DE69519078T2

DE69519078T2 - Vorrichtung zur betaetigung eines steuerelementes

Info

Publication number: DE69519078T2
Application number: DE69519078T
Authority: DE
Inventors: Bernd Ackermann; Leo Bertram; Ekkehard Bolte
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH; Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Norden AB
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV; Philips Norden AB
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2015-06-03
Also published as: DE19504243A1; EP0713603B1; CA2169281A1; US5624100A; JPH09505866A; MX9600533A; WO1995034903A1; CN1134796C; DE69519078D1; CN1130956A; BR9506003A; JP3865403B2; EP0713603A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen eines Stellgliedes, insbesondere einer Drosselklappe in einer Gasleitung, wie beispielsweise einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors, welche Drosselklappe mittels einer Klappenwelle verschwenkbar ist, wobei an der Klappenwelle ein als Betätigungskörper dienender Drehkörper vorgesehen ist, der unter Zwischenschaltung eines Luftspaltes mit ihn außen umgebenden Polschuhen eines stationären von einem Geber elektrisch erregbaren Erregerteiles zusammenwirkt, wobei dieser Erregerteil einen U- förmigen Ständer aufweist, dessen Schenkel die Polschuhe bilden, die an dem Luftspalt derart mit dem dauermagnetischen Drehkörper zusammenwirken, dass der Drehkörper magnetischen Kräftepaaren ausgesetzt ist, die dazu neigen, den genannten Drehkörper in eine durchaus definierte Ruhelage zu ziehen, damit dadurch die Drosselklappe in einer Richtung, die der Öffnungsrichtung entgegengesetzt ist, in dem nicht-erregten Zustand in eine durchaus definierte Lage zurückkehrt, während die Polschuhe, die zu der nicht einheitlichen Form gehören, ein starkes Haltemoment erzeugen, das dazu neigt, den Drehkörper in eine bevorzugte Ruhelage zu ziehen, die durch das Haltemoment bestimmt wird.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannte aus WO 90/02870. Die Ständerpole der bekannten Vorrichtung haben eine asymmetrische Form und die Läuferpole sind asymmetrisch um den Läufer herum vorgesehen.
Aus der EP 0 375 050 B1 ist eine Vorrichtung zum Verstellen eines Stellgliedes bekannt, die von einem elektrischen Geber ansteuerbar ist. Das Stellglied ist beispielsweise eine Drosselklappe an dem Motor eines Kraftfahrzeuges, die an einer Klappenwelle angeordnet ist. Auf der Klappenwelle ist ein als Betätigungskörper dienender, zweipolig magnetisierter Drehkörper angeordnet. Der dauermagnetische Drehkörper ist zylindrisch und wirkt mit einem Erregerteil zusammen, welches den Drehkörper unter Ausbildung eines Luftspaltes mit drei Polschuhen umgibt. Die Polschuhe werden von auf ihnen angeordneten Wicklungen erregt, die jede für sich getrennt gespeist und geregelt werden. Damit ist die Drosselklappe definiert einstellbar. Sind die Wicklungen nicht erregt, dann sorgt eine mechanische Federkraft dafür, daß die Drosselklappe in eine definierte Ruhestellung zurückgeführt wird. Der Aufbau und die Funktionsweise der bekannten Vorrichtung sind insbesondere auch wegen der notwendigen Regelung von drei Stromverläufen und einem zusätzlichen, mechanischen Rückstellmechanismus aufwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die konstruktiv und funktionell einfacher ist, um so auch eine Vereinfachung der Ansteuermittel zu ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die in einem Abstand voneinander liegenden einander zugewandten Polschuhe Spalte zwischen den betreffenden Schenkeln oder Polschuenden definieren, und die Polschuhe Schlitze aufweisen hauptsächlich in der Mitte deren Polbögen bei dem Luftspalt.
Die Spalte zwischen den Schenkeln können auf diese Art und Weise vergrößert werden zur Erleichterung der Einführung des Wiklungsdrahtes.
