DE3630088C2 - Stelleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Stelleinrichtung vorgeschlagen worden (nicht vorveröffentlichte DE 35 19 324 A1), bei der die vorgesehenen Anschlagnasen an der Spindel und dem Schneckenrad bei einem zu starken Aufeinandertreffen bewirken, daß der Eingriff der Schnecke in das Schneckenrad sehr stark verspannt wird, was zu einer erhöhten Reibung führt. Diese erhöhte Reibung muß dann der Elektromotor überwinden, so daß es jeweils unsicher ist, wann das vom Elektromotor aufgebrachte Drehmoment ausreicht, die Reibungskraft zu überwinden und die Verstellbewegung erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stelleinrichtung derart weiterzuentwickeln, daß eine sichere und schnelle Verstellung auch aus einer Endstellung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß der Elektromotor über einen vorbestimmten kleinen Drehwinkel unbelastet anlaufen kann und die Antriebswelle infolge der dann zur Verfügung stehenden kinetischen Energie schlagartig auf die Schnecke wirkt und die zwischen Schnecke und Schneckenrad vorliegende Verspannung momentan überwindet.

Durch die in dem Unteranspruch aufgeführte Maßnahme ist ei­ ne vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Haupt­ anspruch angegebenen Stelleinrichtung möglich. Die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 2 bieten den Vorteil, daß ohne die Zwischenschaltung weiterer Verbindungsmittel die Dreh­ verbindung in erfindungsgemäßer Form zwischen der Antriebs­ welle des Elektromotors und der Schnecke erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Stelleinrichtung entlang der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stelleinrichtung 1 umfaßt ein Gehäuse mit einem Bodenteil 2 und einem Deckel 3. Im Bodenteil 2 ist ein als Stellmotor dienender Elektromotor 4 angeordnet, der axial einerseits zwischen ersten Halteste­ gen 5 und andererseits zweiten Haltestegen 6 gelagert ist, wobei die ersten Haltestege 5 einen zylinderförmigen Halte­ absatz 7 des Elektromotors 4 teilweise klammerförmig umgrei­ fen. Der elektrische Anschluß des Elektromotors 4 erfolgt über Anschlußzungen 8, die mit Kontaktleitern 9 kontaktier­ bar sind. Die Kontaktleiter 9 führen zu einem Stecker 10, der mit einem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät elektrisch verbindbar ist. Mit der Antriebswelle 13 des Elek­ tromotors 4 ist eine Schnecke 14 verbunden, die in ein Schneckenrad 15 eingreift. Das dem Elektromotor 4 abgewandte Ende der Schnecke 14 ist in einem Lagerkörper 16 drehbar ge­ lagert, der in einem Lageransatz 17 des Bodenteils 2 gegenge­ lagert ist. Die Nabe 18 des Schneckenrades 15 ragt zur Lage­ rung des Schneckenrades mit einem Lagerabsatz 19 in eine La­ geröffnung 20 des Deckels 3. Die Nabe 18 weist ebenfalls ei­ nen Verlängerungsabsatz 21 auf, der auf der dem Lagerabsatz 19 abgewandten Seite des Schneckenrades 15 angeordnet ist. Auf den Verlängerungsabsatz 21 ist eine Kappe 24 aufgesetzt, die mit einem Flansch 25 am Schneckenrad 15 anliegt und durch Schrauben 26 an diesem befestigt ist. Die Kappe 24 ist in einer Lageröffnung 27 des Bodenteils 2 gelagert. Die Nabe 18 des Schneckenrades 15 hat eine Innenbohrung 28, die mit einem Innengewinde 29 versehen ist. In die Innenbohrung 28 der Nabe 18 ragt eine Spindel 30 mit einem Gewindeabschnitt 31, der mit einem mit dem Innengewinde 29 der Nabe 18 zusam­ menwirkenden Außengewinde 32 versehen ist. Mit ihrem dem Gewindeabschnitt 31 abgewandten Ende durchragt die Spindel 30 eine Öffnung 35 der Kappe 24 und eine Führungsöffnung 36 eines Stutzens 37 des Bodenteiles 2. Am Umfang der Spindel 30 ist mindestens ein in axialer Richtung der Spindel 30 ver­ laufender erhabener Steg 38 ausgebildet, der in eine Führungs­ nut 39 der Führungsöffnung 36 eingreift, und zwar derart, daß die Spindel 30 mit den Stegen 38 in der Führungsöffnung mit den Führungsnuten 39 verschiebbar gelagert, aber gegen Ver­ drehen gesichert ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind an der Spindel 30 zwei Stege 38 und in der Führungsöff­ nung 36 zwei Führungsnuten 39 ausgebildet. Bei einer Verdre­ hung des Schneckenrades 15 durch die Schnecke 14 wird somit die Spindel 30 infolge ihres in das Innengewinde 29 eingrei­ fenden Außengewindes 32 mehr oder weniger aus dem Schnecken­ rad 15 herausgeschoben.

