DE602004003107T2 - Servogesteuerte Drosselklappe mit einer Blattfeder und einer Spiralfeder zum Einstellen der Notfahrposition - Google Patents

Servogesteuerte Drosselklappe mit einer Blattfeder und einer Spiralfeder zum Einstellen der Notfahrposition Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein servo-unterstütztes Drosselventil, das mit einer flachen Blattfeder und einer Schraubenfeder versehen ist, mit denen die Notlaufposition eingestellt werden kann.
  • Kraftstoffbetriebene Verbrennungsmotoren sind normalerweise mit einem Drosselventil versehen, welches den Zustrom von Luft an die Zylinder reguliert. Typischerweise umfasst das Drosselventil ein Ventilgehäuse, welches einen Ventilsitz aufnimmt, an den eine Drosselklappe angreift, welche auf einer Welle festgesetzt ist, um sich mit Hilfe einer Getriebeübertragung zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition unter Wirkung eines Elektromotors, der mit dieser Welle verbunden ist, zu drehen. Die Welle, welche das Drosselventil trägt, ist einem Positionssensor zugeordnet, welcher so ausgebildet ist, dass dieser die Winkelposition der Welle und somit des Drosselventils erfasst, um einer Steuereinheit zu ermöglichen, mittels Feedback den Elektromotor zu steuern, welcher die Position des Drosselventils bestimmt.
  • Das Drosselventil umfasst normalerweise eine Schrauben-Rückholfeder, welche koaxial zur Welle montiert ist und mechanisch an die Welle gekoppelt ist, um auf diese Welle ein Moment auszuüben, welches die Welle in die Schließposition bringen soll; und eine entgegen wirkende Schraubenfeder, welche koaxial mit der Welle montiert ist und mechanisch an die Welle gekoppelt ist, um ein Moment auf diese Welle auszuüben, welches die Welle in eine partielle Öffnungsposition bringen soll (die Notlaufposition genannt), und zwar gegen die Wirkung der Rückholfeder und aufgrund des Vorhandenseins eines Anschlagkörpers, welcher einen Anschlag für die Gegenfeder bildet, an welchem die durch diese Gegenfeder bestimmte Öffnungsbewegung gestoppt wird. Das durch die Gegenfeder erzeugte Moment ist größer als das durch die Rückholfeder erzeugte Moment; aus diesem Grunde ist, wenn der Motor nicht aktiviert ist, die Welle in der Notlaufposition angeordnet und muss der Motor dann selbst ein entsprechendes Antriebsmoment erzeugen, um die Welle in die Position maximaler Öffnung zu bringen und die Welle in die Schließposition zu bringen.
  • US20020129791 offenbart eine Drosselvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, in welchem ausgebildet sind auf einer Seite der Seitenwand eines Drosselkörpers ein Raum für die Montage eines Reduktionsgetriebemechanismus, welcher die Leistung von einem Motor auf eine Drosselklappenwelle überträgt, und eines Standardöffnung-Einstellmechanismus zum Halten einer Drosselventilöffnung auf einer spezifischen Öffnung (Standardöffnung), wenn sich der Zündschalter in einer Aus-Position befindet, und ein Getriebeabdeckungs-Montagerahmen, welcher den Montageraum einfasst; der Rahmen ist niedriger als das Montageniveau des Reduktionsgetriebemechanismus ausgebildet. Eine Getriebeabdeckung zum Abdecken des Getriebe-Montageraumes ist an dem Rahmen angebracht; ein Stopper zum Bilden der Standardöffnung und ein Stopper zum Bilden der ganz geschlossenen Position des Drosselventils sind nebeneinander angeordnet, um so Positionseinstellungen in der gleichen Richtung zu ermöglichen. Diese Stopper dienen dazu, einen Standardhebel und ein Drosselgetriebe zu stoppen, wodurch eine Verkleinerung, Gewichtsreduktion und Rationalisierung bei der Herstellung und bei den Einstellungen einer elektrisch gesteuerten Drosselvorrichtung möglich wird.
