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Die Erfindung betrifft allgemein eine elektronische Drosselkörperanordnung zum Steuern des Luftstroms in den Motor eines Fahrzeugs.
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Drosselkörperanordnungen sind allgemein bekannt und werden zum Steuern der Menge des Luftstroms in den Motor während Fahrzeugbetriebs verwendet. Aufgrund des Fortschritts der in modernen Fahrzeugen implementierten Technologie und der erhöhten Zahl von verfügbaren Optionen und Merkmalen, ergaben sich auch größere Beschränkungen hinsichtlich der Verpackungskonfiguration von Drosselkörperanordnungen sowie größere Beschränkungen hinsichtlich der Lage und Platzierung der Drosselkörperanordnung. Drosselkörperanordnungen sollen auch für Benzin- und Dieselanwendungen anpassbar sein.
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Da verschiedene Orientierungen eines Motors in einem Motorraum möglich sind, wird an Drosselkörperanordnungen außerdem die Anforderung rechtsseitiger und linksseitiger Konfiguration gestellt.
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Dementsprechend besteht ein Bedürfnis nach einer Drosselkörper- oder Drosselklappenanordnung, die die oben genannten Anforderungen erfüllt.
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Die vorliegende Erfindung ist eine Drosselkörperanordnung, die verschiedene Verpackungskonfigurationen ermöglicht, und sowohl für Benzin- als auch Dieselanwendungen anpassbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform schließt eine Drosselkörperanordnung zum Steuern der Ansaugung in einen Motor ein eine Drosselbohrung definierendes Gehäuse ein. Eine Drosselklappe ist in der Bohrung angeordnet und auf einer Welle montiert. Ein Elektromotor weist ein Ritzel auf. Eine Getriebeanordnung schließt ein Zwischengetriebe sowie einen Zahnbogen ein und ist für Übertragung von Drehantrieb vom Elektromotor auf die Drosselklappe konstruiert und angeordnet. Das Zwischengetriebe ist für Drehung gelagert und weist ein erstes Rad auf, das mit dem Ritzel in Eingriff kommt, sodass die Drehung des Ritzes das Zwischengetriebe dreht. Das Zwischengetriebe weist ein zweites Rad auf. Der Zahnbogen ist mit der Welle gekuppelt und weist einen Zähnesektor auf, wobei das zweite Rad mit den Zähnen des Zahnbogens in Eingriff kommt. Eine Vorspannstruktur ist so konstruiert und angeordnet, dass sie den Zahnbogen und damit die Welle unter Vorspannung setzt, sodass die Drosselklappe die Drosselbohrung schließt, wodurch eine geschlossene Position davon definiert wird. Eine Drosselklappen-Positionssensoranordnung weist ein mit der Welle verbundenes Sensorelement und einen Induktionsdrehpositionssensor in induktiver Beziehung mit dem Sensorelement auf. Die Drosselklappen-Positionssensoranordnung ist für Überwachung einer Position des Sensorelements und damit der Drosselklappe konstruiert und angeordnet. Wenn der Elektromotor erregt ist, bewirkt Drehung des Ritzels Drehung des ersten Rads, und das zweite Rad bewirkt Drehung des Zahnbogens, gegen die darauf wirkende Vorspannung, wodurch Drehung der Welle zum Bewegen der Drosselklappe von der geschlossenen Position zu einer offenen Position bewirkt wird.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden aus der hiernach gebotenen detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es wird darauf hingewiesen, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele, obwohl sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, nur zu Zwecken der Veranschaulichung dienen sollen, und nicht als Beschränkung des Umfangs der Erfindung aufzufassen sind.
