EP1387064A2 - Luftklappensystem mit Magnetstellfeder - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
- F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
- F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
Definitions
- the invention relates to an air damper supply device for controlled feeding of combustion air in an internal combustion engine, in which in a throttle valve housing element a throttle valve member connected to a throttle valve shaft member to be adjusted at least with a reset unit by an actuating movement is.
- On Drive-by-wire system consists of a throttle valve unit and an adjustment unit, which are located together in one housing.
- the throttle valve assembly has at least one throttle valve, which with a throttle valve shaft in the housing is arranged.
- the adjustment unit consists of a motor unit, a return spring and an opening spring, which are arranged on the throttle valve shaft so that a Vehicle in normal operation and in limp home operation if the engine unit fails can move.
- DE 36 31 283 Ai describes a device for the controlled metering of combustion air in an internal combustion engine known in the event of a failure of the electrical Controller on the throttle valve permits emergency operation and freezing of the Throttle valve prevented at rest.
- the throttle valve is connected to an actuating shaft.
- a return spring and a counter spring are arranged on the actuating shaft. While the return spring puts the throttle valve in an end position, the counter spring ensures that the throttle valve is opened to a rest angle and the emergency operation allows.
- DE 41 40 353 A1 describes a device for adjusting the air flow through a Flow body with a throttle valve device for a fuel supply system a vehicle engine with internal combustion known.
- a spring in the housing.
- the spring is also spiral at the beginning and describes an angle of 300 °. Then the spiral part of the Spring into a U-shaped section.
- the spring has a second end, the connects to the U-shaped section.
- the spring works the rotation of the Electric motor counter. Their design ensures that the throttle valve at Failure of the electric motor allows a small passage for emergency operation.
- DE 41 24 973 A1 describes a load adjustment device for a drive machine described in the case of a non-activated actuator a throttle valve under the action of a spring in a determined by an adjustable stop Position is kept outside the normal range.
- a tension spring, a compression spring or a torsion spring can be used.
- the advantages achieved by the invention are in particular that instead of one Spring element now magnetic spring elements are used.
- the magnetic spring element is shatterproof, can be adjusted in terms of its travel so that the Travel is essentially linear in its movement. This is a better one and more precise adjustment possible.
- a first counter-movement unit can be designed so that it can rotate relative to one another at least two magnetic elements with the same magnetic poles lying opposite one another are arranged.
- Such a reset unit replaces the one usually used Return spring that always keeps the throttle valve element in a safe end position emotional.
- a holding magnet element can be used as the first magnetic element of the counter-movement unit arranged on a magnet holding pin positioned in the throttle valve housing element his.
- a movement magnet element can be used as the second magnet element of the counter-movement unit arranged on a magnet holding arm of a toothed ring unit be that can be connected to the throttle valve shaft element.
- the holding and the moving magnet element can be in one or two planes move. This allows the spring characteristics and the spring force to be influenced.
- the countermovement unit can be a third magnetic element, a reinforcing magnetic element have that on the movement magnet element with an opposite magnetic pole can be arranged.
- the holding magnet element and the movement magnet element can be in a spring travel with their south poles facing each other. But it is also possible that they are with facing their north poles. The travel can increase substantially linearly his.
- the reinforcing magnetic element can be with its south pole at the north pole or with its North pole to be arranged on the south pole of the movement magnet element.
- the moving magnet element and the reinforcing magnet element can at least partially molded into the magnetic holding arm.
- the magnetic holding arm and a adjoining ring gear segment of the ring gear unit can at least partially made of plastic. This is an exact positioning and a easy formability of the two magnetic elements.
- a second counter-movement unit can be designed such that it can be moved to each other at least two other magnetic elements with the same magnetic poles are at least partially offset one above the other.
- This reset unit also replaces the limp home spring, which is an emergency operation of the air damper system enabled when the motor drive unit has failed. Besides, will likewise safely avoided that the throttle valve element can freeze.
- a stationary magnet element can be used as the first magnetic element of the second counter-movement unit in a magnet housing element held on a further holding plate be arranged.
- a sliding magnetic element can be used as the second magnetic element of the counter-movement unit movable over the stand magnet element in the magnet housing element and be arranged offset and with a stop arm of a further toothed ring unit, which can be connected to the throttle valve shaft element, in the magnet housing element is to be pushed.
