DE3013984A1 - Stelleinrichtung zur drehwinkeleinstellung von stellgliedern - Google Patents

Stelleinrichtung zur drehwinkeleinstellung von stellgliedern

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DE3013984A1 DE19803013984 DE3013984A DE3013984A1 DE 3013984 A1 DE3013984 A1 DE 3013984A1 DE 19803013984 DE19803013984 DE 19803013984 DE 3013984 A DE3013984 A DE 3013984A DE 3013984 A1 DE3013984 A1 DE 3013984A1
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Description

-f-
κ. 6240
IO.3.I98O Bö/Ba
ROBERT BOSCH GMBH3 7OOO STUTTGART 1 Stelleinrichtung zur Drehwinkeleinstellung von Stellgliedern Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung gemäß der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche bekannte Stelleinrichtung (DE-PS 1 910 112) weist zwei Spulenkörper auf einem U-förmigen Joch aufs zwischen dessen Polen ein Stabanker entgegen der Kraft einer Rückstellfeder rotierbar ist. Solche .Drehmagnete müssen für die Verstellung eines Reglers bei einer Kraftstoff-Einspritzpumpe relative große Stellkräfte aufbringen, wobei die Genauigkeit der Verstellung mit Hilfe von Stellungs-Rückmeldungen erzielt wird. Der Aufwand solcher Stelleinrichtungen ist dementsprechen hoch.
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Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptänspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine kompakte Bauweise möglich ist und daß auf eine Rückmeldung der Stellung des Stellglieds verzichtet werden kann, da durch die Ausgestaltung des Ankers mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung Drehmomente erzeugt werden können, die über einen großen Drehwinkel bei konstanter Strombeaufschlagung der Spule im wesentlichen konstant sind. Man erhält auf diese Weise eine eindeutige Zuordnung zwischen Stellung des Stellglieds und der Stromstärke, mit der die Spule beaufschlagt ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch gekennzeichneten Stelleinrichtung gegeben.
Zeichnung
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch die Stelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung mit einer zugeordneten Betriebsstoffleitung, deren Durchtrittsquerschnitt durch ein von der Stelleinrichtung betätigten Drehschieber gesteuert wird, Fig. 2 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entlang der Linie I - I9 Fig. 3 eine Abwicklung der Stirnflächen der Ankerpole und der Magnetpole bei Ausgangsstellung des Ankers und Fig. 4 ein Diagramm mit den erzielbaren Drehmomenten über den Drehwinkel (X_ bei verschiedenen Stromstärken.
Beschreibung
Die in Fig. 1 gezeigte Stelleinrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse 1 aus Kunststoff auf, in dessen stirnseitigen Deckeln 2 und 3 eine Ankerwelle 4 gelagert ist. Der eine stirnseitige Deckel 3 ist dabei als Kupplungsstück für zwei Rohrteile einer Leitung ausgebildet, die z. B. eine Luftbypaßleitung einer
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Brennkraftmaschine sein kann. Das eine Rohr-6 dieser Leitung istdabe senkrecht zur Achse der Ankerwelle in das Kupplungsstück 3 eingesetzt, während das andere Rohr 7 koaxial zur Achse in das Kupplungsstück 3 eingesetzt ist. Das koaxial eingesetzte Rohr 7 sitzt dabei in einer Sackbohrung 8 des KupplungsStücks und ist dort von einem Ringraum 9 umgeben, in den das erste Rohr 6 mündet. Das Kupplungsstück 3 wird von dem einen Ende der Ankerwelle durchdrungen, und ist an ihrem äußersten Ende mit einem topfförmig ausgebildeten Drehschieber 11 verbunden.. Der zylindrische Mantel des Drehschiebers wird dabei dicht in der Innenbohrung des Rohres 7 geführt und weist einen oder mehrere in gleichen Winkelabständen am Umfang verteilte Druchbrüche 12 auf. Diesen Durchbrüchen zugeordnet weist das Rohr 7 Durchtrittsöffnungen lH auf, die bei entsprechender Stellung des Drehschiebers eine Verbindung zwischen dem Innern des Rohres 7 und dem Ringraum 9 herstellen.
Die in dem Gehäuse 1 untergebrachte Stelleinrichtung weist einen Magneten in der Art eines Topfmagneten auf, mit einer ringförmigen Spule 15*·die die Ankerwelle umgibt und in einem als Ankergegenstück dienenden topfförmigen Gehäuse 17 eingeschlossen ist, dessen Material die magnetischen Eigenschaften von Weicheisen aufweist. Auf'der offenen Stirnseite 18 des topfförmigen Gehäuses 17 ragen radial zwei gegenüberliegende Pole 19 nach innen, die die Spule 15 zum Teil axial begrenzen. Den Magnetpolen 19 zugeordnet ist ein stabförmiger Anker 20, der in der Radialebene der Pole 19 liegt mit Stirnflächen 21, die kreisbogenförmig verlaufen und mit den entsprechend ausgebildeten Stirnflächen 22 der Pole 19 in Überdeckungsstellung einen parallelen Luftspalt bilden. Die Länge der Stirnflächen 21 bzw. 22 entsprechen jeweils einem Drehwinkel von 80°.
Als Rückstellkraft ist ferner in dem Gehäuse 1 eine Spiralfeder 23 vorgesehen, die sich am Gehäuse abstützt und mit der Ankerwelle 4 verbunden ist.
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Λ-
Während die Pig. 2 eine Draufsicht entsprechend dem Schnitt I - I durch das Gehäuse 1 darstellt, ist in Fig. 3 die Abwicklung der Stirnflächen 22 der Magnetpole und Stirnflächen 21 der Ankerpole dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Stirnflächen 22 der Ankerpole eine konstante Breite aufweisen, wohingegen die Stirnflächen 21 der Ankerpole keilförmig ausgebildet sind. Die Abwicklung gemäß Fig. 3 zeigt den Anker in seiner durch einen Anschlag fixierten Ruhestellung, wobei die Pfeile die vorgesehene Verdrehrichtung angeben. Die Form der Stirnflächen 21 ist dabei so, daß die Spitze in Drehrichtung zeigt. Durch diese Ausgestaltung wächst die Überdeckungsfläche der Pole 21 mit den Polen 22 bei fortschreitender Drehrichtung des -Ankers progressiv an. Diese Ausgestaltung macht es vorteihafterweise möglich, Drehmomentverläufe gemäß Fig. h zu erhalten. Fig. 4 zeigt Drehmomentverläufe bei verschiedenen Stromstärken Il - 13, von denen die Spule 15 durchflossen werden kann. Man sieht, daß das Drehmoment, das auf den Anker bzw. die Ankerwelle wirkt, dabei im wesentlichen unabhängig von dem Drehwinkel q/ für eine gegebene Stromstärke ist. Damit läßt sich bei gegebener Federkennlinie C eine lineare Zuordnung zwischen Ansteuerstrom I und Drehwinkel ^v^ erzielen, so daß es möglich ist, sehr genau die durch den Drehschieber steuerbaren Durchtrittsquerschnitte einzustellen. Der Schieber 11 ist insbesondere bei mehreren Durchbrüchen 12 bzw. Durchtrittsöffnungen I^ druckausgeglichen, so daß hier sehr geringe Rückwirkungen auf die Verstellung zu erwarten sind.
Die erfindungsgemäße Lösung läßt natürlich auch technisch äquivalente andere Ausgestaltungen offen, wobei z. B. die Magnetpole mit dem veränderlichen Stirnflächenquerschnitt ausgestaltet sein können und wobei in anderer Ausgestaltung auch der Anker 20 klauenartig ausgebildete Pole aufweisen kann, die mit'der axialen Stirnfläche des Ankergegenstücks 17 zusammenarbeiten können. Die Stelleinrichtung, die im Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Ausführungsform zeigt, kann in vorteilhafter Weise zur genauen Dosierung von Betriebsstoffen .Wie Kraftstoff oder Luft bei Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.
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Claims (1)

