EP1803912A2 - Actuator for an actuating device - Google Patents

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EP1803912A2
EP1803912A2 EP06124437A EP06124437A EP1803912A2 EP 1803912 A2 EP1803912 A2 EP 1803912A2 EP 06124437 A EP06124437 A EP 06124437A EP 06124437 A EP06124437 A EP 06124437A EP 1803912 A2 EP1803912 A2 EP 1803912A2
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EP
European Patent Office
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actuator
gear
spring
output shaft
shaft
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EP06124437A
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EP1803912A3 (en
EP1803912B1 (en
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Reiner Schweinfurth
Heiner Fees
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
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    • Y10T29/5155—Rotary tool holder
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19698—Spiral
    • Y10T74/19828—Worm

Definitions

  • the invention relates to an actuator for an actuator according to the preamble of claim 1.
  • a known actuator for a throttle valve in the intake manifold of an internal combustion engine ( DE 196 12 869 A1 ) arranged between the engine output shaft and the actuating shaft transmission gear is a two-stage spur gear with an intermediate gear which meshes with a first gear portion with a seated on the engine output shaft motor pinion and a second gear portion with a fixedly arranged on the actuating shaft drive gear.
  • Drive gear and control shaft are rotatably mounted in a the actuator and the transmission gear receiving actuator housing.
  • a reset device ensures that in case of failure of the servomotor, the throttle valve is returned to a basic position in which only an emergency operation of the internal combustion engine is possible.
  • the restoring device has a concentric the adjusting shaft enclosing, designed as a cylindrical coil spring torsion spring and a rotatably received on the actuating shaft stop piece.
  • the torsion spring engages its one spring end on the drive gear and with its other spring end to the stop piece and is supported axially between the drive gear and stopper piece, which in turn is supported axially on the recorded in the actuator housing pivot bearing for the control shaft.
  • the torsion spring generates via its spring ends a torque on the drive gear and on the stop piece, which in turn cooperates via a stop arranged on it with a counter-stop arranged on the intermediate wheel. This return torque increases with increasing twisting of the throttle from its home position. In the event of failure of the servomotor, this restoring torque will return the throttle to its home position.
  • the transmission gear between the engine output shaft and control shaft is designed as a worm gear with worm and circular-toothed rack.
  • the worm is rotatably mounted on the motor output shaft, and the rack is slidably guided in the actuator housing along a circular arc.
  • On the actuating shaft a Mit promisingarm is fixed, which rests with its arm end on the front side of the rack.
  • a seated on the actuating shaft coil spring puts the driving arm frictionally against the toothed segment, so that the Mitiliaarm pivoted when moving the rack and thereby the actuating shaft is rotated with actuator.
  • the actuator according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that by providing two, preferably designed as return springs, energy storage, which are used separately on the input and on the output side of the transmission gear and of which one on the engine output shaft and the other reacts on the control shaft or the actuator firmly connected to this, a transmission gear with only one gear stage and very large translation can be used without the restoring force of the reset device according to the large gear ratio would have to be sized large.
  • the energy storage can be relatively small dimensions; because the one energy storage only has to compensate for the engine cogging torque and the other energy storage only the Nutzmoment on the control shaft.
  • the servomotor By bypassing the transmission, the servomotor can be kept small in performance.
  • the single-stage transmission gear, the small servo motor and the two preferably designed as return springs energy storage are beneficial in terms of space savings, weight reduction and low manufacturing costs.
  • a reduction gear is arranged between the engine output shaft and the rear-acting energy storage, which is preferably a crown gear with a fixedly disposed on the engine output shaft spur gear and a meshing with this crown gear whose wheel axis perpendicular to the motor Output shaft is aligned.
  • the retroactive on the transmission output of the Kronengetriebes energy storage is designed as a return spring, which fixed with its one end of the spring on Kronenrad and with its other spring end.
  • the crown gear has - as a spur gear - hardly loss of efficiency and allows a tensioning of the return spring over several revolutions of the motor output shaft, as they are also required for adjusting the actuator.
  • the actuator shown in FIGS. 1 and 2 for an actuator 10 comprises an electric servo motor 11 with a motor output shaft 12, an actuating shaft 13, a transmission gear 14 arranged between the engine output shaft 12 and the actuating shaft 13 and a return device 15 to reset the actuator 10 in a basic position in case of failure or failure of the servomotor 11.
  • the actuator 10 may be a throttle valve in the intake manifold of an internal combustion engine, an air damper in an air conditioner or other pivotal element for controlling a channel cross-section.
  • the actuator 10 is indicated in Fig. 2 in part.
  • the servo motor 11 and the transmission gear 14 are received in a cup-shaped actuator housing 16.
  • the control shaft 13 is rotatably mounted in the actuator housing 16.
  • the transmission gear 14 is formed as a worm gear, which has a seated on the motor output shaft 12 worm 17 and a worm wheel 18. The latter is rotatably mounted on the control shaft 13. Since the actuator 10 executes only a limited pivoting movement, the worm wheel 18 is formed as a wheel segment, wherein the wheel toothing extends over a circular arc of less than 180 °.
  • the return device 15 has an effective on the input side of the transmission gear 14, a first energy storage performing first return spring 21 and on the output side of the transmission gear 14 effective, a second energy storage performing second return spring 22.
  • the second return spring 22 is formed as a torsion spring 23, preferably as a cylindrical coil spring. It is dimensioned so that it is able to overcome the useful torque which can be removed on the control shaft 13.
  • the first return spring 21, however, is designed so that it is able to overcome the engine cogging torque.
  • the first return spring 21 is connected via a reduction gear 23 with the motor output shaft 12 in operative engagement.
  • the reduction gear 23 is preferably designed as a crown gear with a fixedly arranged on the motor output shaft 12 spur gear 24 and a rotatably mounted in the actuator housing 16 crown gear 25, which is in meshing engagement with the spur gear 24.
  • the first return spring 21 is formed in the embodiment as a spiral spring 26, with its one spring end 261 on the crown gear 25 and with its other spring end on
  • the coil spring 26 is preferably arranged at the bottom of the crown wheel 25 and protrudes with its not visible in Fig. 1, fixed to the actuator housing 16 spring end through an arcuate slot at the bottom of the crown wheel 25 therethrough.
  • both return springs 21, 22 as spiral or cylindrical coil springs.
  • Fig. 1 by way of example the actuator is shown in a position in which the actuator 10 assumes its basic position.
  • the servomotor 11 is de-energized. If the motor is turned on with such a direction of rotation that the motor output shaft 12 rotates clockwise, the worm wheel 18 is pivoted in the direction of the arrow 19 via the rotating worm 17. At the same time the crown gear 25 is rotated over the rotating spur gear 24 so that the bias of the coil spring 26 increases.
  • the control shaft 13 By pivoting the worm wheel 18, the control shaft 13 is rotated, which in turn pivots the actuator 10 in a position in which it releases a flow cross-section to be controlled more or less far.
  • the cylindrical coil spring 20 is tensioned.
  • the servomotor 11 may perform to adjust the actuator 10 only a few turns.