Vorzugsweise beeinflussen die Schlitze in den Polbögen die Haltemomentänderung nahezu in demselben Ausmaß wie die Spalte zwischen den Polschuhenden.
Damit kann auf mechanische Rückstellmechanismen verzichtet werden. Der Aufbau ist konstruktiv einfach. Der diskutierte Gebrauch des Klebemomentes zum richtigen Einstellen der Ruhelage, vereinfacht die mechanische Konstruktion und die elektrische Steuerung des Steuerelementes. Das Steuerelement kann die Drosselklappe in einer Leitung sein, die ein gasförmiges oder ein flüssiges Medium in einem Motorfahrzeug transportiert. Dabei kann es sich insbesondere um die Drosselklappe in der Zufuhrleitung eines Verbrennungsmotors, wie eines Ottomotors oder Dieselmotors handeln. Der magnetische Rotorkörper kann von dem Dauermagnettyp oder von dem elektrisch magnetisierbaren Typ sein.
Bei einer Abwandlung der Erfindung variiert die Breite des Luftspaltes längs der Polbögen der Polschuhe derart, dass enge und weite Luftspaltteile sich abwechseln, wobei die engen und weiten Luftspaltteile jeweils einander diametral gegenüberliegend vorgesehen sind. Im Falle eines Ausfalls der elektrischen Erregung wird dadurch gewährleistet, dass eine durchaus definierte Ruhelage erreicht wird, die innerhalb eines bestimmten Bereichs variabel ist. Das Magnetfeld, das das Klebemoment erzeugt, kann in Kombination mit einem Doppelpolmagnet selektiv benutzt werden.
Bei einer weiteren Abwandlung der Erfindung können Hilfsschlitze am Umfang der Schlitze in den Polbögen vorgesehen werden.
Bei einer weiteren Abwandlung der Erfindung wird das Klebemoment durch einen zusätzlichen magnetischen Ruckstellmechanismus unterstützt. Dies steigert den Effekt des Klebemomentes, der mit der Summe des Klebemomentes und des Hilfsmomentes der Hilfsmagneten übereinstimmt.
Der Rückstellmechnismus kann beispielsweise ein getrennt aufgebauter Mechanismus mit Hilfsmagneten sein. Die Hilfsmagneten können aber auch in oder am Rande der Polbögen mit geringerem Abstand von dem Drehkörper, also im schmaleren Abstand von ihm angeordnet, oder in die Nuten der Polbögen eingesetzt sein. Diese Maßnahme dient der Erweiterung des Stellbereiches und der Erreichung einer sich von der ersten Ruheposition unterscheidenden Ruheposition. Die Maßnahme, die Hilfsmagnete in oder am Rande der Polbögen mit geringerem Abstand von dem Drehkörper anzubringen, hat den weiteren Vorteil, auf einen getrennten Rückstellmechanismus verzichten zu können.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Erregerteil aus einem U-förmigen Stator mit parallelen, Polschuhe bildenden Schenkeln besteht, wobei die Enden der Polschuhe einen gegenseitigen Abstand haben und die Polschuhe am Luftspalt mit Nuten versehen sind, in die dauermagnetische Magnetkörper eingesetzt sind, die einen Rückstellmechanismus bilden und die einen Magnetfluss solcher Stärke und Richtung erzeugen, dass sich der in dem von den Polschuhe umschlossenen Raum befindliche magnetisierte Drehkörper in seiner Ruhestellung in Richtung des Magnetflusses der Magnetkörper ausrichtet. Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls ein zusätzlicher Rückstellmechanismus überflüssig.
