DE19525510A1 - Drosselklappenstelleinheit - Google Patents
DrosselklappenstelleinheitInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Drosselklappenstelleinheit
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die deutsche Offenlegungsschrift DE-A-42 41 020 ist
eine Drosselklappenstelleinheit mit einem Stellmotor
bekanntgeworden, bei der der Stellmotor axial zur Drossel
klappenwelle angeordnet ist, und in einem der Drosselklappe
abgewandten Anschlußraum werden die Kabeladern des Anschluß
kabels angelötet. Der Anschlußraum wird nach dem Anlöten der
Kabeladern mit einem Deckel verschlossen.
Nachteilig bei dieser Stelleinheit ist, daß viele Lötungen
an vielen Lötstellen durchgeführt werden müssen. Jede Kabel
ader des Anschlußkabels muß einerseits an einem Lötstütz
punkt an der Stelleinheit und andererseits in einem in der
erwähnten Schrift nicht dargestellten aber kaum vermeidbaren
Kabelstecker außerhalb der Stelleinheit festgelötet werden.
Ein weiterer Nachteil ist, daß für das Potentiometer
zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eine Potentiometer
trägerplatte angebracht werden muß.
Ein weiterer Nachteil ist, weil zuerst das Potentiometer
angebracht werden muß und dann erst die Kabeladern
eingelötet werden können, daß zusätzlich ein kleinerer
Deckel erforderlich ist, der zum Schutz des Potentiometers
angebracht werden muß.
Ein weiterer Nachteil ist die schwierige Abdichtung zwischen
dem Anschlußkabel und dem Gehäuse, sowie zwischen den
einzelnen Kabeladern.
Von weiterem Nachteil ist, daß das Kabel je nach Anwendungs
fall verschieden lang ist, was die Anzahl der zu fertigenden
Varianten stark erhöht.
Von besonders großem Nachteil für die Montage ist, daß die
Lötarbeiten erst nachdem der größte Teil der Drosselklappen
stelleinheit zusammengefügt ist, durchgeführt werden können.
Der Montagevorgang bei der bekannten Drosselklappenstell
einheit ist arbeitsaufwendig und schwer automatisierbar.
Die erfindungsgemäße Drosselklappenstelleinheit mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bietet demgegen
über den Vorteil, daß mit dem Deckel, der mindestens eine
Potentiometerbahn und mindestens einen Motorsteckkontakt
umfaßt, eine serienmäßig leicht herstellbare Baueinheit
gebildet wird, die auf einfache Weise, normalerweise in
einem einzigen Arbeitsgang, an den Drosselklappenstutzen
angebaut werden kann.
Ein besonderer Vorteil gegenüber anderen bekannten Drossel
klappenstelleinheiten besteht darin, daß mit der Montage des
Deckels sowohl die Schleiferbahn des Potentiometers angefügt
wird, als auch die elektrische Kontaktierung des Stellmotors
erfolgt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maß
nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der Drosselklappenstelleinheit nach dem Anspruch 1 möglich.
Mit dem Blechstanzteil kann auf einfache, vorteilhafte Weise
ein Anschlußpin des Kupplungsteils zur Verfügung gestellt
werden und es kann auf einfache, vorteilhafte Weise eine
Verbindung von dem Anschlußpin zur Potentiometerbahn
erfolgen.
Es kann auch auf ebenso einfache Weise und mit einem Minimum
an Einzelteilen eine direkte Verbindung vom Anschlußpin des
Kupplungsteils zum Motorsteckkontakt erfolgen.
Das Anbringen des Trägermaterials an der Innenseite des
Deckels ermöglicht eine fertigungstechnisch leicht
herstellbare, einfache Ausführung, die wenig Bauteile umfaßt
und kompakt baut. Eine weitere vorteilhafte Reduktion der
Bauteile erhält man, wenn die mindestens eine
Potentiometerbahn direkt an der Innenseite des Deckels auf
gebracht ist.
Das Anbringen des Schleifers direkt an einem Getrieberad,
das zur Drehmomentübertragung vom Stellmotor zur Drossel
klappenwelle dient, reduziert die Anzahl der benötigten Bau
teile auf vorteilhafte Weise erheblich.
Die Potentiometerführung zwischen dem Drosselklappenstutzen
und dem Deckel erhöht die Meßgenauigkeit des Potentiometers
auf vorteilhafte Weise beträchtlich. Da sich die
Potentiometerführung in einer weiterentwickelten Ausführung
der Erfindung nicht über den gesamten Deckel erstreckt, kann
der Deckel vorteilhafterweise so groß ausgeführt werden, daß
mit dem Deckel Verschiedenes abgedeckt werden kann, ohne daß
dadurch die Meßgenauigkeit des Potentiometers leidet.
Die den Motorsteckkontakt und den Motorgegensteckkontakt
zusammenklemmende steckbare Motorkupplung erhöht die Dauer
zuverlässigkeit und Montagefreundlichkeit der Drossel
klappenstelleinheit auf vorteilhafte Weise zusätzlich.
