DE4019749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetischen Drehsteller nach der Gattung des Anspruches 1. Es ist schon ein elektromagnetischer Drehsteller vorgeschlagen worden (DE-OS 39 26 912), bei dem ein Wälzlager an einer schwer zugänglichen Stelle mittels einer Federscheibe und einer einrastenden Winkelscheibe in axialer Richtung gehalten wird, so daß es während der Montage und des Betriebes des Drehstellers fixiert bleibt. Diese Fixierung des Wälzlagers ist jedoch weder geeignet für eine maschinelle Montage in der Serienproduktion, noch ist sie kostengünstig, noch ist sie geeignet für die Anwendung mit einem Gehäuse, das sich über den gesamten Stellmotor erstreckt.

Durch die DE-PS 4 73 895 und die US-PS 18 01 655 sind Lagerungen von Wälzlagern bekannt, die mittels Federscheiben gegenüber einer Anlageschulter in axialer Richtung abgestützt sind.

Das DE-GM 66 02 067 zeigt eine elektrische Maschine mit einem Lager und Federscheiben, die sich an Lagerdeckeln abstützen und eine axiale Dehnungsbewegung des Lagers ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Drehsteller mit einem Wälzlager derart zu verbessern, daß auch an einem unzugänglichen Einbauort des Wälzlagers eine großserientaugliche und kostengünstige Fixierung des Wälzlagers erreicht wird, die auch eine Montage mittels Automaten ermöglicht.

In der DE-OS 20 59 017 ist für einen Elektromotor ein Federring mit Zungen gezeigt, die in eine Nut des Kugellagerringes eingreifen, jedoch ist der Federring weder mit einem eine radiale Federung ermöglichenden Spalt versehen, noch ist er in einer Ringnut des Gehäuses angeordnet. Eine durch die DE-AS 19 47 732 bekannte Tellerfeder für einen Elektromotor liegt lose an einem Gehäuse an und greift nicht radial federnd in eine Ringnut eines Kugellagers ein. Geschlossene Tellerfedern, die sich an einem Kugellager einer elektrischen Maschine abstützen, zeigt ebenfalls die FR-OS 26 20 876.

Diese Aufgabe wird mittels der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei die erzielte Fixierung des Wälzlagers hohen Schüttelbeanspruchungen im Kraftfahrzeug standhält.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen elektromagnetischen Drehstellers möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, ein einstückiges Gehäuse zu verwenden, das sich über das Drosselorgan sowie über den Rotor und den Stator erstreckt, so daß nur noch eine Abdichtung an einem Deckel erforder­ lich ist.

Weiterhin vorteilhaft ist es, den Rastring aus einem Metallblech­ streifen herzustellen, so daß er in radialer Richtung federnd zusam­ mengedrückt werden kann und mit Rastzungen in eine Rastnut des Wälz­ lagers eingreift.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten elek­ tromagnetischen Drehsteller,

Fig. 2 einen Metallblechstreifen zur Herstellung eines Rastringes,

Fig. 3 einen Rastring,

Fig. 4 eine Federscheibe.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Der in Fig. 1 dargestellte Drehsteller 1 steuert einen Drosselquer­ schnitt in einer Betriebsmittel führenden Leitung einer Brennkraft­ maschine, insbesondere zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine, durch deren Luftansaugrohr 2 in Pfeilrichtung 3 Ver­ brennungsluft an der Drosselklappe 4 vorbei zu der nicht dargestell­ ten Brennkraftmaschine strömt. Mit dem Luftansaugrohr 2 steht eine Bypassleitung 7 in Verbindung, die um die Drosselklappe 4 führt und deren Durchgangsquerschnitt mittels eines als Drehschieber 8 ausge­ bildeten Drosselorganes änderbar ist. Der Drehsteller 1 hat einen Stellmotor 9, der als ein kollektorloser Elektromotor ausgebildet ist und dessen Rotor 10 auf den Drehschieber 8 wirkt und der über einen an einem Deckel 12 ausgebildeten Stecker 13 durch ein nicht dargestelltes elektronisches Steuergerät in Abhängigkeit von Be­ triebskenngrößen der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist. Bei Erre­ gung des Stellmotors 9 verdreht der Rotor 10 eine Welle 14, auf der er befestigt ist und die über ein erstes Wälzlager 15 und ein zwei­ tes Wälzlager 16 drehbar in einem Gehäuse 19 gelagert ist. Das erste Wälzlager 15 ist beispielsweise als Nadellager ausgebildet und in eine als Sackloch ausgebildete erste Lageröffnung 20 im Gehäuseboden 21 des topfförmigen Gehäuses 19 eingepreßt. Der rohrsegmentförmig ausgebildete Drehschieber 8 ist mit der Welle 14 zwischen dem ersten Wälzlager 15 und dem zweiten Wälzlager 16 verbunden und ragt in ei­ nen die Bypassleitung 7 schneidenden Schwenkraum 22 des Gehäuses 19. Mit dem Schwenkraum 22 ist einerseits ein Zuströmstutzen 25 mit dem Luftansaugrohr 2 stromaufwärts der Drosselklappe und andererseits ein Abströmstutzen 26 mit dem Luftansaugrohr 2 stromabwärts der Drosselklappe 4 verbunden. Der rohrsegmentförmige Drehschieber 8 ragt mit seinem Umfang möglichst dicht bis an die Wandung des Schwenkraumes 22. In der dem Zuströmstutzen 25 zugewandten Wandung 27 des Schwenkraumes 22 ist wenigstens eine Steueröffnung 28 ausge­ spart, die durch den Drehschieber 8 mehr oder weniger geöffnet wer­ den kann. Ein Pfeil 29 gibt die Luftströmungsrichtung im Zuström­ stutzen 25 an.