Wenn nach einer weiteren Ausgestaltung dieser zweiten Ausführungsform die Nuten etwa in den mittleren Bereichen der Polschuhe vorgesehen sind und ein diametrales Magnetfeld im Luftspalt ausbilden, dann ergibt sich eine vorteilhafte Symmetrierung der Drehmomente. Auch wird damit eine günstige Lage zwischen Rückstellmoment und elektromagnetischem Moment erzielt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung dieser zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Luftspaltbreite im Bereich der Polschuhe überall etwa gleich ist. Hiermit wird eine einfache Polschuhform erreicht. Außerdem braucht dem Klebemoment keine Beachtung mehr geschenkt zu werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein mechanischer Anschlag vorgesehen, der die Ruhestellung bei Nutzung des Rückstellmechanismus definiert. Durch die Einführung dieses Anschlages ist die Ruhestellung betriebssicher vorgebbar. Diese Ruhestellung ist die erste limp-home-Stellung, in der noch ein Mindestfahrbetrieb möglich ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mechanische Anschlag einstellbar ist. Damit ist die Positionierung der limp-home- Stellung einstellbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer mechanischer Anschlag vorgesehen, der die Offenstellung des Stellgliedes begrenzt. Dies kann beispielsweise die Vollgasstellung sein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens der Anschlag, gegen den das Stellglied bei der Rückkehr in die Ruhestellung aufläuft, einstellbar ausgebildet ist. Damit sind verschiedene Anschlagstellungen möglich und die Vorrichtung ist den verschiedenen Einsatzgegebenheiten gut anpassbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens der Anschlag der Ruhestellung ein Anschlagstück aufweist, das am Ende einer konterbaren Stellschraube vorgesehen ist, die von der Außenseite des Gehäuses her bedienbar ist, wobei das Anschlagstück wahlweise aus Materialien unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften besteht. So lassen sich Anschlagschultern für harte und weiche Dämpfung einsetzen. Für einen harten Anschlag wird beispielsweise Stahl eingesetzt, während ein weicher Anschlag beispielsweise aus Silikonkautschuk bestehen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellschraube zwischen dem Anschlagstück und dem Schraubenkörper dämpfend ausgebildet ist. Eine solche Dämpfung kann zusätzlich harte Stöße mildern.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellschraube in einer Gewindebohrung des Anschlages verstellbar geführt ist, wobei der oder die Anschläge Bestandteile des Gehäuses sind. Damit ist ein wirtschaftlicher Aufbau erzielt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschläge wahlweise im Bereich eines der beiden Lager des Stellgliedes vorgesehen sind. Werden die Anschläge beispielsweise auf der vom Drehkörper abgelegenen Seite des Stellgliedes vorgesehen, so lässt sich die Gestaltung des Gehäuses vereinfachen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der zur Definition der ersten limp-home-Stellung vorgesehene Anschlag gegenüber der Nullstellung, in der das Stellglied den Ansaugkanal schließt, auf der Seite befindet, die der Öffnungsrichtung entgegengesetzt ist, und dag darüber hinaus das Klebemoment und der zusätzliche Rückstellmechanismus so aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Fehlerfall, beispielsweise bei Stromausfall und bei Ausfall des zusätzlichen Rückstellmechanismus, die durch den Anschlag mechanisch vorgegebene erste limp-home-Stellung zwar nicht mehr erreicht wird, dafür aber eine zweite limphome-Stellung ohne Anschlag erreicht wird, der von der Nullstellung um eine etwa gleich große Verdrehung in Öffnungsrichtung abweicht, wie der mechanische Anschlag, der die erste