Ein ausgewähltes, besonders vorteilhaftes Ausführungs
beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Querschnitt durch die
Drosselklappenstelleinheit, die Fig. 2 und 3 verschiedene
Ansichten des Deckels und die Fig. 3 eine Einzelheit im
Querschnitt.
Die Drosselklappenstelleinheit kann bei jeder Brennkraft
maschine verwendet werden, bei der die Leistung der Brenn
kraftmaschine mit Hilfe einer durch einen Stellmotor
verstellbaren Drosselklappe beeinflußt werden soll. Das dar
gestellte Ausführungsbeispiel ist leicht so abwandelbar, daß
neben der Verstellung durch den Stellmotor die Drosselklappe
beispielsweise auch noch mechanisch vom Gaspedal verstellt
werden kann.
Die Fig. 1 zeigt einen Drosselklappenstutzen 2. Durch den
Drosselklappenstutzen 2 verläuft ein Gaskanal 4. Der Gas
kanal 4 führt beispielsweise von einem nicht dargestellten
Luftfilter zu einem nicht dargestellten Brennraum oder zu
mehreren Brennräumen einer nicht dargestellten Brennkraft
maschine. Der in der Fig. 1 dargestellte Schnitt verläuft
quer durch den Gaskanal 4. Durch den Gaskanal 4 kann Luft
oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch strömen.
Quer durch den Gaskanal 4 erstreckt sich eine Drossel
klappenwelle 6. Die Drosselklappenwelle 6 hat ein linkes
Ende 6a und ein rechtes Ende 6b. Die Drosselklappenwelle 6
ist im Bereich der beiden Enden 6a, 6b mit Hilfe zweier
Lager Ba und Bb beiderseits des Gaskanals 4 im Drossel
klappenstutzen 2 schwenkbar gelagert. Die gedachte
Mittenachse der Drosselklappenwelle 6, um die sich die
Drosselklappenwelle 6 dreht, wird nachfolgend als Drehachse
6c bezeichnet und ist in der Fig. 1 mit einer
strichpunktierten Linie angedeutet.
Eine Drosselklappe 10 ist mit nicht dargestellten
Befestigungsschrauben an der Drosselklappenwelle 6
befestigt. Die Drosselklappenwelle 6 kann beispielsweise
zwischen zwei Endstellungen um 90° geschwenkt werden. In
einer der beiden Endstellungen verschließt die Drosselklappe
10 den Gaskanal 4 nahezu vollständig. In der anderen End
stellung des Schwenkbereichs der Drosselklappenwelle 6 ist
der Gaskanal 4 maximal geöffnet.
Außerhalb des Gaskanals 4 ist am Ende 6b der Drosselklappen
welle 6 ein Getrieberad 12 mit der Drosselklappenwelle 6
drehfest verbunden. Das Getrieberad 12 hat eine dem Gaskanal
4 abgewandte Stirnseite 12a. An der Stirnseite 12a ist ein
Schleifer 14 fest angebracht. Neben dem Schleifer 14 sind
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei weitere
Schleifer 14′, 14′′, 14′′′ an der Stirnseite 12a befestigt.
Am Drosselklappenstutzen 2 ist eine Achse 16 fest ange
bracht. Auf der Achse 16 ist ein weiteres Getrieberad 18
drehbar gelagert.
Im bzw. am Drosselklappenstutzen 2 gibt es einen Anschluß
raum 32, der einen elektrischen Stellmotor 20 aufnimmt. Der
Stellmotor 20 hat ein Gehäuse 20c, das im Drosselklappen
stutzen 2 fest verankert ist. Der Stellmotor 20 besitzt eine
parallel zur Drehachse 6c stirnseitig aus dem Gehäuse 20c
herausragende Antriebswelle 20a, auf der als weiteres
Getrieberad ein Antriebsrad 20b sitzt. Die Getrieberäder 12,
18 und 20b sind beispielsweise Zahnräder und befinden sich
zwecks Drehmomentübertragung vom Stellmotor 20 auf die
Drosselklappe 10 in gegenseitigem Eingriff.
Parallel zur Drehachse der Antriebswelle 20a und parallel
zur Drehachse 6c der Drosselklappenwelle 6 ragt stirnseitig
aus dem Gehäuse 20c des Stellmotors 20 ein Motorgegensteck
kontakt 22b heraus. Der Motorgegensteckkontakt 22b gehört zu
einer weiter hinten noch näher beschriebenden elektrischen
Motorkupplung 22. Der Motorgegensteckkontakt 22b am
Stellmotor 20 dient zur Stromversorgung bzw. elektrischen
Ansteuerung des Stellmotors 20.