Zur Begrenzung des Verschiebeweges der Spindel 30 gegenüber dem Schneckenrad 15, ist auf jeder Seite des Gewindeabschnit­ tes 31 der Spindel 30 eine Anschlagnase 40 angeordnet. Außer­ dem ist an dem Lagerabsatz 19 der Nabe 18 eine in die Innen­ bohrung 28 ragende Anschlagnase 41 vorgesehen, und an der Kappe 24 eine weitere in die Innenbohrung 28 des Verlänge­ rungsabsatzes 21 ragende Anschlagnase 42. Die Anschlagnasen 40, 41 und 40, 42 kommen jeweils in den vorgegebenen konstruk­ tiven Endstellungen der Spindel 30 miteinander in Eingriff und blockieren eine weitere Verstellbewegung. Mit der Spind­ el 30 ist ein Betätigungsstift 45 so verbunden, daß er aus dem Stutzen 37 herausragt und beispielsweise andererseits in ein Gewinde einer Durchgangsöffnung 46 der Spindel 30 einge­ schraubt ist. In einer Stufenbohrung 47 des Betätigungsstif­ tes 45 ist ein Taster 48 gleitbar gelagert. An dem der Spin­ del 30 abgewandten Ende ist ein Kopf 49 vorgesehen, an dem sich eine Rückstellfeder 50 abstützt, die andererseits an ei­ nem Absatz 51 der Stufenbohrung 47 anliegt. Zwischen dem dem Kopf 49 des Tasters 48 zugewandten Ende 52 des Betätigungsstif­ tes 45 und dem Kopf 49 ist eine Dichtmanschette 53 angeordnet, die am Kopf 49 durch eine mit dem Kopf 49 verbundene Anschlag­ platte 54 gehalten wird. Das dem Kopf 49 abgewandte Kontakt­ ende 57 des Tasters 48 ragt in die Durchgangsöffnung 46 der Spindel 30 und ist auf einen Schalter ausgerichtet, der aus einem ersten Schaltkontakt 58 und einem zweiten Schaltkontakt 59 gebildet wird und bei einer Verschiebebewegung des Tasters 48 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 50 in Richtung zum ersten Schaltkontakt 58 schließbar ist. Der erste Schaltkon­ takt 58 ist mit einem ersten elektrischen Leiter 60 und der zweite elektrische Schaltkontakt 59 mit einem zweiten elektri­ schen Leiter 61 verbunden. Die elektrischen Leiter 60, 61 sind einander gegenüberliegend in der Durchgangsöffnung 46 der Spindel 30 geführt und gehalten. Der erste elektrische Leiter 60 endet an einem ersten Schleiferfinger 62, und der zweite elektrische Leiter 61 endet an einem zweiten Schleiferfinger 63. Ein am Deckel 3 ausgebildeter Zapfen 65 ragt in die Durchgangsöffnung 46 der Spindel 30 und trägt gegeneinander elektrisch isoliert eine erste elektrisch lei­ tende Kontaktbahn 66 und eine zweite elektrisch leitende Kontaktbahn 67. Die Kontaktbahnen 66, 67 führen andererseits zu dem Stecker 10. Auf der ersten Kontaktbahn 66 liegt kraftschlüssig der erste Schleiferfinger 62 und auf der zweiten Kontaktbahn 67 der zweite Schleiferfinger 63 an. Somit kann bei einer axialen Verschiebung der Spindel 30 jeweils der elektrische Kontakt zwischen den Schleiferfin­ gern 62, 63 und den Kontaktbahnen 66, 67 aufrechterhalten werden. Zwischen dem Stutzen 37 und dem Betätigungsstift 45 ist eine weitere Dichtmanschette 68 angeordnet.