Der Stellmotor 9 besteht aus einem zentralen feststehenden Stator 32 mit Feldwicklungen 33 und dem becherförmigen Rotor 10, der zwei an seiner zylindermantelförmigen Wand angeordnete Permanentmagnetseg­ mente 34 aufweist. Die Permanentmagnetsegmente 34 sind schalenförmig ausgebildet und bedecken einen Winkelbereich von je etwa 135°. Dem Drehschieber 8 zugewandt, besitzt der becherförmige Rotor 10 eine Nabe 35, die über die Welle 14 greift und an dieser befestigt ist.

Ein Innenring 38 des als Kugellager ausgebildeten zweiten Wälzlagers 16 sitzt fest auf der Habe 35 und ein Außenring 39 des zweiten Wälz­ lagers 16 ist in eine zweite Lageröffnung 40 des Gehäuses 19 einge­ schoben. Das zweite Wälzlager 16 weist in bekannter Weise die Wälz­ körper abdeckende Abdeckscheiben 41 auf, so daß in axialer Richtung zwischen der dem Drehschieber 8 zugewandten Seite des zweiten Wälz­ lagers und der dem Stator 32 zugewandten Seite nahezu kein Medien­ austausch über das Wälzlager erfolgt. Die zweite Lageröffnung 40 wird dem Stator 32 abgewandt durch eine Anlageschulter 44 des Gehäu­ ses 19 begrenzt. Zwischen der Anlageschulter 44 und dem zweiten Wälzlager 16 wird beim Einschieben des zweiten Wälzlagers 16 in die zweite Lageröffnung 40 eine Federscheibe 45 verspannt, die auf das zweite Wälzlager 16 eine Kraft in Richtung auf den Stator 32 ausübt. Eine derartige Federscheibe ist beispielsweise in Fig. 4 darge­ stellt und kann die Form einer sogenannten Tellerfeder, Wellenfeder oder ähnliches haben. Der Außenring 39 des zweiten Wälzlagers 16 hat an seinem Umfang eine umlaufende Rastnut 46, in die Rastzungen 47 eines federnden Rastringes 50 federnd mit ihren freien Enden 51 ein­ greifen. Der Rastring 50 ist in einer Ringnut 52 des Gehäuses 19 ge­ lagert. Der Rastring 50 wird aus einem Metallblechstreifen 53 gebil­ det, der quer zur Längsachse des Metallblechstreifens 53 und mit Ab­ stand zueinander jeweils zwei zu einer Langseite 56 des Metall­ blechstreifens 53 hin offene Trennschlitze 57 hat, die jeweils eine der Rastzungen 47 begrenzen. Die Rastzungen 47 sind aus der Ebene des Metallblechstreifens geneigt herausgebogen. Fig. 2 zeigt einen Metallblechstreifen 53. In Fig. 3 ist der Metallblechstreifen 53 in die Form des Rastringes 50 derart gekrümmt, daß seine beiden Enden 58 und 59 einen in axialer Richtung verlaufenden Spalt 62 bilden und die Rastzungen 47 nach innen gerichtet verlaufen.

Die in dem Gehäuse 19 vorgesehenen Öffnungen haben abgestufte Durch­ messer, so daß der Durchmesser der ersten Lageröffnung 20 kleiner ist als der Durchmesser des Schwenkraumes 22 und der Durchmesser des Schwenkraumes 22 wiederum kleiner ist als der Durchmesser der zwei­ ten Lageröffnung 40. Das einstückige Gehäuse 19 überragt in axialer Richtung nicht nur den Drehschieber 8, sondern auch mit einem sich an den Gehäuseboden 21 anschließenden rohrförmigen Abschnitt 63 den Rotor 10 und den Stator 32 und hat eine Innenöffnung 64, die einen größeren Durchmesser als der Rotor 10 und die zweite Lageröffnung 40 hat. Zur Montage werden zunächst das erste Wälzlager 15 in die erste Lageröffnung 20 sowie der Rastring 50 in die Ringnut 52 im Gehäuse 19 geschoben und die Federscheibe 45 in die zweite Lageröffnung 40 eingelegt. Danach wird der Rotor 10 mit der Welle 14 sowie dem auf­ geschobenen Wälzlager 16 und dem Drehschieber 8 in die Innenöffnung 64 des Gehäuses 19 eingeführt, bis das entgegen der Kraft der Feder­ scheibe 45 verschobene zweite Wälzlager 16 eine Stellung einnimmt, in der die zunächst in Einschieberichtung gebogenen Rastzungen 47 in die Rastnut 46 des zweiten Wälzlagers 16 einrasten. Die Rastzungen 47 greifen in die Rastnut 46 derart federnd ein, daß sie ein Heraus­ ziehen des zweiten Wälzlagers 16 aus der zweiten Lageröffnung 40 un­ ter im Betrieb des Drehstellers auftretenden Kräften verhindern. Auf eine Rastnut 46 am Außenring 39 des zweiten Wälzlagers 16 kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dann verzichtet werden, wenn der Rastring 50 in der Ringnut 52 so gelagert wird, daß bei in die zweite Lageröffnung 40 eingeschobenem zweiten Wälzlager 16 die Rastzungen 47 an einer dem Stator 32 zugewandten Stirnfläche 65 an­ greifen und eine Kraft in Richtung zur Federscheibe 45 ausüben.