An einer Stirnseite des Drosselklappenstutzens 2 ist ein
Deckel 24 vorgesehen. Der Deckel 24 ist mit nicht darge
stellten Befestigungsmitteln am Drosselklappenstutzen 2
befestigt. Die Hauptausdehnungsrichtung des Deckels 24
verläuft im wesentlichen quer zur Drehachse 6c der Drossel
klappenwelle 6 und quer zur Drehachse der Antriebswelle 20a
und des Getrieberads 18. Der Deckel 24 liegt an einer Anlage
26 am Drosselklappenstutzen 2 an. Die Anlage 26 verläuft
über den gesamten Umfang des Deckels 24. zusätzlich sind an
dem Deckel 24 eine Deckelführung 30a und an dem Drossel
klappenstutzen 2 eine Stutzenführung 30b vorgesehen. Die
Deckelführung 30a und die Stutzenführung 30b bilden in
Kombination zueinander eine Potentiometerführung 30, deren
Funktion weiter hinten noch näher beschrieben ist.
Zwischen dem Drosselklappenstutzen 2 und dem Deckel 24 wird
der Anschlußraum 32 gebildet. Um den Anschlußraum 32
zwischen dem Deckel 24 und dem Drosselklappenstutzen 2 ist
eine Dichtung 34 vorgesehen, die den Anschlußraum 32 nach
außen hin abdichtet. In dem Anschlußraum 32 befinden sich im
wesentlichen der Stellmotor 20, das Antriebsrad 20b, die
beiden Getrieberäder 12 und 18, die Schleifer 14, 14′, 14′′,
14′′′ und die elektrische Motorkupplung 22. Der Anschlußraum
32 kann, je nach Ausführung, in mehrere Einzelräume unter
teilt sein.
Der Deckel 24 hat eine dem Raum 32 zugewandte Innenseite
24a. Auf der Innenseite 24a ist, gegenüberliegend zu den
Schleifern 14, 14′, 14′′, 14′′′, ein Trägermaterial 36 für
ein Potentiometer 40 angebracht. Das Trägermaterial 36 ist
an der Innenseite 24a beispielsweise angeklebt.
Zwecks besserem Verständnis ist in den Fig. 2 und 3 der
Deckel 24 als Einzelheit nochmals in verschiedenen Ansichten
und mit geändertem Maßstab wiedergegeben. In den Fig. 2
und 3 ist der Deckel 24 vom Drosselklappenstutzen 2 abgenom
men. Die Fig. 2 zeigt den Deckel 24 mit Blick aus Richtung
des Anschlußraums 32. In der Fig. 3 ist ein Schnitt mit der
in der Fig. 2 mit III bezeichneten Blickrichtung darge
stellt. Zwecks besserer Übersichtlichkeit sind die in der
Fig. 1 dargestellten Proportionen des Deckels 24 mit den in
den Fig. 2 bzw. 3 dargestellten Proportionen nicht voll
identisch.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit
denselben Bezugszeichen versehen.
Auf dem Trägermaterial 36 ist eine Potentiometerbahn 42 vor
gesehen (Fig. 2). Die Potentiometerbahn 42 ist am
Trägermaterial 36 so angebracht, daß im fertig montierten
Zustand bei einer Schwenkbewegung der Drosselklappenwelle 6
der Schleifer 14 entlang der Potentiometerbahn 42 schleift.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen
konzentrisch zu der Potentiometerbahn 42 drei weitere
Potentiometerbahnen 42′, 42′′, 42′′′, auf denen bei einer
Schwenkbewegung der Drosselklappenwelle 6 die Schleifer 14′,
14′′, 14′′′ schleifen. Die Potentiometerbahnen 42, 42′,
42′′, 42′′′ bilden zusammen mit den Schleifern 14, 14′,
14′′, 14′′′ das Potentiometer 40, mit dem die
Schwenkposition der Drosselklappenwelle 6 und damit die
Stellposition der Drosselklappe 10 sehr genau feststellbar
ist.
An den Deckel 24 ist ein elektrisches Kupplungsteil 44 ange
formt (Fig. 2). Das Kupplungsteil 44 ist so geformt, daß an
dem Kupplungsteil 44 ein weiteres nicht dargestelltes
Kupplungsteil elektrisch angeschlossen werden kann. Das
Kupplungsteil 44 bildet zusammen mit dem nicht dargestelltes
Kupplungsteil eine elektrische Steckverbindung zum An
schließen der Drosselklappenstelleinheit an einem
elektrischen Steuergerät. Das Kupplungsteil 44 befindet sich
oberhalb der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schnitt
ebene und ist deshalb in den Fig. 1 und 2 nicht sichtbar.
Am Deckel 24 bzw. teilweise in den Deckel 24 eingegossen ist
ein Blechstanzteil 50. Das Blechstanzteil 50 besteht im
wesentlichen aus einem ersten Stromleitblech 51, einem
zweiten Stromleitblech 52, einem dritten Stromleitblech 53,
einem vierten Stromleitblech 54, einem fünften Stromleit
blech 55 und einem sechsten Stromleitblech 56, sowie vor
zugsweise auch noch aus einem ersten Anschlußpin 51p und
fünf weiteren Anschlußpins 52p, 53p, 54p, 55p, 56p.