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Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, wobei diese Folgendes darstellen:
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1A ist eine Draufsicht einer Drosselkörperanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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1B ist eine Unteransicht einer Drosselkörperanordnung von 1A;
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2 ist eine Seitenansicht einer Getriebeabdeckung, die über geschweißte Anschlüsse einer Drosselkörperanordnung von 1A gesetzt ist;
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3 ist eine Unteransicht einer Drosselkörperanordnung mit abgenommener Abdeckung, gemäß einer anderen Ausführungsform;
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4 ist eine Schnittansicht entlang der Linien 4-4 von 1A;
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses der Drosselkörperanordnung von 1A;
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6 ist eine Explosionsansicht einer Drosselkörperanordnung einer Ausführungsform;
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7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Zwischengetriebes verbunden mit einem Zahnbogen der Drosselkörperanordnung von 6, mit abgenommener Abdeckung;
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8 ist eine Seitenansicht der Drosselkörperanordnung von 1A, mit abgenommener Abdeckung, die die Rückstellfeder und zugehörige Anschlagstifte zeigt;
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9 ist eine Seitenansicht einer Drosselkörperanordnung, mit abgenommener Abdeckung und abgenommenem Sensor, die in das Gehäuse integrierte Anschläge, die mit der Rückstellfeder gemäß einer anderen Ausführungsform in Eingriff kommen, zeigt;
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10 ist eine perspektivische Ansicht eines in einem Gehäuse vorgesehenen Zahnbogens, der Teil der Drosselkörperanordnung von 6 ist;
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11 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform von Motorleitungen für einen Leiterrahmen, verwendet als Teil der Drosselkörperanordnung von 6;
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12 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Getriebeabdeckung der Drosselkörperanordnung von 6, die Leitungen von 11 abdeckend gezeigt;
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13 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform von Motorleitungen für einen Leiterrahmen, verwendet als Teil einer Drosselkörperanordnung;
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14 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Getriebeabdeckung einer Drosselkörperanordnung, die Leitungen von 13 abdeckend gezeigt;
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15 ist eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform von Motorleitungen für einen Leiterrahmen, verwendet als Teil einer Drosselkörperanordnung;
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16 ist eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Getriebeabdeckung einer Drosselkörperanordnung, die Leitungen von 15 abdeckend gezeigt;
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17 ist eine Seitenansicht einer unteren Buchse, einer Zwischenbuchse und einer Rückstellfeder, die als Teile Drosselkörperanordnung von 6 verwendet werden;
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18 ist eine Explosionsansicht der unteren Buchse, der Zwischenbuchse und der Rückstellfeder von 17;
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19 ist eine Schnittansicht der unteren Buchse, der Zwischenbuchse und der Rückstellfeder von 17.
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20 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Zahnbogens, der als Teil einer Drosselkörperanordnung verwendet wird.
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21 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Zahnbogens, der bei Dieselanwendungen verwendet wird.
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22 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Rückstellfeder und eines Zahnbogens einer Drosselkörperanordnung.
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23 ist eine Schnittsansicht entlang der Linie 23-23 von 22.
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Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung, deren Anwendung oder Nutzungen auf keinen Fall einschränken.
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In 1A und 6 ist eine Drosselkörperanordnung, allgemein als 10 angegeben, gemäß einer Ausführungsform zur Verwendung beim Steuern der Ansaugung für einen Motor gezeigt. Die Anordnung 10 schließt ein Gehäuse 12 mit einer integralen Zentralbohrung 14, durch die während Betriebs der Anordnung 10 Luft strömt, ein. Eine drehbare Welle 16 ist in der Zentralbohrung 14 vorgesehen. Die Welle 16 weist eine Nut 18 (4) auf, und ein Ventilelement 20 ist in der Nut 18 angeordnet. Bei der Ausführungsform besteht das Ventilelement 20 in der Form einer ringförmigen Drosselklappe. Unter Bezug auf 6 weist die Drosselklappe 20 zwei Öffnungen 22 auf, die auf zwei Gewindeöffnungen 24, die in der Welle 16 ausgebildet sind, ausgerichtet sind. Zum Verbinden der Klappe 20 mit der Welle 16 wird ein Befestigungselement, das bei dieser Ausführungsform eine Gewindeschraube 26 ist, durch jede Öffnung 22 der Klappe 20 und in die zugehörige Gewindeöffnung 24 in der Welle 16 eingesetzt.