  • Die oben beschriebene Lösung, in welcher die Notlaufposition durch zwei Schraubenfedern eingestellt wird, wird normalerweise in im Handel erhältlichen Drosselventilen verwendet; diese Lösung hat jedoch einige Nachteile, da sie sehr massig und relativ komplex und zeitaufwändig zusammenzubauen ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein servo-unterstütztes Drosselventil zu schaffen, das mit einer flachen Blattfeder und einer Schraubenfeder versehen ist, um die Notlaufposition herzustellen, welche frei von den oben beschriebenen Nachteilen ist und welche insbesondere einfach und wirtschaftlich auszuführen ist.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich deshalb auf ein servo-unterstütztes Drosselventil, das mit einer flachen Blattfeder und einer Schraubenfeder versehen ist, um die Notlaufposition herzustellen, wie dies in den angehängten Ansprüchen ausgeführt ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche eine nicht beschränkende Ausführungsform derselben zeigen, und in welchen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise auseinander gezogen und mit einigen Teilen aus Gründen der Klarheit entfernt, eines Drosselventils ist, das in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird;
  • 2 eine schematisch Vorderansicht einer Kammer eines Ventilgehäuses des Drosselventils aus 1 ist;
  • 3 und 4 perspektivische Ansichten in vergrößertem Maßstab eines Details des Drosselventils aus 1 sind;
  • 5 zeigt ein Detail aus 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • In 1 ist ein elektronisch gesteuertes Drosselventil für einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) insgesamt mit 1 dargestellt; das Drosselventil 1 umfasst ein Metall-Ventilgehäuse 2, welches aufnimmt einen Elektromotor 3 (in 2 gezeigt), einen Ventilsitz 4 und eine Drosselklappe 5 (in gestrichelten Linien schematisch dargestellt), welche an den Ventilsitz 4 angreift und zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition unter Wirkung des Elektromotors 3 verstellt wird. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Drosselklappe 5 insbesondere auf einer Metallwelle 6 mit einer Längsachse 7 festgesetzt, um sich zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition unter der Wirkung des Elektromotors 3 zu drehen, der mit dieser Welle 6 mit Hilfe eines Transmissionsgetriebes 8 (in 2 gezeigt) verbunden ist.
  • Wie in 2 gezeigt, hat der Elektromotor 3 einen zylinderförmigen Körper, welcher in einem rohrförmigen Gehäuse 9 (in 1 gezeigt) angeordnet ist, das längs des Ventilsitzes 4 angeordnet ist und in einer vorbestimmten Position innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 9 mit Hilfe einer Metallplatte 10 gehalten wird; die Metallplatte 10 umfasst ein Paar weibliche elektrische Verbinder 11, welche elektrisch an den Elektromotor 3 angeschlossen sind und so ausgebildet sind, dass sie von einem Paar entsprechender männlicher elektrischer Verbinder 12 (in 1 gezeigt) berührt werden. Um sicherzustellen, dass der Elektromotor 3 in dem Ventilgehäuse 2 korrekt festgelegt ist, hat die Platte 10 drei radial gebohrte Vorsprünge 13, über welche jeweilige Schrauben 14 zum Befestigen des Ventilgehäuses 2 eingesetzt sind.