limp-home-Stellung in Gegenrichtung von der Nullstellung definiert. Dadurch wird erreicht, dass bei gleichzeitigem Ausfall der elektrischen Ansteuerung und des zusätzlichen Rückstellmechanismus noch ein Notbetrieb möglich ist, der nur wenig von dem Notbetrieb in der ersten limp-home-Stellung abweicht, der allein beim Ausfall der elektrischen Erregung erreicht wird. Dies bedeutet eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die magnetische Rückstellung des Stellgliedes zur ersten limp-home-Stellung mittels des internen Klebemomentes und des Momentes des zusätzlichen Rückstellmechanismus so drehmomentstark ausgeführt ist, dass der Betrieb mit der geforderten Dynamik auch ohne ein von der elektrischen Ansteuerung erzeugtes in Schließrichtung wirkendes Moment erreicht werden kann. Dadurch wird die elektrische Ansteuerungsschaltung wesentlich vereinfacht, weil das elektrisch erzeugte Moment nur noch in Öffnungsrichtung wirken muss. Anstelle einer Vollbrückenschaltung mit vier aktiven Leistungsschaltern reicht ein Unipolarkreis mit einem aktiven Schalter. Neben der Einsparung an elektronischen Komponenten wird auch der bei Betrieb an Kleinspannung so störende Spannungsabfall am zweiten Schalter vermieden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Ansaugstutzen eines Verbrenungsmotors mit einer in ihn eingesetzten Drosselklappe mit einer Vorrichtung zum Betätigen der Drosselklappe schaubildlich und teilweise geschnitten,
Fig. 2 die Vorrichtung zum Betätigen der Drosselklappe im Schnitt,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 5, bei der auf die Beachtung des Klebemomentes verzichtet werden kann,
Fig. 4 im Schnitt den Ansaugstutzen mit Drosselklappe zur Definition der Winkelstellungen der Drosselklappe,
Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei sich die Drosselklappe in der Ruhestellung befindet, in der ein Nocken der Drosselklappe gegen einen die Ruhestellung definierenden Anschlag gelaufen ist,
Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie VI in Fig. 5, wobei eine den Anschlagpunkt in der Ruhestellung definierende Stellschraube eine besondere Ausgestaltung zur Ausbildung eines dämpfenden Anschlages aufweist, und
Fig. 7 eine dämpfend ausgebildete Stellschraube.
In der Fig. 1 ist ein Teil eines Ansaugstutzens 1 in der Ansaugleitung beispielsweise einer Verbrennungsmaschine dargestellt. In dem Innenraum 3 des rohrförmigen Stutzens 1 ist eine Drosselkappe 4 angeordnet. Die Drosselklappe 4 ist an einer diametral durch den rohrförmigen Innenraum 3 geführten Klappenwelle 5 befestigt Die Klappenwelle 5 ist in einem Flanschteil 6 des Stutzens 1 mittels Lagern 7 gelagert.
Die Klappenwelle 5 hat an einem Ende ein nach außen heraus geführtes Wellenende 8, auf dem ein zylinderförmiger, magnetischer Drehkörper 9 befestigt ist. Auf dem anderen Wellenende 8a befindet sich ein Positionssensor 8b.
Unter dem magnetischen Drehkörper 9 soll ein drehbares Teil verstanden werden, das in einem Luftspalt 10 drehbar und dauermagnetisch oder elektrisch magnetisierbar ist. Bevorzugt wird im Ausführungsbeispiel ein dauermagnetisch ausgebildeter Drehkörper. Der dauermagnetische Drehkörper 9 befindet sich in dem Luftspalt 10 eines Erregerteiles 11, das in einem Gehäuse 12 des Flanschteiles 6 angeordnet ist.
In Fig. 2 sind der dauermagnetische Drehkörper 9 und das Erregerteil 11 im unerregten Zustand im Schnitt dargestellt. Der Dauermagnetkörper 9 ist zweipolig magnetisiert und hat damit einen Nordpol N und einen Südpol S. Das Erregerteil 11 besteht aus hochpermeablem Werkstoff, wie Eisen, Stahl, Sintereisen oder geschichtetem Elektroblech; es ist von U-förmiger Gestalt verbunden sind. Um das Joch 13 ist zwischen den Schenkeln 12a, 12b eine Erregerwicklung 14 gewickelt.