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Unter Bezug auf 5 und 6 ist die Welle 16 teilweise in einer Öffnung 28, die im Gehäuse 12 ausgebildet ist und quer zur Bohrung 14 liegt, angeordnet. Wenigstens ein Nadellager 30 ist in der Öffnung 28 zur Stützung der Welle 16 und Ermöglichung der Drehung der Welle 16 in Bezug auf das Gehäuse 12 angeordnet. Das äußere Ende der Öffnung 28 wird von einem Stopfen 32 abgedichtet. Das Lager 30 befindet sich im Gehäuse 12 (5) und wird von einem in diesem ausgebildeten Vorsprung 52 gestützt sowie durch eine Klammer 34 (4), die mit einer Nut 50 in der Welle 16 in Eingriff steht, darin gehalten.
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Das Gehäuse 12 weist auch einen Hohlraum, als 36 in 5 allgemein gezeigt, auf. Ein Stellantrieb, vorzugsweise in der Form eines Elektromotors 38, ist im Hohlraum 36 angeordnet. Der Motor 38 ist am Gehäuse 12 durch zwei Motorschrauben 40 gesichert, die in den Gewindebohrungen 41 im Gehäuse 12 aufgenommen werden. Ein Ritzel 42 ist an der drehbaren Welle 43 (8) des Motors 38 angebracht. Das Ritzel 42 steht mit den Zähnen eines ersten Rads 45 eines Kunststoffzwischengetriebes, als 44 in 6 allgemein angegeben, in Eingriff. Das Zwischengetriebe 44 ist an einer Zwischenwelle 46 montiert, und die Zwischenwelle 46 erstreckt sich teilweise in eine Öffnung 48, die im Gehäuse 12 (10) ausgebildet ist. Ein zweites oder mittleres Rad 54 ist integral und konzentrisch mit dem Zwischengetriebe 44 ausgebildet. Das mittlere Rad 54 weist einen kleineren Durchmesser auf als das erste Rad 45 und ist davon beabstandet. Unter Bezug auf 10, bei Montage des mittleren Rads 54 und des ersten Rads 45 an der Welle 46, ist das mittlere Rad 54 für Drehung in einer Aussparung 56 im Gehäuse 12 vorgesehen, sodass die Zähne des mittleren Rads 54 in Eingriff mit den Zähnen 107 eines, vorzugsweise, Kunststoff-Zahnbogens 58, der an der Welle 16 befestigt ist, stehen. Das Zwischengetriebe 44 und der Zahnbogen 58 definieren eine Getriebeanordnung der Drosselkörperanordnung 10.
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Unter Bezug auf 4 und 17 bis 19 ist eine untere Buchse 60 auf dem Vorsprung 52 (4) montiert und umgibt dessen Außenseite. Eine Vorspannstruktur, allgemein als 62 in 18 angegeben, ist auf der unteren Buchse 60 montiert. Bei der Ausführungsform ist die Vorspannstruktur 62 eine Rückstellfeder mit einem ersten Wicklungsabschnitt 64a und einem zweiten Wicklungsabschnitt 64b. Genauer, der erste Wicklungsabschnitt 64a umgibt die untere Buchse 60. Es ist auch eine Zwischenbuchse 66 zwischen dem ersten Wicklungsabschnitt 64a und dem zweiten Wicklungsabschnitt 64b vorgesehen. Die Zwischenbuchse 66 weist einen Schlitzabschnitt 68 (6) auf, der der Zwischenbuchse 66 eine teilweise Auslenkung ermöglicht, ohne zu brechen, sodass die Wicklungsabschnitte 64a, 64b zusammen aus einem einzelnen durchgehenden Draht gefertigt werden können, und die Zwischenbuchse 66 zwischen den Wicklungsabschnitten 64a, 64b angeordnet werden kann. Bei einer Ausführungsform weist die Rückstellfeder 62 einen Vierkantquerschnitt auf, um die Haltbarkeit zu erhöhen, aber es liegt innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass andere verschiedene Querschnitte wie solche runder Form oder anderer Formen verwendet werden können.