- a repulsion magnet element can be arranged in the stop arm. This will the spring force is increased.
- the holding magnet element, the moving magnet element, the shaft magnet element and the standing magnet element, the first, second and third sliding and the first, second and third standing magnet elements can be square, rectangular, triangular, quadrangular, polygonal, oval, round, ellipsoid or the like. This allows the movement characteristic of this magnet arrangement to be influenced.
- the first, second and third sliding magnet elements can oppose straightening exhibit. This allows the sliding magnet element to be secured against rotation move.
- the movement holding magnet element, the movement element, the shaft magnet element and the standing magnet element can be designed as permanent magnets.
- magnetic materials the materials known to be used are used.
- FIGS. 1-10 An air flap system device is shown in FIGS.
- throttle valve housing element 1 It consists of a throttle valve housing element 1, to which a drive housing 14 is molded.
- a motor housing element 2 is integrally formed in the throttle valve housing element 1.
- a throttle valve element 45 is adjustably arranged in the throttle valve housing element 1 in a throttle valve recess 13 .
- the throttle valve shaft element 4 projects into the drive housing 14.
- the shaft element 4 is a motor unit 15 connected, which can be used in the motor housing element 2.
- a motor holding unit 16 Above the Motor unit 15 is a motor holding unit 16. It is at least partially with a connection unit 20, into which an expansion loop 21 is introduced is.
- a connector unit 22 is arranged on the connection unit 20 at one end is to be inserted into a plug recess 23 in the throttle valve housing element 1.
- connection unit 20 At the opposite end of the connection unit 20 is a Hall effect sensor element 19 arranged, which consists of a stator element 17 with two opposing Stator sub-elements 17.1, 17.2 and an IC element. A magnetic element of the sensor element 19 is molded onto the throttle valve shaft element 4.
- the force of the motor unit 15 on the shaft element is transmitted with the aid of a transmission.
- a gear element 52 a gear pin 7 and a ring gear unit 6, 8 are shown.
- a return spring element 25 is concealed below a turntable 11.
- the throttle valve shaft element is moved by the motor unit 15 and thus opened the throttle valve element 45, the return spring element 25 ensures that the throttle valve element and thus the throttle valve element 45 always in a defined end position (idle position) is moved.
- a moving magnet element 32 is one Magnet holding arm 9 of the sprocket unit held so that its south pole S the south pole S of the holding magnet 31 is opposite.
- the movement magnet element 32 is displaceable held in a pocket of the magnet holding arm 9
- the north pole N of the moving magnet element 32 lies with a north pole N of an amplifier magnetic element 33 North and south poles N, S opposite, so that a counterforce Fi is formed.
- Both Magnetic elements 32, 33 are in the magnetic holding arm 9, which is at least partially made Plastic is molded.
- the holding magnet element 31 lies on the magnet elements 32, 33 in one or two planes across from.
- the throttle valve element 45 can be counter to the counter-spring movement G of the stop pin 5 on which the end of the ring gear segment 6 rests until it moves until the end of the stop arm 8 touches the stop pin 5 strikes.
- the spring force can lead to the spring travel 34, which is exponential in the case of cube-shaped magnetic elements, as shown in FIG. 8, be linearized. This is an accurate and fine adjustment of the throttle valve element possible, so that an emergency operation of the vehicle at reduced speed given is. It is particularly advantageous that the magnetic elements are in contrast to work wear-free and unbreakable to springs, so that the air flap system works perfectly in Limp Home mode.
- FIGS. 5 to 7 b A further embodiment of a counter movement unit 12 is shown in FIGS. 5 to 7 b) shown. It consists of a sliding magnet element 121 and an underlying one Stand magnet element 122, which is arranged in a magnet housing element 123.
- the Magnet housing element 123 is held by a holding plate 47.
- the magnetic housing element The stop pin protrudes opposite.
- the holding plate is with connected to the shaft element 4.
- the sliding magnet element 121 has, as shown in particular in FIG. 6, on one side a magnetic south pole S and on the opposite side a magnetic one North pole N on.
- a standing magnet element 122 is opposite the sliding magnet element 121 and arranged at least partially underneath.
- the North Pole N positioned opposite the south pole S of the sliding magnet element.