Beide Schenkel 12a, 12b sind als Polschuhe 15 ausgebildet mit den Luftspalt 10 außen begrenzenden Polbögen 15a. Diese Polbögen 15a sind etwa in ihrer Mitte durch Nuten 16 unterbrochen. Diese Nuten 16 haben magnetisch etwa die gleiche Wirkung wie die Öffnungen 17 zwischen den einander gegenüberliegenden Polschuhenden 18. Beiderseits der mittigen Nuten 16 entstehen damit Teilpolbögen 15a1 und 15a2, die sich diametral gegenüber befinden. Der Luftspalt 10 hat unterschiedliche, nicht konstante Breiten. Zwischen den Teilpolbögen 15a1 und dem Drehkörper 9 ist er im Mittel geringer als zwischen den Teilpolbögen 15a2 und dem Drehkörper 9, wobei davon ausgegangen wird, dass der Drehkörper 9 kreiszylinderförmig ist mit gleichbleibendem Durchmesser.
Bei der Dimensionierung von Drehkörper 9 und Erregerteil 11 ist bedacht, dass die Vorrichtung ein großes Klebemoment haben soll. Dieses große Klebemoment wird durch die Luftspaltgestaltung gefördert. Das Klebemoment kann bei Bedarf auch durch Nuterweiterungen 20 verstärkt werden. Im Ruhezustand, also bei stromloser Spule 14, stellt sich der Drehkörper 9 entsprechend seiner Magnetisierung in den Bereichen der Teilpolbögen 15a1 in die gewünschte Position ein, die der Position des geringsten magnetischen Widerstandes entspricht. Diese Position entspricht einer sogenannten zweiten limp-home-Stellung 28, in der noch ein Notbetrieb möglich ist.
Hilfsmagnete 19, die in den Nuten 16 oder im Bereich der Teilpolbögen 15a1 und 15a2 angeordnet sein können, lassen sich zur Verstärkung der rückstellenden Wirkung des Klebemomentes heranziehen. Die Hilfsmagnete werden entsprechend den Gegebenheiten an der günstigsten Stelle eingesetzt. Mit Hilfe der Hilfsmagnete lässt sich eine erste limp-home-Stellung erreichen, deren Bewandnis im Zusammenhang mit Fig. 3 näher erläutert wird.
Wird die Wicklung 14 erregt, dann verstellt sich der Drehkörper 9 und mit ihm die Drosselklappe 4 entgegen den magnetischen Rückstellkräften in Richtung auf die maximale Öffnungsstellung Sop. Das gegen dieses Verstellen in Öffnungsrichtung wirkende Klebemoment ist ständig bestrebt, den Drehkörper 9 in Schließrichtung zurückzuziehen. Es bildet sich damit auch ohne eine Rückzugsfeder ein Bewegungsmechanismus aus, der eine Rückstellwirkung ausübt. Damit wird die Vorrichtung mechanisch und elektrisch sehr einfach.
Es ist möglich, in der ersten limp-home-Stellung 1h einen mechanischen Anschlag 21 vorzusehen, gegen den der Drehkörper 9 zurücklaufen kann. Anstelle der zur Unterstützung des Klebemomentes oder zur Erweiterung des Stellbereiches eingesetzten Hilfsmagnete 19 kann auch eine zusätzliche, nicht näher erläuterte magnetische Feder 22 vorgesehen sein.
In Fig. 3 ist eine zweite, veränderte Ausführungsform der Verstellvorrichtung dargestellt. Der dauermagnetische Drehkörper 9 und das Erregerteil 11 sind wieder im unerregten Zustand im Schnitt dargestellt. Der Dauermagnetkörper 9 ist zweipolig magnetisiert und hat damit einen Nordpol N und einen Südpol S. Das Erregerteil 11 besteht aus hochpermeablem Werkstoff, wie Eisen, Stahl, Sintereisen oder geschichtetem Elektroblech; es ist von U-förmiger Gestalt mit zwei Schenkeln 12a und 12b, die über ein Joch 13 verbunden sind. Um das Joch 13 ist zwischen den Schenkeln 12a, 12b eine Erregerwicklung gewickelt.