Bevor dem vorzugsweise aus elektrisch nichtleitendem Kunst
stoff bestehenden Deckel 24 seine Form beispielsweise durch
Spritzgießen gegeben wird, wird das Blechstanzteil 50 als
zusammenhängendes Teil in die Spritzgießform eingelegt.
Stege zwischen den Stromleitblechen 51, 52, 53, 54, 55, 56
sorgen dafür, daß das Blechstanzteil 50 als zusammen
hängendes Bauteil gehandhabt werden kann. Dies reduziert den
Handhabungsaufwand beträchtlich. Unmittelbar vor dem
Einlegen bzw. während des Einlegens bzw. nach dem Einlegen
des Blechstanzteils 50 in die Spritzgießform werden die die
Stromleitbleche 51, 52, 53, 54, 55, 56 verbindenden Stege
entfernt, so daß jedes der Stromleitbleche 51 bis 56
isoliert voneinander mindestens an einer oder an mehreren
Stellen fest mit dem Deckel 24 verbunden ist. Das Stromleit
blech 51 ist ein längliches Gebilde ähnlich eines Blech
streifens und besteht aus elektrisch leitendem Material. Ein
Ende des Stromleitblechs 51 ragt im Bereich des Kupplungs
teils 44 über den den Deckel 24 bildenden, nichtleitenden
Werkstoff hinaus und bildet dort den Anschlußpin 51p. Das
dem Anschlußpin 51p abgewandte Ende des Stromleitblechs 51
ist mit der Potentiometerbahn 42 elektrisch verbunden. Diese
Verbindung ist in der Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie
angedeutet. In gleicher Weise ist das zweite Stromleitblech
52 mit der Potentiometerbahn 42′ verbunden. Ebenso ist das
Stromleitblech 53 bzw. 54 mit der Potentiometerbahn 42′′
bzw. 42′′′ elektrisch verbunden.
Der Motorsteckkontakt 22a der Motorkupplung 22 ist auf der
dem Anschlußraum 32 zugewandten Innenseite 24a am Deckel 24
befestigt. Das Stromleitblech 56 verbindet den Motorsteck
kontakt 22a mit dem Anschlußpin 56p (Fig. 2). Wie die Fig.
1 zeigt, ist das Stromleitblech 56 im Bereich, wo sich der
zum Stellmotor 20 führende Motorgegensteckkontakt 22b
befindet, um 90° abgewinkelt und erstreckt sich in Richtung
des Motorgegensteckkontakts 22b. Dort endet das Stromleit
blech 56 als Motorsteckkontakt 22a. Wenn der Deckel 24 am
Drosselklappenstutzen 2 befestigt ist, dann hat der Stell
motor 20 über den Motorgegensteckkontakt 22b, über den sich
am Ende des Stromleitblechs 56 befindenden Motorsteckkontakt
22a, über das Stromleitblech 56 bis zum Anschlußpin 56
elektrischen Kontakt.
Bei dem ausgewählten Ausführungsbeispiel gibt es noch einen
zweiten Motorsteckkontakt 23a, der Bestandteil einer zweiten
elektrischen Motorkupplung 23 ist (Fig. 2). Der zweite
Motorsteckkontakt 23a steht in elektrischem Kontakt mit
einem zweiten Motorgegensteckkontakt. Der besseren Über
sichtlichkeit wegen ist der zweite elektrische Motorgegen
steckkontakt in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Stell
motor 20 hat über den zweiten, nicht dargestellten Motor
gegensteckkontakt elektrische Verbindung über den Motor
steckkontakt 23a und über das Stromleitblech 55 zum
Anschlußpin 55p.
Wenn man die Drehachse 6c der Drosselklappenwelle 6 entsprechend
verlängert denkt, dann durchdringt die Drehachse 6c im
montierten Zustand den Deckel 24 an einer Stelle, die in der
Fig. 2 mit einem X, genauer gesagt Mitte des X, angedeutet ist.
Diese Stelle ist in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 6c
versehen. Die Potentiometerführung 30 wird durch Zusammenwirken
der Deckelführung 30a und der Stutzenführung 30b gebildet. Die
Stutzenführung 30b am Drosselklappenstutzen 2 und die
Deckelführung 30a am Deckel 24 verlaufen konzentrisch zur
Drehachse 6c. Die Potentiometerführung 30 ist nur im Bereich der
Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ vorgesehen. In den
Partien des Deckels 24, die vom Potentiometer 40 weiter entfernt
sind, wird bewußt auf die Potentiometerführung 30 verzichtet.
Dies hat den Vorteil, daß die Potentiometerführung 30 zur
exakten Positionierung des Potentiometers 40 gegenüber der Dreh
achse 6c hervorragend geeignet ist. Es wird nämlich dadurch
erreicht, daß die vom Potentiometer 40 weiter entfernten
Bereiche des Deckels 24 keine radialen Kräfte auf den Deckel 24
ausüben können, was zu einer Verschlechterung der Zentrierung
des Deckels 24 im Bereich des Potentiometers 40 führen könnte.