Der Betätigungsstift 45 ist auf einen beispielsweise als Hebel ausgebildeten Anschlag 69 eines Steuerorgans 70, bei­ spielsweise einer im Ansaugrohr 71 einer Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe 70 ausgerichtet. Der Anschlag 69 wird in Richtung zum Betätigungsstift 45 durch eine Feder 72 beaufschlagt. Bei an der Anschlagplatte 54 anliegendem An­ schlag 69 wird der Taster 48 entgegen der Kraft der Rück­ stellfeder 50 im Betätigungsstift 45 verschoben und schließt mit seinem Kontaktende 57 die Schaltkontakte 58, 59, wobei ein über das elektronische Steuergerät geführter Stromkreis schließbar ist. Durch Ansteuerung des Elektromotors 4 wird die Antriebswelle 13 verdreht und die Schnecke 14 verdreht das Schneckenrad 15, so daß die Spindel 30 eine axiale Bewe­ gung ausführt, die den Anschlag 69 mehr oder weniger bei an der Anschlagplatte 54 anliegendem Anschlag verstellt. Eine derartige Verstellung des Anschlages 69 zur Steuerung des Steuerorganes 70 kann bei einer Brennkraftmaschine beispiels­ weise erfolgen, um mit dem Steuerorgan 70 den Leerlauf der Brennkraftmaschine zu regeln oder bei einem Kaltstart eine sogenannte Kaltstartanhebung zu ermöglichen.