Beide Schenkel 12a, 12b sind als Polschuhe 15 ausgebildet mit den Luftspalt 10 außen begrenzenden Polbögen 15a. Diese Polbögen 15a sind etwa in ihrer Mitte durch Nuten 16 unterbrochen. In diese Nuten 16 sind dauermagnetische Magnetkörper 41 eingesetzt. Die Magnetisierungsrichtung der Magnetkörper 41 ist diametral. Beiderseits der mittigen Nuten 16 entstehen damit gleich ausgebildete Teilpolbögen 15a1 und 15a2, die sich diametral gegenüber befinden. Der Luftspalt 10 hat im Bereich der Polschuhe 15 überall eine konstante Breite.
Die dauermagnetischen Magnetkörper 41 bilden einen Rückstellmechanismus 19a und erzeugen einen Magnetflusses solcher Stärke und Richtung, dass sich der in dem von den Polschuhe umschlossenen Raum befindliche magnetisierte Drehkörper 9 in seiner Ruhestellung in Richtung des Magnetflusses der Magnetkörper 41 ausrichtet. Bei dieser Ausführungsform braucht dem Klebemoment in erster Näherung keine Beachtung geschenkt zu werden.
Fig. 4 zeigt in dem Innenraum 3 des Ansaugstutzens 1 die Drosselklappe 4 mit ihrer Klappenwelle 5. Der maximale Arbeitsbereich der Drosselklappe 4 beträgt 90 + 1h.
Die Drosselklappe hat fünf hervorgehobene Stellungen, die in Fig. 4 dargestellt sind. Diese Stellungen sind:
1. Die Nullstellung S&sub0;, in der die Drosselklappe 4 senkrecht zur Längsrichtung des Ansaugstutzens 1 steht. Die Gaszufuhr ist dabei unterbrochen.
2. Die Offenstellung Sop, in der die Drosselklappe 4 in der Längsrichtung des Ansaugstutzens 1 steht. Dies ist die Stellung bei Vollgas.
3. Die erste limp-home-Stellung 1h, in der die Drosselklappe 4 bei Ausfall der Erregung unter der Mitwirkung der Hilfsmagnete oder der magnetischen Feder 22 fällt.
4. Die Leerlaufstellung SL.
5. Die zweite limp-home-Stellung 21h, in der die Drosselklappe bei dem Ausfall der Erregung und der der Hilfsmagnete oder der magnetischen Feder fällt. In den limp-home-Stellungen ist ein Notfahrbetrieb möglich.
Das Klebemoment und/oder ein zusätzliches magnetisches Federmoment werden so dimensioniert, dass bei der Wirkung beider Mechanismen und stromloser Ansteuerung eine Rückstellung in die erste limp-home-Stellung 1h und damit gegen den Anschlag 21 erreicht wird. Bei entsprechender Ausgestaltung kann bei Ausfall der zusätzlichen Hilfsmagnete oder der magnetischen Feder das Klebemoment allein den Drehkörper 9 und damit die Drosselklappe 4 in die zweite limp-home- Stellung 21h ziehen.
In Fig. 5 ist wieder ein Teil des Ansaugstutzens 1 dargestellt. In dem Innenraum 3 des rohrförmigen Stutzens 1 ist die Drosselkappe 4 angeordnet. Die Drosselklappe 4 ist an der diametral durch den rohrförmigen Innenraum 3 geführten Klappenwelle 5 befestigt Die Klappenwelle 5 ist in dem Flanschteil 6 des Stutzens 1 mittels Lagern 7 gelagert.
Auf der Klappenwelle 5 ist ein zylinderförmiger, magnetischer Drehkörper 9 befestigt der sich in dem Luftspalt 10 des Erregerteiles 11 befindet, das in dem Gehäuse 12 des Flanschteiles 6 angeordnet ist.
Seitlich an den Drehkörper 9 angeflanscht ist ein Nockenkörper 9a vorgesehen, der einen Nocken 25 trägt, der gegen den Anschlag 21 gelaufen ist. Die Drosselklappe 4 befindet sich bei dieser Darstellung mit gegen den Anschlag 21 gelaufenem Nocken 25 in ihrer Ruhestellung, der ersten limp-home-Stellung 1h, die sie beim Ausfall der Erregung sofort anfährt. Dabei kann die zusätzliche magnetische Feder behilflich sein, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus in die Nuten 16 eingesetzten Hilfsmagneten 19a besteht.