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Wie in 7 und 9 gezeigt, ist der Zahnbogen 58 über dem zweiten Wicklungsabschnitt 64b montiert. Ein erstes Ende 70 der Rückstellfeder 62 ist mit einem ersten Stift 74 in Berührung, der als ein erster Federanschlag dient, und ein zweites Ende 72 der Rückstellfeder 62 ist mit einem zweiten Stift 76 in Berührung, der als ein zweiter Federanschlag dient. Jeder der Stifte 74, 76 ist teilweise in einer entsprechenden Öffnung 78 (5), die im Gehäuse 12 ausgebildet ist, angeordnet. Die Feder 62 setzt den Zahnbogen 58 und damit die Welle 16 unter Vorspannung, um die Drosselklappe 20 zum Schließen der Drosselbohrung 14 zu veranlassen. Bei einer in 10 gezeigten alternativen Ausführungsform sind die Anschläge 75 und 77 Oberflächen des Gehäuses 12 und sind daher integral mit dem Gehäuse 12 ausgebildet, wodurch die Stifte 74, 76 von 9 ersetzt werden. Die Anschläge 75, 77 und der Zahnbogen 58 begrenzen und halten die Federenden 70, 72, sodass diese während der Lebensdauer des Drosselkörpers 10 nicht außer Position geraten. Alternativ können bewegliche Klammern (nicht gezeigt) mit dem Gehäuse 12 oder Zahnbogen 58 verbunden und verwendet werden, um die Anschläge zu definieren und den Standardwinkel (geschlossene Position der Drosselklappe 20) sowie die Federhysterese einzustellen. Außerdem können kalibrierte Scheiben 79 (10) verschiedener Dicken zwischen einem oder beiden mechanischen Anschlägen 75, 77 und den zugehörigen Federenden 70, 72 zum Einstellen der Standardposition verwendet werden.
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22 und 23 zeigen eine andere Ausführungsform der Rückstellfeder 62', wobei der erste Wicklungsabschnitt 64a' vom zweiten Wicklungsabschnitt 64b' getrennt ist. Ende 72'' des zweiten Wicklungsabschnitts 64b' kommt mit dem Stift 76 in Eingriff, und ein Ende 72' des ersten Wicklungsabschnitts 64a' kommt mit Ende 72'' in Eingriff. Durch diese Struktur werden beide Federabschnitte 64a', 64b' zur selben Zeit durch denselben Winkel angetrieben, mit dem Ergebnis, dass keine Winkelhysterese am Standardpunkt besteht.
