solange die Schutzkappe nicht angebracht ist. Das Anbringen der Schutzkappe ermöglicht es, die Drehung der Antriebsvorrichtung freizugeben. Die Antriebsvorrichtung ist nun funktionsfertig.
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Nach einer Ausführungsart gleitet die Schutzkappe während des Einsetzschrittes S90 entlang des geneigten Abschnitts des Trägers, um die Drehung des Trägers von der ersten Position in die zweite Position anzutreiben.
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Nach einer weiteren Ausführungsart gleitend die Schutzkappe während des Einsetzschrittes S90 entlang des geneigten Abschnitts des Hakens des Trägers, um die Drehung des Trägers von der ersten Position in die zweite Position anzutreiben.
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Die erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung wurde im Rahmen eines Fluidzirkulationsventils für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Natürlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsarten beschränkt, die nur als Beispiele angeführt sind. Im Gegenteil, weitere Anwendungen der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung sind auch möglich, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.