Der Deckel 24 ragt quer zur Drosselklappenwelle 6 bzw. Drehachse
6c weit über den Bereich der Potentiometerführung 30 hinaus.
Dadurch können sich nie zu vermeidende Verformungen außerhalb
der nur in einem Teilbereich des Deckels 24 vorgesehenen
Potentiometerführung 30 nicht negativ auf das vom Potentiometer
40 zu ermittelnde elektrische Positions-Meßsignal auswirken.
Zwecks konkreter Realisierung der Potentiometerführung 30
endet bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispiel die Deckelführung 30a an einem Ende 30a′ (Fig. 2).
Ausgehend vom Ende 30a′ erstreckt sich die Deckelführung 30a
zentrisch zur Drehachse 6c entlang eines Kreisbogens mit
vorzugsweise etwa 210° um die Drehachse 6c und endet dann
wiederum an einem Ende 30a′′ (Fig. 2). Dadurch wird
erreicht, daß quer zur Drehachse 6c die Zentrierung der
Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ hervorragend ist.
Um eine gute Zentrierung zu erreichen, soll sich die Deckel
führung 30a über mehr als 180° erstrecken, aber andererseits
quer zur Drehachse 6c sich nicht zu weit von den
Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ entfernen. Die
Stutzenführung 30b verläuft ebenfalls als Kreisbogen
konzentrisch zur Deckelführung 30a. Beim Ausführungsbeispiel
ist die Deckelführung 30a ein Absatz am Deckel 24 und die
Stutzenführung 30b ist ein Absatz am Drosselklappenstutzen
2. Der Absatz am Deckel 24 greift in den Absatz am Drossel
klappenstutzen 2 ein. Die beiden Absätze bilden eine gute
Führungspassung. Obwohl es mit Blick auf die gute Führungs
qualität zweckmäßig ist, sei noch erwähnt, daß die
Potentiometerführung 30 nicht durchgehend vorhanden sein
muß, d. h. die Deckelführung 30a und bzw. oder die Stutzen
führung 30b können an verschiedenen mehr oder weniger großen
Stellen unterbrochen sein. Im Extremfall genügt es, wenn
sich die Deckelführung 30a und die Stutzenführung 30b im
Bereich der Potentiometerbahn 42, 42′, 42′′, 42′′′ an
mindestens drei radial wirksamen Führungspunkten berühren.
Im Deckel 24 ist auf der Innenseite 24a eine Vertiefung 58
vorgesehen. Die Achse 16 ragt stirnseitig auf beiden Seiten
über das Getrieberad 18 hinaus. Auf einer Seite wird die
Achse 16 im Drosselklappenstutzen 2 gehalten, und auf der
anderen Seite des Getrieberads 18 ragt die Achse 16 mit
geringem radialen Spiel in die Vertiefung 58. Dadurch
entsteht eine Montagehilfe 60, die die Montage des Deckels
24 an den Drosselklappenstutzen 2 erleichtert. Wie die
Zeichnung zeigt, hat die Vertiefung 58 bei der für die Fig.
2 gewählten Blickrichtung in etwa die Form eines Ovals. Man
kann auch sagen, die Vertiefung 58 hat in etwa die Form
eines Schlitz mit halbkreisförmigen Enden. Das Oval hat eine
größere Abmessung 58a und eine kleinere Abmessung 58b. Die
größere Abmessung 58a erstreckt sich in etwa parallel zu
einer gedachten von der Drehachse 6c ausgehenden radial ver
laufenden Linie. Die kleinere Abmessung 58b erstreckt sich
quer zu dieser gedachten radial verlaufenden Linie. Die
kleinere Abmessung 58b ist in etwa so groß wie der Durch
messer der in die Vertiefung 58 eingreifenden Achse 16
(Fig. 1).
Der Deckel 24 wird im Bereich des Potentiometers 40 mit
Hilfe der Potentiometerführung 30 gegenüber dem Drossel
klappenstutzen 2 geführt. Da die Potentiometerführung 30
beim dargestellten Ausführungsbeispiel kreisbogenförmig
gestaltet ist und die Drehachse 6c als Mittelpunkt hat,
wäre, wenn die Achse 16 nicht in die am Deckel 24 vorge
sehene Vertiefung 58 eingreifen würde, der Deckel 24 um die
Drehachse 6c schwenkbar. Durch die in die Vertiefung 58 ein
greifende Achse 16 wird während der Montage erreicht, daß
der Deckel 24 die richtige Richtung erhält. Die Vertiefung
58 im Zusammenwirken mit der Achse 16 dient somit als
Montagehilfe 60.
Die kleinere Abmessung 58b ist in etwa so groß wie der
Durchmesser der in die Vertiefung 58 eingreifenden Achse 16,
und die größere Abmessung 58a ist nur geringfügig größer.
Dadurch wird erreicht, daß auch unter Extrembedingungen
während des Betriebs der Drosselklappenstelleinheit die
Achse 16 nicht zu stark zur Seite gebogen werden kann. Der
Deckel 24 kann also auch noch unterstützend zur Lagerung des
Getrieberades 18 dienen.