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Unter Bezug auf 4, 6 und 12 ist eine Abdeckung 80 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Eine Dichtung 82, vorzugsweise aus Silikon, ist zwischen der Abdeckung 80 und dem Gehäuse 12 in einer Nut 84 (9), die im Gehäuse 12 definiert ist, angeordnet. Die Abdeckung 80 ist mit dem Gehäuse 12 mittels einer Vielzahl von Klammern 86 verbunden. In 9 sind die Klammern mit dem Gehäuse 12 verbunden gezeigt, bei abgenommener Abdeckung 80. Unter Bezug auf 12 kommen durch Setzen der Abdeckung 80 auf das Gehäuse 12 die Klammern 86 mit den Klammeraufnahmeflächen 87 an der Abdeckung 80 in Eingriff und klemmen die Abdeckung 80 am Gehäuse 12 fest. Die Klammern 86 werden positioniert, um Höhenpunkte für die Verpackung zu vermeiden. Die Klammern 86 befinden sich im Bauraum in einem sonst unbenutzten Bereich. Es ist auch eine Sekundärabdeckung 88 vorhanden, die an der Abdeckung 80 angebracht wird. Nachdem die Abdeckung 80 am Gehäuse 12 angebracht ist, besteht Zugang zu den Anschlüssen für den Motor 38, oder sie sind durch eine Öffnung 108 in der Abdeckung 80 sichtbar. Nachdem bestimmt worden ist, dass die Anschlüsse des Motors 38 mit den als Teil der Abdeckung 80 ausgebildeten Anschlüssen in Berührung sind, wird die Sekundärabdeckung 88 an der Abdeckung 80 angebracht, um die Öffnung 108 zu schließen. Die Abdeckung 80 schließt auch einen Verbinder 90 ein, der in elektrischer Kommunikation mit dem Motor 38 steht, sodass der Verbinder 90 an eine Stromversorgung angeschlossen werden kann. Ein Leiterrahmen, der mit der Abdeckung 80 integral ausgebildet ist, definiert Motorleitungen, allgemein als 98 gezeigt, und setzt den Verbinder 90 in elektrische Kommunikation mit einem Sensor 94, dessen Funktion unten erläutert wird.
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Unter jetziger Bezugnahme auf 11 bis 16 weisen die Abdeckung 80 und die Motorleitungen 98 mehrere mögliche Konfigurationen auf, sodass eine geeignete Position des elektrischen Verbinders 90 an der Abdeckung basierend auf der Anwendung der Drosselkörperanordnung 10 gewählt werden kann. Eine erste Ausführungsform der Leitungen 98 und der Abdeckung 80 ist in 11 und 12 gezeigt, wo die Leitungen 98 einen ersten Satz von Anschlüssen 100, die in elektrischer Kommunikation mit einer Leiterplatte (PCB) 94 stehen, und einen zweiten Satz von Anschlüssen 102, die mit dem Elektromotor 38 verbunden sind und mit diesem in elektrischer Kommunikation stehen, einschließen. Die Leitungen 98 schließen auch einen dritten Satz von Anschlüssen 104 ein, die mit dem ersten Satz von Anschlüssen 100 in elektrischer Kommunikation stehen und mit den Anschlüssen 101 des Verbinders 90 in elektrischem Kontakt sind. Außerdem ist ein vierter Satz von Anschlüssen 106 vorhanden, die mit dem zweiten Satz von Anschlüssen 102 in elektrischer Kommunikation stehen und mit den Anschlüssen 103 des Verbinders 90 in elektrischem Kontakt sind. Daher, wie in 11 und 12 gezeigt, weisen die Leitungen 98 und die Abdeckung 80 eine In-Line-Konfiguration auf, wobei der Verbinder 90 neben der Öffnung 108 liegt, die in der Abdeckung 80 für Zugang zu den Motoranschlüssen 102 ausgebildet ist. Für umgekehrte Motordrehrichtung kann die Polarität der Anschlüsse 102 umgekehrt werden.
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Unter Bezug auf 2 wird die Abdeckung 80 bei der Herstellung teilweise montiert, die Anschlüsse 101, 103 werden geschweißt, und dann wird die Abdeckung 80 auf ihre endgültige Position montiert. So können die Anschlüsse ohne Erfordernis einer weiteren Abdeckung/Öffnung in der Abdeckung 80 geschweißt werden. Verschiedene Schweißmethoden können verwendet werden, wie zum Beispiel Laserschweißen.