- both magnetic elements 121, 122 are essentially circular are trained. So that the sliding magnet element can be moved in a straight line can, it is flattened on both sides. The fact that the sliding magnetic element and the standing magnet element 122 are arranged offset from one another, the movement (travel) of the two magnetic elements can be influenced.
- a stop arm 46 which is arranged on the ring gear segment 6, a repulsion magnet element 127 may be arranged.
- FIG. 8 is a spring travel ⁇ of the magnetic elements 121, 122, 127 in a coordinate system represented as a force F as a function of a path S.
- Fig. 8 shows the spring travel ⁇ is a straight line, in particular due to the design of the two magnetic elements 121, 122 is determined as described with reference to FIGS. 4,6,7a and 7b has been.
- the throttle valve element 45 can be moved with the aid of the counter spring movement from the stop pin on which the end of the ring gear segment 6 touch until the end of the stop arm hits the stop pin.
- the travel is, as already linearized. This is a precise and fine adjustment of the Throttle valve element possible, so that an emergency operation of the vehicle with reduced Speed is given. It is particularly advantageous here that the magnetic elements unlike springs work wear-free and shatterproof so that the air flap system works perfectly in limp home mode.
- the magnetic elements are designed similar to a two-piece piece.
- Either a sliding and a standing magnet element 125, 126 have a circular Core as north pole N, around which a ring with at least one south pole S is placed.
- Both Magnetic elements 125, 126 are offset one above the other, so that the spring action like described arises.
- the magnetic elements are designed similar to a 50 cent piece.
- Either a sliding and a standing magnet element, 128, 129 have a circular Core with a north pole N on one side and a south pole S on the other side.
- the two magnetic elements 128, 129 are also offset one above the other, so that the spring action as described arises.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Air-Flow Control Members (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
- in einen Nord- und einem diesem gegenüberliegenden Südpol (N, S) geteilt sein,
- einen scheibenförmigen Nordpol aufweisen, um den wenigstens ein Südpol angeordnet ist,
- einen scheibenförmigen Nordpol aufweisen, dem ein scheibenförmigen Südpol gegenüberliegt.
Es zeigen
- Fig. 1
- ein Luftklappensystem mit einer Gegenbewegungseinheit als Magnetstellfeder in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
- Fig. 2
- ein Luftklappensystem gemäß Fig. 1 in einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung von oben gesehen,
- Fig. 3
- ein Luftklappensystem gemäß Fig. 1 in einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung seitlich von unten gesehen,
- Fig. 4
- eine Gegenbewegungseinheit als Magnetstellfeder für ein Luftklappensystem gemäß den Fig. 1 bis 3 in einer schematisch dargestellten Teildraufsicht,
- Fig. 5
- ein Luftklappensystem mit einer weiteren Ausführungsform einer Gegenbewegungseinheit in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung,
- Fig. 6
- eine erste Ausführungsform einer Magnetanordnung für eine Gegenbewegungseinheit gemäß Fig. 5 in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung
- Fig. 7a)
- eine zweite Ausführungsform einer Magnetanordnung für eine Gegenbewegungseinheit gemäß Fig. 5 in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung,
- Fig. 7b)
- eine dritte Ausführungsform einer Magnetanordnung für eine Gegenbewegungseinheit gemäß Fig. 5 in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung und
- Fig. 8
- einen Federweg einer Gegenbewegungseinheit gemäß Fig. 1 bis 4 und Fig. 5 bis 6 bzw. 7 als Funktion einer Federkraft in Abhängigkeit vom Weg.