  • Der Elektromotor 3 umfasst eine Welle 15, die in einem Zahnrad 16 endet, welches mechanisch mit der Welle 6 verbunden ist, und zwar mit Hilfe eines frei laufenden Zahnrades 17, das zwischen dem Zahnrad 16 und einem auf der Welle 6 festgesetzten Endgetriebe 18 angeordnet ist. Das Zahnrad 17 umfasst einen ersten Satz Zähne 19, die mit dem Zahnrad 16 gekoppelt sind, und einen zweiten Satz Zähne 20, der mit dem Endgetriebe 18 gekoppelt ist; der Durchmesser des ersten Satzes Zähne 19 unterscheidet sich von dem Durchmesser des zweiten Satzes Zähne 20 dahingehend, dass das Zahnrad 17 ein Übertragungsverhältnis hat, welches nicht gleichmäßig ist. Das Endgetriebe 18 wird durch einen massiven Zentralzylinderkörper 21 gebildet, der auf der Welle 6 festgekeilt ist und mit einem kreisförmigen Kronenbereich 22 mit einem Satz Zähne versehen ist, die mit dem Zahnrad 17 gekoppelt sind. Das gesamte Transmissionsgetriebe 8, das heißt, das Zahnrad 16, das Zahnrad 17 und das Endgetriebe 18 sind normalerweise aus Kunststoffmaterial hergestellt.
  • Das Transmissionsgetriebe 8 und die Platte 10 sind in einer Kammer 23 des Ventilgehäuses 2 angeordnet, welches durch eine abnehmbare Abdeckung 24 (in 1 gezeigt) aus Kunststoffmaterial geschlossen ist.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst das Drosselventil 1 einen induktiven Positionssensor 25 der "kontaktfreien" Bauart, welche an die Welle 6 gekoppelt ist und so ausgebildet ist, dass er die Winkelposition der Welle 6 und somit der Dros selklappe 5 erfasst, um die Feedback-Steuerung der Position dieser Drosselklappe 5 zu ermöglichen. Der Positionssensor 25 entspricht der Bauart, die offenbart ist in US Patent 6,236,199-B1 und umfasst eine Rotor 26, der starr mit der Welle 6 verbunden ist und einen Stator 27, der von der Abdeckung 24 getragen wird und im Betrieb so angeordnet ist, dass er dem Rotor 26 zugewandt ist; der Rotor 26 wird durch eine ebene Metallwicklung 28 gebildet, welche kurz geschlossen ist, umfasst eine Reihe von Flügeln 29 und ist in dem zentralen zylinderförmigen Gehäuse 21 des Endgetriebes 18 eingebaut. Die Metallwicklung 28 ist vorzugsweise teilweise in das zentrale zylinderförmige Gehäuse 21 des Endgetriebes 18 eingebaut, so dass eine Oberfläche der Wicklung 28, die dem Stator 27 zugewandt ist, im Wesentlichen koplanar mit einer Außenfläche des zylinderförmigen Gehäuses 21 ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt), ist die Metallwicklung 28 vollständig in dem zentralen zylinderförmigen Gehäuse 21 des Endgetriebes 18 eingebaut. Der Stator 27 des Positionssensor 25 umfasst eine Haltebasis 30, welche mit Hilfe von vier Kunststoffnieten 32 mit einer Innenwand 31 der Abdeckung 24 verbunden ist.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist die Abdeckung 24 mit einem weiblichen elektrischen Verbinder 33 versehen, welche eine Reihe von elektrischen Kontakten (nicht im Detail gezeigt) umfasst: zwei elektrische Kontakte sind mit den männlichen elektrischen Verbinder 12 verbunden, die so ausgebildet sind, dass sie den Elektromotor 3 versorgen, wohingegen die weiteren vier elektrischen Kontakte mit dem Stator 27 des Positionssensors 25 verbunden sind, wenn die Abdeckung 24 in Kontakt mit dem Ventilgehäuse 2 angeordnet ist, um die Kammer 23 zu schließen, ist der weibliche elektrische Verbinder 33 oberhalb des rohrförmigen Gehäuses 9 des Elektromotors 3 angeordnet.