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Eine weitere Ausführungsform der Leitungen 98' und der Abdeckung 80' ist in 13 und 14 mit ähnlichen Nummern zur Bezeichnung ähnlicher Elemente gezeigt. Bei dieser Ausführungsform weisen die Leitungen 98' und die Abdeckung 80' eine Linkswickelstil-Konfiguration auf, wobei die Anschlüsse 104', 106' so konfiguriert sind, dass der Verbinder 90' unter der Öffnung 108 positioniert ist, wie in 14 gezeigt, und im Vergleich zum Verbinder 90 von 12 aus einer entgegengesetzten Richtung zugänglich ist. Für umgekehrte Motordrehrichtung kann die Polarität der Anschlüsse 102' umgekehrt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Leitungen 98'' und der Abdeckung 80'' ist in 15 und 16 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform weisen die Leitungen 98'' und die Abdeckung 80'' eine Rechtswickelstil-Konfiguration auf, wobei die Anschlüsse 104'', 106'' so konfiguriert sind, dass der Verbinder 90'' über der Öffnung 108 positioniert ist, und im Vergleich zum Verbinder 90 von 12 aus einer entgegengesetzten Richtung zugänglich ist. Für umgekehrte Motordrehrichtung kann die Polarität der Anschlüsse 102'' umgekehrt werden.
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Bei jeder der in 11 bis 16 gezeigten Ausführungsformen befinden sich der erste Satz von Anschlüssen 100, 100', 100'' und der zweite Satz von Anschlüssen 102, 102', 102'' in Bezug auf die zugehörige Abdeckung 80, 80' 80'' an derselben Stelle, sodass der Motor 38 und der PCB-Sensor 94 bei jeder Ausführungsform dieselbe Konfiguration aufweisen, während dennoch die Variation der Anordnung der anderen Anschlüsse 104 104', 104'' und 106, 106' 106'' gegeben ist, um verschiedene Konfigurationen des Verbinders 90 zu ermöglichen.
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1A und 1B zeigen eine weitere Ausführungsform der Abdeckung 80, wobei eine einzelne Abdeckung alle drei Verbinder 90, 90' und 90'' einschließt. So werden die Anschlüsse je nach der erforderlichen Orientierung beim entsprechenden Verbinder bereitgestellt, und die Leitungen werden basierend auf der gewählten Verbinderposition konfiguriert. Dies gewährleistet ein gemeinsames Dichtungsprofil, eine gemeinsame Abdeckung 80 und einen gemeinsamen Dichtungsbereich am Gehäuse 12, wodurch die Anzahl der erforderlichen Komponenten reduziert und so Kosten eingespart werden. Außerdem kann dieselbe Abdeckung 80 für verschiedene Typen der Sensoren 94 verwendet werden.
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Die Drosselkörperanordnung 10 weist eine Induktivdrehpositionssensoranordnung auf, die ein Sensorelement 92 einschließt, das bezüglich des Induktivdrehpositionssensors 94 so angeordnet ist, dass es in einer elektrisch induktiven Beziehung damit steht. Bei dieser Konfiguration erkennt der Positionssensor 94 Bewegung und Position des Sensorelements 92, was mit Referenzdaten zur Bestimmung der Position der Drosselklappe 20 verglichen wird.
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Unter Bezugnahme auf 4 und 10 ist das vorzugsweise aus Aluminium bestehende Sensorelement 92 am Zahnbogen 58 angebracht, vorzugsweise durch Umspritzen oder durch andere geeignete Mittel. Alternativ kann das Sensorelement 92 in Position gesetzt, gedreht und arretiert werden, vorzugsweise durch Heißverstemmen. Ein beliebiger anderer Typ des Sensorelements 92 in Verbindung mit der Welle 16 für Drehung damit kann bereitgestellt werden. Arretieren des Sensorelements 92 in der vorgesehenen Position kann ohne Heißverstemmen durch Verwendung von, zum Beispiel, Klebstoff, Vergussmasse, Schrauben oder nach anderen Verfahren erfolgen. Der Zahnbogen 58 weist einen Einsatz 96 auf, der mit dem Ende der Welle 16 verschweißt oder auf andere Weise mit diesem verbunden ist. Wenn die Drosselklappe 14 zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegt wird, bewegt sich daher das Sensorelement 92 mit dem Zahnbogen 58. Dementsprechend stehen die Bewegung und Position des Sensorelements 92 in direkter Beziehung zur Bewegung und Position der Drosselklappe 20.