In Fig. 6 sind zwei Anschläge 21 und 26 dargestellt, die sich am Gehäuse 12 befinden, das ein integraler Teil des Stutzens 1 ist. Der Anschlag 21 ist der Anschlag der limp-home-Stellung 9, und der Anschlag 26 ist der Anschlag für den Status S, P der völlig geöffneten Drosselklappe 4. Der Anschlag 21 weist eine Gewindebohrung 27 auf, in die eine Stellschraube 28 eingeschraubt ist. Die Stellschraube 28 ist an ihrem vom Anschlag 21 beaufschlagten Ende 29 mit einem Anschlagstück 30 versehen, das zur Ausbildung eines harten Anschlages aus Stahl oder zur Ausbildung eines weichen Anschlages aus Silikonkautschuk bestehen kann. Mittels einer Kontermutter 31 lässt sich die Stellschraube 28 in einer eingestellten Stellung festlegen.
Zur Erzielung einer guten Dämpfung ist die Stellschraube 28 beispielsweise hohl ausgebildet (Fig. 7). In den Hohlraum 32 ist ein Stift 33 mit Paßsitz eingesteckt, wobei die Passung so ausgebildet ist, dass die Energie des anschlagenden Anschlages 25 durch die Reibung zwischen Stellschraube 28 und Stift 33 vernichtet werden kann.
Anordnungsmäßig des Gehäuses kann es ungünstig sein, die Anschläge 21 und 26 neben Erregerteil 11/14 vorzusehen. Es ist deshalb als Variation vorgesehen, den Anschlagmechanismus gegebenenfalls auf der vom Erregerteil 11/14 abliegenden Seite der Drosselklappe anzubringen, wie es in Fig. 5 gestrichelt dargestellt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Verstellen eines Stellgliedes (4), insbesondere einer Drosselklappe in einer Gasleitung (3), wie beispielsweise einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors, die mittels einer Klappenwelle (5) aus einer Stellung bei Leerlauf in Betriebsstellungen verschwenkbar ist, wobei an der Klappenwelle (5) ein als Betätigungskörper dienender, magnetischer Drehkörper (9) vorgesehen ist, der unter Zwischenschaltung eines Luftspaltes (10) mit ihn außen umgebenden Polschuhen (15) eines stationären, von einem Geber elektrisch erregbaren Erregerteiles (11) zusammenwirkt, wobei der Erregerteil (11) aus einem U-förmigen Stator besteht, dessen Schenkel (12a, 12b) die Polschuhe (15) bilden, die am Luftspalt mit dem dauermagnetischen Drehkörper (9) derart zusammenwirken, dass auf den Drehkörper (9) magnetische Momente wirken, die bestrebt sind, ihn in eine definierte Ruhestellung zu ziehen, um die Drosselklappe (4) so im unerregten Zustand entgegen der Öffnungsrichtung in eine definierte Ruhestellung zurückzurufen, und wobei die Polschuhe (15) durch eine nicht einheitliche Form ein starkes Klebemoment erzeugen, das dazu geneigt ist, den Drehkörper (9) in eine durch das Klebemoment bestimmte bevorzugte Ruhelage zu ziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Abstand voneinander liegenden Polschuhe (15) Spalte (17) zwischen den betreffenden Schenkeln (12a, 12b) oder Polschuhenden (18) definieren, und dass die Polschuhe (15) Nuten (16) aufweisen, die sich im Wesentlichen in der Mitte deren Polbögen am Luftspalt befinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Luftspaltes (10) längs der Polschuhbögen (15a) in der Weise unterschiedlich ausgebildet ist, dass sich schmale und breite Luftspaltbereiche (15a1 und 15a2) abwechseln, wobei sich die schmalen und breiten Luftspaltbereiche (15a1 und 15a2) jeweils diametral gegenüber befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (16) in den Polbögen (15) magnetisch etwa einen gleich großen Einfluss auf den Klebemomentverlauf ausüben, wie die Öffnungen (17) zwischen den Polschuhenden (18).