  • Wie in 2, 3 und 4 gezeigt ist, ist eine frei laufende Schraube 34 vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie eine Sperrung der Drosselklappe 5 verhindert und mit dem kreisförmigen Kronenbereich 22 des Endgetriebes 18 zusammenwirkt; wenn die Welle 6 durch die Wirkung des Elektromotors 3 in die geschlossene Position gebracht wird, wird die Drehung der Welle 6 nicht durch den Zusammenstoß zwischen der Drosselklappe 5 und den Wänden des Ventilgehäuses 4 gestoppt, sondern wird durch den Stoss des kreisförmigen Kronenbereichs 22 des Endgetriebes 18 an die frei laufende Schraube 34 gestoppt. Diese Lösung ist notwendig, weil jeglicher Zusammenstoß zwischen der Drosselklappe 5 und den Wänden des Ventilgehäuses 4 ein Verkeilen der Drosselklappe 5 an den Wänden des Ventilgehäuses 4 und somit eine Sperrung der Drosselklappe 1 bewirken könnte. Während der Produktionsstufe des Ventilgehäuses 1 kann die axiale Position der frei laufenden Schraube 34 durch Einschrauben oder Herausschrauben dieser frei laufenden Schraube 34 in Bezug zum Ventilgehäuse 4 eingestellt werden; die Position der frei laufenden Schraube 34 kann dann in Bezug zum Ventilgehäuse 2 blockiert werden, um jegliche nachfolgende Art von Verstellung zu verhindern (typischerweise aufgrund der bei Benutzung durch den Motor erzeugten Vibrationen).
  • Wie in 4 gezeigt ist, umfasst das Drosselventil 1 eine Rückholfeder 35, welche eine Schrauben-Torsionsfeder ist (das heißt, die Feder wird durch eine kreisförmige Verstellung verformt, die ein Widerstandsmoment erzeugt) und neigt dazu, die Welle 6 gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf 4 (Pfeil C) zu drehen, und zwar mit einer Bewegung, welche die Drosselklappe 5 in die Schließposition bringt; das Drosselventil 1 umfasst auch eine Gegenfeder 36, welche eine flache Blattfeder ist und dazu neigt, die Welle 6 Im Uhrzeigersinn mit Bezug auf 3 (Pfeil O) zu drehen, und zwar mit einer Bewegung, welche dazu neigt, die Drosselklappe 5 in eine Öffnungsposition zu bringen. Die Rückholfeder 35 erzeugt ein kleineres Moment als das durch die Gegenfeder 36 erzeugte Moment, mit dem Ergebnis, dass insgesamt die Kombination der Effekte der Rückholfeder 35 und der Gegenfeder 36 dazu führt, dass die Welle 6 im Uhrzeigersinn mit Bezug auf 4 (Pfeil O) in eine Öffnungsposition der Drosselklappe 5 gedreht wird.
  • Die Drehung im Uhrzeigersinn mit Bezug auf 4 (Pfeil O) in die Öffnungsposition der Welle 6 unter der Wirkung der Rückholfeder 35 und der Gegenfeder 36 stoppt an einer partiellen Öffnungs- oder Notlaufposition; auf diese Weise wird bei nicht vorhandener Wirkung des Elektromotors 3 die Welle 6 (und somit die Drosselklappe 5) in der Notlaufposition angeordnet. Wenn der Elektromotor 3 betätigt wird, ist das durch diesen Elektromotor 3 erzeugte Antriebsmoment in der Lage, die Welle 6 (und somit die Drosselklappe 5) in eine vollständige Schließposition zu drehen, und zwar gegen das durch die Gegenfeder 36 erzeugte Moment, und ist in der Lage die Welle 6 (und somit die Drosselklappe 5) in eine Position maximaler Öffnung zu drehen, und zwar gegen das durch die Rückholfeder 35 erzeugte Moment. Insbesondere, und im Detail unten beschrieben, ist die Notlaufposition durch einen Anschlagkörper 37 definiert, welcher auf dem Ventilgehäuse 2 vorgesehen ist.