Die größere Abmessung 58a ist etwas größer als der Durch
messer der in die Vertiefung 58 eingreifenden Achse 16,
damit auch bei nie zu vermeidenden Verformungen am Drossel
klappenstutzen 2 bzw. am Deckel 24 die Genauigkeit der
Führung des Potentiometers 40 im Bereich der Potentiometer
führung 30 durch das Eingreifen der Achse 16 in die
Vertiefung 58 nicht beeinträchtigt wird.
An der Innenseite 24a des Deckels 24 ist ein die Vertiefung
58 umgebender Wulst 58c vorgesehen. Dieser Wulst 58c dient
als Anlauffläche und axiale Sicherung für das Getrieberad
18.
Der Deckel 24 besteht vorzugsweise aus einem nicht leitenden
Kunststoff. Der Kunststoff des Deckels 24 ist im Bereich des
Motorsteckkontakts 22a in Richtung des Stellmotors 20 vorge
zogen und bildet dort eine Kontaktabstützung 22c. Die
Kontaktabstützung 22c umgreift mindestens partiell den
Motorsteckkontakt 22a. Bei der Montage des Deckels 24 an den
Drosselklappenstutzen 2, d. h. beim Zusammenkuppeln des
Motorsteckkontakts 22a mit dem Motorgegensteckkontakt 22b,
kommen die beiden Kontakte 22a, 22b gegenseitig in
elektrisch leitenden Kontakt und werden dabei etwas zur
Seite gedrückt. Quer zur Montagerichtung stützt die Kontakt
abstützung 22c den Motorsteckkontakt 22a und/oder den Motor
gegensteckkontakt 22b ab. Die Kontaktabstützung 22c sorgt
dafür, daß die beiden Steckkontakte 22a, 22b nicht zu weit
zur Seite hin ausweichen können. Die Kontaktabstützung 22c
unterstützt das Zusammendrücken der beiden Kontakte 22a, 22b
und sorgt so dafür, daß eine dauerhafte sichere elektrische
Verbindung zwischen den beiden Steckkontakten 22a, 22b
gewährleistet ist.
Wie bereits erwähnt, ist das Trägermaterial 36, auf dem die
Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ aufgebracht sind,
auf der den Schleifern 14, 14′, 14′′, 14′′′ zugewandten
Innenseite 24a angeklebt (Fig. 3). Es ist aber auch möglich,
die Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ direkt auf den
Kunststoff des Deckels 24 aufzutragen und auf das
Trägermaterial 36 vollständig zu verzichten. Dies hat den
Vorteil, daß weniger Teile benötigt werden und eine hohe
Genauigkeit erzielt wird. Damit die Potentiometerbahnen 42,
42′, 42′′, 42′′′ an der vorgesehenen Stelle am Deckel 24
leicht aufgetragen werden können, ist der Deckel 24 im
Bereich der für das Aufbringen der Potentiometerbahnen 42,
42′, 42′′, 42′′′ vorgesehenen Stelle so gestaltet, daß diese
stelle über die umgebenden Bereiche etwas hervorsteht, was
das Aufbringen der Potentiometerbahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′
beispielsweise durch Siebdruck wesentlich erleichtert.
Das Anbringen der Schleifer 14, 14′, 14′′, 14′′′ an einem
der vorhandenen Getrieberäder 12 oder 18 hat den Vorteil,
daß zum Tragen der Schleifer 14, 14′, 14′′, 14′′′ kein
zusätzliches Teil erforderlich ist. Wie das dargestellte
Ausführungsbeispiel zeigt, sind die Schleifer 14, 14′, 14′′,
14′′′ vorzugsweise am unmittelbar an der Drosselklappenwelle
6 drehfest befestigten Getrieberad 12 angebracht, was den
zusätzlichen Vorteil hat, daß ein eventuelles Übertragungs
spiel zwischen zusammenwirkenden Teilen, d. h. beim
Ausführungsbeispiel zwischen den Getrieberädern 12 und 18,
keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit der Position der
Drosselklappe 10 hat.
Da die Stromleitbleche 51, 52, 53, 54, 55, 56 als Blech
stanzteil 50 hergestellt werden, dessen Formgestaltung
nahezu beliebig ausführbar ist, ist es möglich, das
Kupplungsteil 44 an nahezu jeder beliebigen stelle am Deckel
24 vorzusehen. Trotzdem wird nur ein Minimum an Bauteilen
benötigt. Die Stromleitbleche 51, 52, 53, 54 zum Anschluß
des Potentiometers 40 an das Kupplungsteil 44 und die
Stromleitbleche 55, 56 zum Anschluß des Stellmotors 20 an
das Kupplungsteil 44 können aus dem vorzugsweise einzigen
Blechstanzteil 50 gefertigt sein. Falls bei besonderen
Anwendungsfällen für die Stromleitbleche 51, 52, 53, 54
beispielsweise ein anderes Material verwendet werden soll
als für die Stromleitbleche 55, 56, dann können ohne
nennenswerten zusätzlichen Aufwand auch zwei oder mehr
verschiedene Blechstanzteile verwendet werden.