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Rande der Nuten (16) in den Polbögen (15) Hilfsnuten (20) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemoment durch einen zusätzlichen magnetischen Rückstellmechanismus (22) unterstützt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellmechanismus (22) aus Hilfsmagneten (19) besteht, die in oder am Rande der Polbögen (15a1 und 15a2) mit geringerem Abstand von dem Drehkörper (9), also am schmaleren Luftspalt (10), vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellmechanismus (22) aus Hilfsmagneten (19) besteht, die in den Nuten (16) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregerteil (11) aus einem U-förmigen Stator mit parallelen, Polschuhe (15) bildenden Schenkeln (12a, 12b) besteht, wobei die Enden der Polschuhe einen gegenseitigen Abstand haben und die Polschuhe (15) am Luftspalt (10) mit Nuten (16) versehen sind, in die dauermagnetische Magnetkörper (41) eingesetzt sind, die einen Rückstellmechanismus (19a) bilden und die einen Magnetfluss solcher Stärke und Richtung erzeugen, dass sich der in dem von den Polschuhen umschlossenen Raum befindliche magnetisierte Drehkörper in seiner Ruhestellung in Richtung des Magnetflusses der Magnetkörper (41) ausrichtet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (16) etwa in den mittleren Bereichen der Polschuhe (15) vorgesehen sind und ein diametrales Magnetfeld im Luftspalt ausbilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Luftspaltes im Bereich der Polschuhe (15) überall etwa gleich ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Anschlag (21) vorgesehen ist, der die Ruhestellung φ1h bei Nutzung des Rückstellmechanismus (19, 19a, 22) definiert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer mechanischer Anschlag (26) vorgesehen ist, der die Offenstellung Sop des Stellgliedes (4) begrenzt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Anschlag (21), gegen den das Stellglied (4) bei der Rückkehr in die Ruhestellung aufläuft, einstellbar ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Anschlag (21) der Ruhestellung φ1h ein Anschlagstück (30) aufweist, das am Ende einer konterbaren Stellschraube (28) vorgesehen ist, die von der Außenseite des Gehäuses (1, 12) her bedienbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagstück 30 wahlweise aus Materialien unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube (28) zwischen dem Anschlagstück (30) und dem Schraubenkörper dämpfend ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube (28) in einer Gewindebohrung (27) des Anschlags (21) verstellbar geführt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (21, 26) Bestandteile des Gehäuses (1, 12) sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (21, 26) wahlweise im Bereich eines der beiden Lager (7) des Stellgliedes (4) vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zur Definition der Ruhestellung φ1h, vorgesehene Anschlag (21) gegenüber der Nullstellung S&sub0;, in der das Stellglied (4) den Ansaugkanal (3) schließt, auf der Seite befindet, die der Öffnungsrichtung entgegengesetzt ist und dass darüber hinaus das Klebemoment und der zusätzliche Rückstellmechanismus (22) so aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Fehlerfall, beispielsweise bei Stromausfall und bei Ausfall des zusätzlichen Rückstellmechanismus, die durch den Anschlag (21) mechanisch vorgegebene erste Ruhestellung (φ1h) ohne Anschlag erreicht wird, der von der Nullstellung (S&sub0;) um eine etwa gleich große Verdrehung in Öffnungsrichtung abweicht, wie der mechanische Anschlag (21), der die Ruhestellung (φ1h) in Gegenrichtung von der Nullstellung definiert.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Rückstellung des Stellgliedes (4) zur Ruhestellung so drehmomentstark ausgeführt ist, dass der Betrieb mit der geforderten Dynamik auch ohne ein von der elektrischen Ansteuerung erzeugtes, in Schließrichtung wirkendes Moment erreicht werden kann.