Die Übertragung der Drehbewegung des Elektromotors 4 über die Antriebswelle 13 auf die Schnecke 14 erfolgt, wie auch in Fig. 3 in geändertem Maßstab dargestellt, über einen Kupplungskörper 75, der Teil der Schnecke 14 sein kann oder als selbständiges Teil ausgebildet fest mit der Schnecke ver­ bunden ist. Der Kupplungskörper 75 weist in Längsrichtung eine Kupplungsöffnung 76 auf, die hier beispielsweise dar­ gestellt einen kreisausschnittförmigen Querschnitt 77 hat. Die Antriebswelle 13 ragt mit einem dem Elektromotor 4 abge­ wandten Kupplungsende 78 in die Kupplungsöffnung 76. Das Kupplungsende 78 hat hier beispielsweise dargestellt einen kreisabschnittförmigen Querschnitt 79. Die Kupplungsöffnung 76 und das Kupplungsende 78 haben annähernd in ihren Quer­ schnitten gleichen Durchmesser, so daß sie mit geringem ra­ dialen Spiel ineinander gefügt werden können. Gemäß der Er­ findung soll nun bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Antriebswelle 13 das Kupplungsende 78 zunächst über einen kleinen Drehwinkel in der Kupplungsöffnung 76 frei laufen können, bis es den Kupplungskörper 75 in der neuen Drehrich­ tung mitnimmt. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß entsprechend dem in Fig. 3 beispielsweise dargestell­ ten Ausführungsbeispiel das Kupplungsende 78 einen nahezu halbkreisförmigen Querschnitt 79 hat, während der kreisaus­ schnittförmige Querschnitt 77 der Kupplungsöffnung 76 um einen Winkel α größer als der kreisabschnittförmige Quer­ schnitt 79 des Kupplungsendes 78 ist, beispielsweise beträgt der Winkel α 30°. Bei einer Drehrichtung der Antriebswelle 13 im Uhrzeigersinn erfolgt bei der Darstellung nach Fig. 3 eine sofortige Mitnahme des Kupplungskörpers 75, während bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Antriebswelle 13 in den Gegenuhrzeigersinn das Kupplungsende 78 über einen klei­ nen Drehwinkel α in der Kupplungsöffnung 76 zunächst frei läuft, bis es an der radialen Anlagefläche 80 der Kupplungs­ öffnung 76 zum Anliegen kommt und den Kupplungskörper 75 in der neuen Drehrichtung mitnimmt. Dieser kleine Drehwinkel α, über den das Kupplungsende 78 bei einer Änderung der Drehrich­ tung der Antriebswelle 13 in der Kupplungsöffnung 76 frei läuft, ermöglicht es, daß die Schnecke 14 schlagartig in der neuen Drehrichtung beaufschlagt wird, so daß eine eventuelle Ver­ spannung zwischen der Schnecke 14 und dem Schneckenrad 15 infolge eines Anliegens der Anschlagnasen 40, 41, 42 aneinan­ der sofort gelöst wird und eine sichere Verstellung des Be­ tätigungsstiftes 45 gewährleistet ist. Ein kreisabschnittför­ miger Querschnitt 79 des Kupplungsendes 78 kann zur Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung sowohl mit einem kreisabschnitt­ förmigen Querschnitt 77 als auch mit einem kreisausschnittför­ migen Querschnitt 77 der Kupplungsöffnung 76 zusammenarbei­ ten, wie auch ein kreisausschnittförmiger Querschnitt 79 des Kupplungsendes 78 mit jeweils einem kreisabschnittförmigen oder kreisausschnittförmigen Querschnitt 79 der Kupplungs­ öffnung 76 zusammenarbeiten kann. Für die erfindungsgemäße Kupplung zwischen der Antriebswelle 13 und dem Kupplungskör­ per 75 stehen dem Fachmann auch andere Lösungen zur Verfü­ gung, beispielsweise eine Nut-Federverbindung, die ein Dreh­ spiel in der beschriebenen Weise aufweist.

Der Erfindungsgedanke ist bei allen Schneckengetrieben anwend­ bar, die gegen Anschläge laufen und durch Stellmotoren betä­ tigt werden.

Claims (2)

1. Stelleinrichtung mit einem durch einen Stellmotor verstell­ baren Betätigungsstift und mit einem Schneckengetriebe, das zur Umsetzung der durch den Stellmotor erzeugten Drehbewegung in eine Verschiebebewegung des Betätigungsstiftes dient, wo­ bei die Antriebswelle des Stellmotors an einer Schnecke an­ greift, die mit einem Schneckenrad zusammenarbeitet, das eine Innenbohrung mit einem Innengewinde hat, in das das Außengewinde einer Spindel greift, die mit dem Betätigungs­ stift verbunden ist und an den Anschlagnasen angeordnet sind, die mit Anschlagnasen des Schneckenrades zusammenwirkend die Verschiebebewegung der Spindel gegenüber dem Schneckenrad begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (13) des Stellmotors (4) so mit der Schnecke (14) in Drehverbin­ dung steht, daß bei Umkehrung der Drehrichtung der Antriebs­ welle (13) die Antriebswelle (13) zunächst über einen klei­ nen Drehwinkel (α) frei läuft und die Schnecke (14) dabei nicht verdreht wird.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (13) in eine Kupplungsöffnung (76) ei­ nes mit der Schnecke (14) fest verbundenen Kupplungskörpers (75) ragt und Antriebswelle (13) und Kupplungsöffnung (76) kreisabschnittförmige oder kreisausschnittförmige Querschnitte (77, 79) haben, wobei der kreisabschnittförmige oder der kreisausschnittförmige Querschnitt (79) der Antriebswelle (13) geringer als der kreisabschnittförmige oder kreisausschnitt­ förmige Querschnitt (77) der Kupplungsöffnung (76) ist.