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Unter Bezugnahme auf 8 und 10 ist der Positionssensor 94 in einer induktiven Beziehung zum Sensorelement 92 angeordnet. Bei der gezeigten Konfiguration ist der Positionssensor 94 an der Innenseite der Abdeckung 80 der Drosselkörperanordnung 10 unter Verwendung geeigneter Anbringmittel montiert. Der Positionssensor 94 weist eine PCB-Sensorplatte auf, sodass, während sich das Sensorelement 92 bewegt, verschiedene Induktionswerte über der Sensorplatte 94 erfasst werden, die zu einem Sensorprozessor übertragen werden, der Signale zu einer Kontroll- oder Steuereinheit der Drosselkörperanordnung 10 oder des Motors durch Verbinder 90 sendet.
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Wie in 4 gezeigt, ist zwischen dem Positionssensor 94 oder der Sensorplatte und dem Inneren der Abdeckung 80 ein Luftspalt, vorzugsweise größer als 0,5 mm, vorgesehen. Dies bewirkt eine thermische Trennung zwischen dem Positionssensor 94 und der Abdeckung 80 und trägt zur Verminderung von Kondensation bei. Dies kann zusammen mit oder getrennt von Ausschnitten in der Sensorplatte 94, die offenen Raum zwischen benachbarten Anschlüssen und eine Barriere gegen Oberflächenverfolgung von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen bereitstellen, erfolgen.
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Bei Betrieb setzt die Feder 62 den Zahnbogen 58 und damit die Welle 16 unter Vorspannung, sodass die Drosselklappe 20 in eine geschlossene Position gebracht wird derart, dass die Zentralbohrung 14 im Wesentlichen geschlossen oder vollständig blockiert wird, je nachdem, wie die Anordnung 10 konfiguriert ist. Wenn dem Elektromotor 38 Strom zugeführt wird, dreht sich das Ritzel 42, wodurch Drehung des ersten Rads 45 des Zwischengetriebes 44, des zweiten oder mittleren Rads 54 des Zwischengetriebes 44 und des Zahnbogens 58 bewirkt wird. Zum Drehen des Zahnbogens 58 wird die auf den Zahnbogen 58 durch die Rückstellfeder 62 ausgeübte Vorspannung überwunden. Der Drehbetrag des Zahnbogens 58 ist proportional zur Stärke des dem Elektromotor 38 zugeführten Stroms, der die auf den Zahnbogen 58 durch die Rückstellfeder 62 ausgeübte Kraft überwinden muss. Da der Zahnbogen 58 mit der Welle 16 durch den Einsatz 96 gekuppelt ist, bewirkt Drehung des Zahnbogens 58 Drehung der Welle 16 zum Öffnen der Klappe 20. Wie oben angemerkt, erfassen das Sensorelement 92 und der Positionssensor 94 die Position des Zahnbogens 58 und damit der Klappe 20 während Betriebs der Drosselkörperanordnung 10. Während der Zahnbogen 58 gedreht wird, wird auch die Welle 16 gedreht, die wiederum die Klappe 20 dreht, wodurch mehr Luft durch die Zentralbohrung 14 strömen kann. Der Drehbetrag des Zahnbogens 58 wird vom Sensor 94 erfasst, sodass die Drosselklappe 20 auf eine gewünschte Position gestellt werden kann.
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Unter Bezug auf 4 beträgt die vertikale Höhe H (Abdeckung 80 und Gehäuse 12) von der Oberfläche 109 der Bohrung 14 bis zur Oberseite 105 der Abdeckung 80 bei der Ausführungsform ungefähr 40 mm anstatt der konventionellen Höhe von ungefähr 50 mm. Dies verbessert die Verpackung am Fahrzeug.