  • Die Rückholfeder 35 hat ein Ende (nicht im Detail gezeigt), das mechanisch mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist, und ein Ende 38, welches mechanisch mit dem Endgetriebe 18 verbunden ist, welches wiederum auf der Welle 6 festgesetzt ist, da es in ein Gehäuse 39 eingesetzt ist, das in diesem Endgetriebe 18 erhalten wird. Die Gegenfeder 36 ist auf einem zylinderförmigen Bewegungselement 40 montiert, welches koaxial und frei laufend auf der Welle 6 montiert ist, das heißt, es gibt keine direkten mechanischen Verbindungen zwischen der Welle 6 und dem Bewegungselement 40. Ein Ende 41 der Gegenfeder 36 ist mit dem Bewegungselement 40 starr verbunden; an dem 41 der Gegenfeder 36 umfasst das Bewegungselement 40 einen Vorsprung 42, welcher so ausgebildet ist, dass dieser an den Anschlagkörper 37 des Ventilgehäuses 2 anstoßen kann, wie in 4 gezeigt. Ein Ende 43 der Gegenfeder 36, entgegen gesetzt zum Ende 41, ist frei und entlang des Zahnrades 17 angeordnet, um so einer Innenfläche 44 dieses Zahnrades 17 zugewandt zu sein; das Zahnrad 17 umfasst einen Vorsprung 45, welcher in senkrechter Weise in Bezug zu der Innenfläche 44 vorsteht, um so an dem Ende 43 der Gegenfeder 36 während der Drehung des Zahnrades 17 anzuliegen.
  • Bei Nichtvorhandensein der Wirkung des Elektromotors 3 dreht das durch die Rückholfeder 35 erzeugte Moment die Welle 6 gegen einen Uhrzeigersinn in Bezug zu 4 (Pfeil C) und dreht das Zahnrad 17 im Uhrzeigersinn mit Bezug auf 4 (Pfeil C), und zwar mit einer Bewegung, welche dazu neigt, die Drosselklappe 5 in die Schließposition zu bringen; an einer bestimmten Stelle liegt der Vorsprung 44 des Zahnrades 17 an dem Ende 43 der Gegenfeder 36 an und veranlasst die Gegenfeder 36 und somit das Bewegungselement 40, sich mit Bezug auf 4 (Pfeil C) im Uhrzeigersinn zu drehen, bis der Vorsprung 42 des Bewegungselements 40 an dem Anschlagkörper 37 des Ventilgehäuses 2 anliegt, wie in 4 gezeigt ist. An dieser Stelle verformt die folgende Drehung des Zahnrades 17 gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf 4 (Pfeil C) die Gegenfeder 36, welche durch Feedback ein Widerstandsmoment erzeugt, welches das Moment ausgleicht, dass durch die Rückholfeder 35 erzeugt wird, und veranlasst die Welle 6 in der Notlaufposition zu stoppen.
  • In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist es notwendig, die Position des Anschlagkörpers 37 zu modifizieren, um den Wert des Luftstroms in der Notlaufposition zu regulieren; dieser Vorgang ist jedoch nicht einfach, da der Anschlagkörper 37 direkt auf dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet ist.
  • Gemäß einer alternativen, in 5 gezeigten Ausführungsform ist der Anschlagkörper 37 durch eine Anschlagschraube ausgebildet, die in dem Ventilgehäuse 2 eingeschraubt ist; auf diese Weise ist es sehr leicht, den Wert des Luftstroms in der Notlaufposition durch ein Einschrauben oder Ausschrauben der Anschlagschraube in Bezug zum Ventilgehäuse 2 zu regulieren. Während der Produktionsstufe ist das Drosselventil 1 insbesondere in einer Teststation angeordnet (bekannt und nicht gezeigt), in welcher der Wert des Luftstroms in der Notlaufposition in Echtzeit gemessen wird; unter diesen Bedingungen wird die axiale Position der Anschlagschraube 37 in Bezug zum Ventilgehäuse 2 durch Einschrauben oder Herausschrauben der Anschlagschraube reguliert, bis der gewünschte Wert des Luftstroms in der Notlaufposition genau erhalten wird. Vorzugsweise wird, sobald die axiale Position der Anschlagschraube in Bezug zum Ventilgehäuse 2 festgelegt worden ist, die Anschlagschraube in Bezug zum Ventilgehäuse 2 blockiert, um jegliche nachfolgende Art von Verstellung zu verhindern (typischerweise aufgrund der bei Benutzung durch den Motor erzeugten Vibrationen).