  1. κ. 6 2 40
    10.3.1980 Bö/Ba
    ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1
    Ansprüche
    ί 1.J Stelleinrichtung zur Drehwinkeleinstellung an Stellgliedern bei Regel- oder Steuereinrichtungen., insbesondere zur Veränderung der Stellung von Drosselorganen, die der Dosierung von Betriebsstoffen, wie Kraftstoff oder Luft bei Brennkraftmaschinen dienen mit einem entgegen einer Rückstellkraft drehbaren, mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehenden Anker und einem ortsfesten Ankergegenstück mit Magnetpolen, die den Ankerpolen des Ankers geometrisch angepaßt sind, und mit einer mit Strom variabler Stromstärke aufschlagbaroi Spule, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) und das Ankergegenstück (17, 19) aus Material mit den magnetischen Eigenschaften von Weicheisen besteht und daß die Stirnfläche (21) der Ankerpole mit den Stirnflächen (22) der Magnetpole (19) bei überdeckung einen parallelen Luftspalt bilden, wobei eine
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    BAD ORIGINAL
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    Stirnfläche jeweils einer Paarung aus Magnetpol und Ankerpol so ausgebildet ist, daß die gemeinsame Überdeckungsfläche mit fortschreitender Verdrehung des Ankers entgegen der Rückstellkraft progressiv zunimmt,
    2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (21) der Ankerpole keilförmig ausgebildet sind.
    3. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (21 und 22) der Magnetpole und der Ankerpole im wesentlichen jeweils in einer Mantelfläche um die Drehachse des Ankers liegen.
    4. Stelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetisierung eine Spule (15) vorgesehen ist, die eine mit dem-Anker (20) verbundene Ankerwelle (4) radial umgibt, und in -einem als Ankergegenstück dienenden t'opfförmigen Gehäuse (17) eingeschlossen ist, an dessen einer Stirnseite die Magnetpole (19) ausgebildet sind, die in Bezug auf die Ankerwelle (4) radial nach innen ragend den Spulenkörper (15) zum Teil axial begrenzen.
    5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung eine Spiralfeder dient.
    6.· Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle (4) in einem Kunststoffgehäuse (1) gelagert ist,
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    BADORtGfNAt
    welches das die Spule (15) aufnehmende topfförmige Gehäuse (17) und die Spiralfeder (23) dicht einschließt, wobei das eine Ende der Ankerwelle durch das Gehäuse nach außen ragt.
    7. Stelleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein Drehschieber (11) dient, der am äußeren Ende der Ankerwelle (4) befestigt ist..
    8. Stelleinrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber topfförmig ausgebildet ist mit wenigstens einem in der Mantelfläche angeordneten Durchbruch (12), der . mit einer zugeordneten Durchtrittsöffnung (14) einer einen Betriebsstoff der Brennkraftmaschine führenden Leitung (7) zusammenwirkt, wobei der Drehschieber in einem Teil der Leitung (7) radial geführt wird.
    9. Stelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber mehrere symmetrisch am Umfang verteilte Duchbrüche (12) aufweist.
    10. Stelleinrichtung nach Anspruch 8 oder 93 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung im Bereich des Drehschiebers aus zwei Rohren (6 und 7) besteht, die rechtwinklig zueinander in einem Kupplungsteil (3) angeordnet sind und von denen das Ende des einen Rohres den Drehschieber (11) aufnimmt und in seiner Mantelfläche die Durchtrittsöffnung (en) (14) aufweist.
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    BAD ORIGINAL
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