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Unter Bezug auf 20 und 21 werden Orientierung und Konfiguration des Zahnbogens 58 für die Anwendung gewählt. Zum Beispiel, wie in 20 gezeigt, können die Zähne 107 des Zahnbogens 58 für Benzinanwendungen in einer 30-Grad-Position orientiert werden, und, wie in 21 gezeigt, können die Zähne 107' des Zahnbogens 58' für Dieselanwendungen in einer 93-Grad-Position orientiert werden. Wie gezeigt, weisen die Zahnbögen 58, 58' Zähne 107, 107' nur an einem bogenförmigen Sektor davon (weniger als 360°) auf. Daher ist der Zahnbogen 58 für Austauschbarkeit mit einem anderen Zahnbogen 58' konstruiert und angeordnet, sodass die Drosselkörperanordnung 10 für eine Dieselkraftstoffanwendung oder eine Benzinkraftstoffanwendung ohne weitere Modifikation der Drosselkörperanordnung 10 verwendet werden kann.
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Die Ausführungsform verwendet einen gemeinsamen Zahnbogen 58 für drei verschiedene Rädertriebverhältnisse und stellt einen gemeinsamen Mittenabstand für die drei verschiedenen Sätze von Rädern bereit. Außerdem wird derselbe Zahnbogen 58 für linksseitige und rechtsseitige Anwendungen benutzt, sodass dasselbe Spritzwerkzeug und derselbe Einsatz 96 für die beiden verschiedenen Positionen (Links/Rechts) verwendet werden können. Die Federarmpositionen sind für Diesel- und Benzinanwendungen gleich, nur die Zähnepositionen ändern sich in Bezug auf die Federarme. Bei der Ausführungsform stehen mit denselben oder verschiedenen Rädertrieben verschiedene Motorleistungen zur Verfügung. Die Drosselkörperanordnung 10 kann nur durch Austauschen des Elektromotors 38 und des Zwischengetriebes 44 auf die Anwendung abgestimmt werden.
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Eine alternative Ausführungsform des Zahnbogens 58 ist in 20 gezeigt, wobei der Zahnbogen 58 ein Sensorelement oder einen Rotor 92' einschließt, das/der in den Stahl- oder Metalleinsatz 96 integriert ist, um die Zahl der Teile zu verringern. Alternativ kann der Sensorrotor 92' mittels einer Klebealuminiumfolie oder eines Streifens, der mit einem Klebemittel am Zahnbogen 58 angebracht wird, am Zahnbogen 58 befestigt werden. Bei anderen alternativen Ausführungsformen ist der Sensorrotor 92' ein metallisierter Kunststoff oder ein Lack oder eine leitende Beschichtung in einem Muster auf dem Zahnbogen 58, wobei die Beschichtung elektrisch leitend ist.
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Bei der kompakten Konfiguration der Drosselkörperanordnung 10 beträgt die Höhe vom Verteilermontageflansch bis zu einer Unterfläche des Einlasskanals etwa 33 mm und kann bis zu ungefähr 20 mm reduziert werden. Diese Höhe beträgt bei konventionellen Drosselkörpern 40 mm oder mehr. Diese reduzierte Höhe ist für die Verpackung am Fahrzeug sowie für andere Anwendungen vorteilhaft und vermindert die Masse der Drosselkörperanordnung 10.
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Ein Fenster (nicht gezeigt) kann in die Kunststoffabdeckung 80 um jede Lötverbindung mitaufgenommen werden, um eine Sichtprüfung der Lötqualität ohne Beschädigung/Zerlegung der Komponente zu ermöglichen.
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Obwohl die Drosselkörperanordnung 10 typischerweise zum Steuern des Luftstroms in einen Motor verwendet wird, kann die Anordnung 10 zum Steuern von Kühlmittel, Wasser oder anderer Flüssigkeiten in verschiedenen Anwendungen, die eine Ventilanordnung erfordern, verwendet werden.
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Die Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhafter Natur, weshalb Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, im Umfang der Erfindung inbegriffen verstanden werden sollen. Derartige Variationen werden nicht als eine Abweichung von der Wesensart und dem Umfang der Erfindung betrachtet.