  • Es sei angemerkt, dass die durch die Welle 6, die Rückholfeder 35 und das Bewegungselement 39 mit der Gegenfeder 36 gebildete Einheit separat vormontiert sein kann und mit Hilfe eines einzigen Montagevorgangs, welcher automatisiert sein kann, in das Ventilgehäuse 2 eingesetzt werden kann.
  • Im Vergleich zu der herkömmlichen Lösung, in welcher die Rückhol- und Gegenfeder beide Schraubenfedern sind, hat die Lösung für das Drosselventil 1, wie sie oben beschrieben ist, in welcher die Rückholfeder 35 eine Schraubenfeder ist und die Gegenfeder 36 eine flache Blattfeder ist, verschiedene Vorteile, da sie eine Reduktion der Reibung und der Größe ermöglicht, zuverlässiger ist und ermöglicht, Montagezeiten zu verringern.

Claims (10)

  1. Servo-unterstütztes Drosselklappenventil (1) mit einem Ventilgehäuse (2), einem in dem Ventilgehäuse (2) ausgebildeten Ventilsitz (4), einer Drosselklappe (5), die so ausgebildet ist, dass sie an den Ventilsitz (4) angreift, einer Welle (6), auf welcher die Drosselklappe (5) festgesetzt ist, einem Elektromotor (3), der an die Welle (6) mit Hilfe eines Transmissionsgetriebes (8) gekoppelt ist, das wenigstens ein erstes Zahnrad (17) aufweist, um die Drosselklappe (5) zwischen einer Position maximaler Öffnung und einer Schließposition des Ventilsitzes (4) zu drehen, einer Schrauben-Rückholfeder (35), die so ausgebildet ist, dass sie die Drosselklappe (5) in die Schließposition dreht, und einer Gegenfeder (36), die so ausgebildet ist, dass sie die Drosselklappe (5) in eine partielle Öffnungs- oder Notlaufposition dreht, die durch einen Anschlagkörper (37) gegen die Wirkung der Rückholfeder (35) gebildet wird; wobei das Drosselventil (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gegenfeder (36) eine flache Blattfeder ist und auf einem Bewegungselement (40) montiert ist, welches koaxial und frei laufend auf der Welle (6) montiert ist und einen Vorsprung (42) aufweist, der so ausgebildet ist, dass dieser an den Anschlagkörper (37) anschlagen kann, wobei ein erstes Ende (43) der Gegenfeder (36) frei ist und entlang des ersten Zahnrades (17) angeordnet ist, so dass es einer Innenfläche (44) dieses ersten Zahnrades (17) zugewandt ist, wobei dieses erste Zahnrad (17) einen Vorsprung (45) aufweist, welcher in Bezug zur Innenfläche (44) senkrecht vorsteht, so dass dieser während der Drehung des ersten Zahnrades (17) an dem ersten Ende (43) der Gegenfeder (36) anliegt.
  2. Drosselventil (1) nach Anspruch 1, in welchem das Transmissionsgetriebe (8) aufweist ein zweites Zahnrad (16), das starr mit einer Welle (15) des Elektromotors (3) verbunden ist, und ein Endgetriebe (18), das auf der Welle (6) festsitzt, wobei das erste Zahnrad (17) auf dem Ventilgehäuse (2) frei laufend montiert ist und zwischen dem zweiten Zahnrad (16) und dem Endgetriebe (18) angeordnet ist.