Claims (21)
- Luftklappenversorgungsvorrichtung zur gesteuerten Zuführung von Verbrennungsluft in eine Brennkraftmaschine, bei der in einem Drosselklappengehäuseelement (1) ein mit einem Drosselklappenwellenelement (4) verbundenes Drosselklappenelement (45) wenigstens mit einer Rückstelleinheit (3; 12) durch eine Stellbewegung (G) zu verstellen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinheit als eine gleichpolmagnetische Gegenbewegungseinheit (3; 12) ausgebildet ist, bei der beweglich zueinander wenigstens zwei Magnetelemente (31, 32, 33; 121, 122, 125, 126, 127, 128, 129) mit gleichen magnetischen Polen (N, S) sich gegenüberliegend angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gegenbewegungseinheit (3) derart ausgebildet ist, daß drehbar zueinander wenigstens zwei Magnetelemente (31, 32, 33) mit gleichen magnetischen Polen (N, S) sich gegenüberliegend angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß als erstes Magnetelement der ersten Gegenbewegungseinheit (3) ein Haltemagnetelement (31) an einem auf einer Halteplatte (24) positionierten Magnethaltezapfen (10) angeordnet ist unddaß als zweites Magnetelement der Gegenbewegungseinheit (3) ein Bewegungsmagnetelement (32) an einem Magnethaltearm (9) einer Zahnkranzeinheit (6, 8) angeordnet ist, die mit dem Drosselklappenwellenelement (4) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemagnetelement (31) und das Bewegungsmagnetelement (32) in einer Bewegungsebene zu bewegen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemagnetelement (31) und das Bewegungsmagnetelement (32) in getrennten Bewegungsebenen zu bewegen ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsmagnetelement (32) verschiebbar im Magnethaltearm (9) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenbewegungseinheit (3) als drittes Magnetelement ein Verstärkungsmagnetelement (33) aufweist, das dem Bewegungsmagnetelement (32) gegenüberliegend mit einem entgegengesetzten magnetischem Pol angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem Federweg (34) das Haltemagnetelement (31) und das Bewegungsmagnetelement (32) mit ihren Südpolen (S) gegenüberliegen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmagnetelement (33) mit seinem Nordpol (N) am Nordpol (N) des Bewegungsmagnetelements (32) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Federweg (34) das Haltemagnetelement (31) und das Bewegungsmagnetelement (32) mit ihren Nordpolen gegenüberliegen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmagnetelement (33) mit seinem Südpol (S) am Südpol (S) des Bewegungsmagnetelements (32) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsmagnetelement (32) und das Verstärkungsmagnetelement (33) wenigstens teilweise in den Magnethaltearm (9) eingeformt sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnethaltearm (9) und ein Zahnkranzsegment (6) der Zahnkranzeinheit, in den der Magnethaltearm (9) übergeht, wenigstens teilweise aus Kunststoff bestehen.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, daß eine zweite Gegenbewegungseinheit (12) derart ausgebildet ist, daß verschiebbar zueinander wenigstens zwei weitere Magnetelemente (121, 122, 125, 126, 127, 128, 129) mit gleichen magnetischen Polen (N, S) wenigstens teilweise versetzt übereinanliegend angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß als erstes Magnetelement der zweiten Gegenbewegungseinheit (12) ein Standmagnetelement (122, 125, 128) in einem auf einer weiteren Halteplatte (47) gehaltenen Magnetgehäuseelement (123) angeordnet ist unddaß als zweites Magnetelement der Gegenbewegungseinheit (12) ein Schiebemagnetelement (121, 125, 128) über dem Standmagnetelement (122, 126, 129) in dem Magnetgehäuseelement (123) beweglich und versetzt angeordnet ist und mit einem Anschlagarm (47) einer weiteren Zahnkranzeinheit (6, 8), die mit dem Drosselklappenwellenelement (4) verbunden ist, in das Magnetgehäuseelement (123) zu schieben ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Anschlagarm (47) ein Abstoßmagnetelement (127) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 14, 15, 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Schiebemagnetelement (121) und ein erstes Standmagnetelement (122) in einen Nord- und einem diesem gegenüberliegenden Südpol (N, S) geteilt sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Schiebemagnetelement (125) und ein zweites Standmagnetelement (126) einen scheibenförmigen Nordpol (N) aufweist, um den wenigstens ein Südpol (N, S) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Schiebemagnetelement (128) und ein drittes Standmagnetelement (129) einen scheibenförmigen Nordpol (N) aufweist, dem ein scheibenförmiger Südpol (S) gegenüberliegt.
- Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemagnetelement (31), das Bewegungsmagnetelement (32), das erste, zweite und dritte Schiebe- und das erste, zweite und dritte Standmagnetelement (121, 122, ...) im Querschnitt quadratisch, rechteckig, dreieckig, viereckig, oval, rund, ellipsoid oder dergleichen ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß erste, zweite und dritte Schiebemagnetelement zwei sich gegenüberliegende Begradigungen aufweist.
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