Wie man der Zeichnung leicht entnehmen kann, ist die Motor
kupplung 22 so ausgeführt, daß Maßtoleranzen in alle
Richtungen in hohem Maße ausgeglichen werden können.
Insbesondere ist eine sichere Kontaktierung zwischen den
beiden Steckkontakten 22a, 22b auch dann sichergestellt,
wenn der Motorsteckkontakt 22a den Motorgegensteckkontakt
22b axial mehr bzw. weniger überlappt. Entsprechendes gilt
auch für die Motorkupplung 23.
Da die Stromleitbleche 51, 52, 53, 54, 55, 56 dort, wo diese
vom Anschlußraum 32 nach außen zu den Anschlußpins 51p, 52p,
53p, 54p, 55p, 56p führen, in den den Deckel 24 bildenden
Kunststoff eingegossen sind, ist eine sichere Dichtheit
gewährleistet.
Das Kupplungsteil 44 kann den Kundenwünschen entsprechend
gestaltet werden, so daß an dem Kupplungsteil 44 ein Gegen
stück angesteckt werden kann, von dem aus ein Kabel zu
beispielsweise einem Steuergerät führt.
Die Stromleitbleche 51, 52, 53, 54 sind beispielsweise durch
Bonden oder über federnde Kontakte mit den Potentiometer
bahnen 42, 42′, 42′′, 42′′′ verbunden.
Die Anlage 26 zwischen dem Drosselklappenstutzen 2 und dem
Deckel 24, in deren Bereich sich die Dichtung 34 befindet,
erstreckt sich relativ weit über die Potentiometerführung 30
hinaus. Die Anlage 26 verläuft entlang des Umfangs des
Deckels 24. Durch das Vorsehen der Potentiometerführung 30
nur im Bereich des Potentiometers 40 kann man den Deckel 24
wesentlich größer ausführen, so daß der Deckel 24 in Quer
richtung zur Drehachse 6c weit über das Potentiometer 40
hinausragt und auch noch zum Überdecken der Getrieberäder
12, 14 und des Stellmotors 20 dienen kann und zusätzlich
auch noch zum Anbringen der Motorsteckkontakte 22a, 23a zur
Bereitstellung der elektrischen Motorkupplungen 22, 23 zur
Stromversorgung und zur Steuerung des Stellmotors 20 und
auch noch zum Anbringen des Kupplungsteils 44 zum Ankuppeln
eines der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten
Kabelsteckers.
Die Fig. 4 zeigt als Einzelheit die Motorkupplung 22. Dar
gestellt ist ein Schnitt durch die Motorkupplung 22 entlang
einer in der Fig. 1 strichpunktiert eingezeichneten Linie
IV. Zwecks besserer Übersichtlichkeit sind in der Fig. 4
nicht direkt zu der Motorkupplung 22 gehörende Teile nicht
dargestellt. Die Fig. 4 zeigt die Einzelheit mit geändertem
Maßstab. Die Form der in der Fig. 4 gezeigten Motorkupplung
22 weicht von der in der Fig. 2 gezeigten Variante etwas
ab.
Der das Ende des Stromleitblechs 56 bildende Motorsteck
kontakt 22a ist in die Kontaktabstützung 22c eingegossen
(Fig. 4). Die Kontaktabstützung 22c besteht aus Kunststoff
und wird zusammen mit dem übrigen aus Kunststoff bestehenden
Bereich des Deckels 24 in einer gemeinsamen Spritzgießform
hergestellt. In der Kontaktabstützung 22c ist ein Schlitz
22d vorgesehen. Der Schlitz 22d ist abgestuft ausgeführt, so
daß eine Ausbuchtung 22f mit zwei Abstützungen 22e und 22e′
an den Enden der Ausbuchtung 22f entsteht.
Der in der Fig. 4 gezeigte ein Rechteck bildende
Querschnitt des Motorsteckkontakts 22a ragt mit einer
schmalen Längsseite aus dem Kunststoff der Kontaktabstützung
22c in den Schlitz 22d hinein. Vor der Montage des Deckels
24 an den Drosselklappenstutzen 2 ist der Querschnitt des
Motorgegensteckkontakt 22b ein im wesentlichen flaches
ebenes Rechteck. Während des Anbauens des Deckels 24 an den
Drosselklappenstutzen 2 wird der am Stellmotor 20 sich be
findende Motorgegensteckkontakt 22b in den Schlitz 22d
hineingeschoben. Da aber auch der Motorsteckkontakt 22a
seitlich in den Schlitz 22d hineinragt, wird beim Hinein
schieben des Motorgegensteckkontakts 22b in den Schlitz 22d
der Motorgegensteckkontakt 22b etwas zur Seite hin in sich
verbogen, wie in der Fig. 4 dargestellt. Der Motorgegen
steckkontakt 22b weicht in seinem mittleren Bereich in die
Ausbuchtung 22f aus und stützt sich dabei an den Ab
stützungen 22e, 22e′ ab. Diese Verformung des Motorgegen
steckkontakts 22b erfolgt im wesentlichen elastisch, so daß
die im Motorgegensteckkontakt 22b entstehende elastische
Spannung dafür sorgt, daß auch bei längerer Betriebszeit der
Motorgegensteckkontakt 22b zuverlässig gegen die Längsseite
des Motorsteckkontakts 22a gedrückt wird. Dadurch wird eine
zuverlässige Kontaktierung und Stromleitung erzielt. Je nach
Dimensionierung kann sich der Motorgegensteckkontakt 22b
ggf. zusätzlich auch plastisch verformen. Mit der Motor
kupplung 22 wird erreicht, daß der Motorsteckkontakt 22a und
der Motorgegensteckkontakt 22b dauerhaft und sicher
zusammengeklemmt werden. Und die Motorkupplung 22 erlaubt
ein leichtes Anbauen und Abbauen des Deckels 24 an den bzw.