  3. Drosselventil (1) nach Anspruch 2, in welchem das erste Zahnrad (17) einen ersten Satz Zähne (19) hat, der mit dem zweiten Zahnrad (16) gekoppelt ist und einen zweiten Satz Zähne (20) hat, der mit dem Endgetriebe (18) gekoppelt ist, wobei sich der erste Satz Zähne (19) von dem Durchmesser des zweiten Satzes Zähne (20) unterscheidet.
  4. Drosselventil (1) nach Anspruch 3, in welchem das Endgetriebe (18) durch einen massigen zentralen Zylinderkörper (21) gebildet ist, der auf der Welle (6) festsitzt und mit einem kreisförmigen Kronenbereich (22) versehen ist, der einen Satz Zähne aufweist, der mit dem ersten Zahnrad (17) gekoppelt ist.
  5. Drosselventil (1) nach Anspruch 4, mit einer frei laufenden Schraube (34), deren Funktion darin besteht, eine Sperrung der Drosselklappe (5) zu verhindern, wobei diese in das Ventilgehäuse (2) geschraubt ist und mit dem kreisförmigen Kronenbereich (22) des Endgetriebes (18) zusammenwirkt.
  6. Drosselventil (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, in welchem die Rückholfeder (35) ein erstes Ende hat, das mechanisch mit dem Ventilgehäuse (2) verbunden ist, und ein zweites Ende (38) hat, das mechanisch mit dem Endgetriebe (18) verbunden ist.
  7. Drosselventil (1) nach Anspruch 6, in welchem das Endgetriebe (18) mit einem Sitz (39) versehen ist, der so ausgebildet ist, dass dieser das zweite Ende (38) der Rückholfeder (35) aufnimmt.
  8. Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem ein zweites Ende (41) der Gegenfeder (36), entgegen gesetzt zum ersten Ende (43), starr mit dem Bewegungselement (40) verbunden ist, wobei das Bewegungselement (40) den Vorsprung (42) aufweist, der so ausgebildet ist, dass dieser an den Anschlagkörper (37) am Ort des zweiten Endes (41) der Gegenfeder (36) anstößt.
  9. Drosselventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welchem der Anschlagkörper (37) direkt in dem Ventilgehäuse (2) ausgebildet ist.
  10. Drosselventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welchem der Anschlagkörper (37) durch eine Anschlagschraube gebildet ist, die in den Ventilkörper (2) geschraubt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007038746A1 (de) * 2007-08-16 2009-02-26 Pierburg Gmbh Elektrische Verbrennungskraftmaschinen-Stellanordnung

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60322751D1 (de) * 2002-03-06 2008-09-18 Borgwarner Inc Elektronische Drosselklappensteuerung mit Positionsgeber
US7191754B2 (en) * 2002-03-06 2007-03-20 Borgwarner Inc. Position sensor apparatus and method
JP2006057763A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Nidec Sankyo Corp バルブ駆動装置
DE102006050217A1 (de) * 2006-10-25 2008-05-08 Hella Kgaa Hueck & Co. Elektrischer Stellantrieb
ATE431496T1 (de) * 2007-03-09 2009-05-15 Magneti Marelli Spa Ventil zur steuerung des luftdurchsatzes in einer brennkraftmaschine
JP2008240610A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Aisan Ind Co Ltd 内燃機関のスロットル装置
US7913972B2 (en) * 2008-02-04 2011-03-29 Schneider Electric Buildings, Llc Two position actuator with mechanical hold
US8004133B2 (en) * 2009-06-27 2011-08-23 Fw2 International, Inc. Epitrochoidal electric motor
US8157242B2 (en) * 2009-12-11 2012-04-17 Schneider Electric Buildings, Llc Valve actuator with lock mechanism
US20110215682A1 (en) * 2010-03-07 2011-09-08 Wilson Ii Felix G C Epitrochoidal Electric Motor II