Der Rotor 10 ist auch leicht demontierbar, da durch Überstreifen ei­ ner Hülse über den Rotor 10 die Rastzungen 47 zur Wandung der Innen­ öffnung 64 gebogen werden können, so daß ihre Rastwirkung entfällt. In diesem Zustand kann der Rotor 10 aus dem Gehäuse 19 herausgezogen werden.

Die beschriebene Sicherung des zweiten Wälzlagers 16 kann auch beim ersten Wälzlager 15 angewandt werden, indem in die erste Lageröff­ nung 20 eine Federscheibe eingelegt und der Außenring des ersten Wälzlagers 15 mit einer Rastnut versehen wird, in die Rastzungen ei­ nes Rastringes eingreifen, der in einer Ringnut des Gehäuses ange­ ordnet ist. Es kann auch auf eine Rastnut verzichtet werden, wenn der Rastring so gelagert wird, daß die Rastzungen an einer dem Dreh­ schieber 8 zugewandten Stirnfläche des ersten Wälzlagers angreifen.

Zwischen dem abgedichtet in das Gehäuse eingesetzten Deckel 12 und dem Rotor 10 ist in das Gehäuse 19 eine Grundplatte 66 eingesetzt, die eine zentrale Haltebohrung 67 hat, in die eine Achse 68 des Sta­ tors 32 feststehend eingepreßt ist. Die Achse 68 erstreckt sich in den Rotor 10 hinein und trägt an ihrem der Grundplatte 66 abgewand­ ten Ende ein Rückstellelement 69 aus ferromagnetischem Material, das wie der Stator 32 unbeweglich ist und als dünne Scheibe ausgebildet sich im Wirkungsbereich der Permanentmagnetsegmente 34 befindet. Das Rückstellelement 69 erstreckt sich radial bis nahe an die Permanent­ magnetsegmente 34, ohne diese zu berühren. Infolge des mit dem Rück­ stellelement zusammenwirkenden Magnetfeldes der Permanentmagnetseg­ mente 34 wird im nicht erregten Zustand des Stellmotors 9 der Rotor 10 und damit auch der Drehschieber 8 nach Beendigung der Erregung in eine vorbestimmte Drehlage gedreht und darin gehalten.

Claims (4)

1. Elektromagnetischer Drehsteller, insbesondere zur Steuerung eines Drosselquerschnittes in einer Betriebsmittel führenden Leitung einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse und einem Stellmotor, der ei­ nen gegenüber dem Gehäuse feststehenden Stator sowie einen drehbaren Rotor hat, mit dem ein eine Steueröffnung mehr oder weniger öffnen­ des Drosselorgan verbunden und der mittels mindestens eines in einer Lageröffnung angeordneten Wälzlagers drehbar gelagert ist, wobei die Lageröffnung durch eine sich radial erstreckende Anlageschulter be­ grenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anlageschulter (44) und dem mindestens einem Wälzlager (15, 16) eine in axialer Richtung eine Kraft auf das mindestens eine Wälzlager (15, 16) aus­ übende Federscheibe (45) angeordnet ist und an dem mindestens einen Wälzlager (15, 16) an einem in einer Ringnut (52) des Gehäuses (19) gelagerten, einen axialen Spalt (62) aufweisenden und damit radial federnden Rastring (50) befestigte radial und axial federnde Rastzungen (47) mit ihren freien Enden (51) derart angreifen, daß das mindestens eine Wälzlager (15, 16) gegen die Federscheibe (45) gepreßt wird.

2. Drehsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fe­ dernden Rastzungen (47) mit ihren freien Enden (51) in eine am Um­ fang des mindestens einen Wälzlagers (15, 16) umlaufende Rastnut (46) eingreifen.

3. Drehsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fe­ dernde Rastring (50) aus einem mit aus diesem ausgesparten und ge­ neigt herausgebogenen Rastzungen (47) versehenen Metallblechstreifen (53) derart gekrümmt ist, daß die Rastzungen (47) nach innen gerichtet sind.

4. Drehsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ein­ stückige Gehäuse (19) sich über das Drosselorgan (8) sowie über den Rotor (10) und den Stator (32) erstreckt.