von dem Drosselklappenstutzen 2.
Claims (12)
1. Drosselklappenstelleinheit mit einer an einer in einem
Drosselklappenstutzen drehbar gelagerten Drosselklappenwelle
befestigten Drosselklappe, mit einem mit der Drosselklappenwelle
gekoppelten am Drosselklappenstutzen gelagerten Stellmotor zum
Verstellen der Drosselklappenwelle, mit einem mindestens einen
Schleifer und mindestens eine Potentiometerbahn umfassenden
Potentiometer (40) zum Erfassen einer Stellposition der Drossel
klappenwelle und mit einem elektrischen Anschluß, an dem in
einem Anschlußraum der Stellmotor (20) und das Potentiometer
(40) angeschlossen sind, ferner mit einem den Anschlußraum ab
schließenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine Potentiometerbahn (42, 42′, 42′′, 42′′′) am
Deckel (24) angebracht ist und am Deckel (24) ein zum
elektrischen Anschluß gehörendes Kupplungsteil (44) angeformt
ist, ferner an dem Deckel (24) mindestens ein Motorsteckkontakt
(22a, 23a) vorgesehen ist, der bei an den Drosselklappenstutzen
(2) anmontiertem Deckel (24) in elektrischem Kontakt mit einem
mit dem Stellmotor (20) verbundenen Motorgegensteckkontakt (22b)
steht.
2. Drosselklappenstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß
zwei Motorsteckkontakte (22a, 23a) und zwei Motorgegensteck
kontakte (23b) vorgesehen sind.
3. Drosselklappenstelleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
mindestens ein mindestens ein Stromleitblech (51, 52, 53, 54)
umfassendes Blechstanzteil (50) vorgesehen ist, wobei das Strom
leitblech (51, 52, 53, 54) einerseits mit der Potentiometerbahn
(42, 42′, 42′′, 42′′′) verbunden ist und andererseits einen
Anschlußpin (51p, 52p, 53p, 54p) des Kupplungsteils (44) bildet.
4. Drosselklappenstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein mindestens ein Stromleitblech (51, 52, 53, 54)
umfassendes Blechstanzteil (50) vorgesehen ist, wobei das Strom
leitblech (51, 52, 53, 54) einerseits am Motorsteckkontakt (22a,
23a) endet und andererseits einen Anschlußpin (51p, 52p, 53p,
54p) des Kupplungsteils (44) bildet.
5. Drosselklappenstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Potentiometerbahn (42, 42′, 42′′, 42′′′) direkt an einer
Innenseite (24a) am Deckel (24) aufgebracht ist.
6. Drosselklappenstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Potentiometerbahn (42, 42′, 42′′, 42′′′) an einem Träger
material (36) aufgebracht ist, das an einer Innenseite (24a) am
Deckel (24) befestigt ist.
7. Drosselklappenstelleinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schleifer (14, 14′, 14′′, 14′′′) an einem zur Drehmoment
übertragung zwischen dem Stellmotor (20) und der Drosselklappen
welle (6) dienenden Getrieberad (12, 18, 20b) angebracht ist.
8. Drosselklappenstelleinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Drosselklappenstutzen (2) und dem Deckel (24) eine
den Anschlußraum (32) nach außen hin abdichtende Dichtung (34)
vorgesehen ist.
9. Drosselklappenstelleinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
im Bereich des Potentiometers (40) eine Potentiometerführung
(30) zur Zentrierung des Potentiometers (40) vorgesehen ist.
10. Drosselklappenstelleinheit nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnete daß
der Deckel (24) quer zur Drosselklappenwelle (6, 6c) weit über
den Bereich der Potentiometerführung (30) hinausragt.
11. Drosselklappenstelleinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß eine eine Montage des
Deckels (24) an den Drosselklappenstutzen (2) erleichternde
Montagehilfe (60) vorgesehen ist.
12. Drosselklappenstelleinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Motorsteck
kontakt (22a) und den Motorgegensteckkontakt (22b) zusammen
klemmende steckbare Motorkupplung (22) vorgesehen ist.
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