US20110215664A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-08 Wilson Ii Felix G C Epitrochoidal Electric Motor III
US20120001105A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Denso Corporation Valve control apparatus and electric driving apparatus
ES1074118Y (es) * 2011-03-02 2011-06-17 Angodos S L " valvula de mariposa "
DE102011007523A1 (de) 2011-04-15 2012-10-18 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg Stellantrieb einer Luftdurchlassvorrichtung
US20120264028A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 GM Global Technology Operations LLC Semi-passive backpressure control valve
EP2568146A1 (de) * 2011-09-08 2013-03-13 MZ Motor Co. Ltd. Ansteuersystem für ein Drosselsystem eines Gaseinlasses und Verbrennungsmotor
WO2014057314A1 (en) * 2012-10-14 2014-04-17 Ipu Industries Ltd A proportional valve controlled with a piezoelectric linear actuator
FR3020112B1 (fr) * 2014-04-22 2017-01-27 Valeo Systemes De Controle Moteur Vanne de circulation de fluide
US10815908B2 (en) 2015-10-06 2020-10-27 Kohler Co. Throttle drive actuator for an engine
US9739218B2 (en) 2015-10-06 2017-08-22 Kohler Co. Throttle drive actuator for an engine
US10138820B2 (en) * 2015-11-25 2018-11-27 Continental Automotive Systems, Inc. Electronic throttle control assembly with default airflow adjustment pin
WO2020039564A1 (ja) * 2018-08-23 2020-02-27 株式会社ミクニ エンジンの電子制御スロットル装置
JP7137452B2 (ja) * 2018-12-03 2022-09-14 日本電産サンキョー株式会社 バルブ駆動装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2800014B2 (ja) * 1989-01-31 1998-09-21 アイシン精機株式会社 スロットル制御装置
US4976237A (en) * 1989-07-10 1990-12-11 Carter Automotive Company Engine air intake valve
JPH07324636A (ja) * 1994-04-04 1995-12-12 Nippondenso Co Ltd スロットル弁制御装置
JPH10153142A (ja) * 1996-11-21 1998-06-09 Aisin Seiki Co Ltd スロットル制御装置
DE19738836A1 (de) * 1997-09-05 1999-03-11 Hella Kg Hueck & Co Induktiver Winkelsensor
US6244565B1 (en) * 1999-01-29 2001-06-12 Ford Global Technologies, Inc. Throttle body shaft axial play control
US6095488A (en) * 1999-01-29 2000-08-01 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle control with adjustable default mechanism
WO2000068556A1 (fr) 1999-05-10 2000-11-16 Hitachi, Ltd. Dispositif etrangleur de moteur a combustion interne
US6488010B2 (en) 2000-01-18 2002-12-03 Hitachi, Ltd. Throttle device for internal-combustion engine
IT1311132B1 (it) * 1999-11-05 2002-03-04 Magneti Marelli Spa Corpo farfallato .
US6575427B1 (en) * 1999-11-10 2003-06-10 Visteon Global Technologies, Inc. Electronic throttle control mechanism with reduced friction and wear
US6286481B1 (en) * 1999-11-11 2001-09-11 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle return mechanism with a two-spring and one lever default mechanism
US6672280B2 (en) * 2001-03-09 2004-01-06 Visteon Global Technologies, Inc. Torsion spring assembly for electronic throttle
DE20211815U1 (de) * 2002-07-31 2002-11-28 A B Elektronik Gmbh Luftklappensystem mit Flachband-Gegenfederelement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007038746A1 (de) * 2007-08-16 2009-02-26 Pierburg Gmbh Elektrische Verbrennungskraftmaschinen-Stellanordnung
US8314524B2 (en) 2007-08-16 2012-11-20 Pierburg Gmbh Electrical internal combustion engine actuating arrangement

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