Abstract

The setting drive has a setting motor (11) with driven shaft (12) and a setting shaft (13) carrying the setting unit (10). There is a transmission (14) between these shafts. A return device (15) returns the setting unit to its default position if the motor fails. The return device has two separate energy stores, one acting on the driven shaft and the other on the setting shaft.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Stellantrieb für ein Stellorgan nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an actuator for an actuator according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Stellantrieb für eine Drosselklappe im Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine ( DE 196 12 869 A1 ) ist das zwischen Motor-Abtriebswelle und Stellwelle angeordnete Übersetzungsgetriebe ein zweistufiges Stirnradgetriebe mit einem Zwischenrad, das mit einem ersten Verzahnungsabschnitt mit einem auf der Motor-Abtriebswelle sitzenden Motorritzel und mit einem zweiten Verzahnungsabschnitt mit einem auf der Stellwelle fest angeordneten Antriebs-Zahnrad kämmt. Antriebs-Zahnrad und Stellwelle sind in einem den Stellmotor und das Übersetzungsgetriebe aufnehmenden Stellergehäuse drehbar gelagert. Eine Rückstellvorrichtung sorgt dafür, dass bei Ausfall des Stellmotors die Drosselklappe in eine Grundposition zurückgestellt wird, in der nur ein Notlauf der Brennkraftmaschine möglich ist. Die Rückstellvorrichtung weist eine konzentrisch die Stellwelle umschließende, als zylindrische Schraubenfeder ausgebildete Drehfeder und ein auf der Stellwelle drehbeweglich aufgenommenes Anschlagstück auf. Die Drehfeder greift mit ihrem einen Federende am Antriebs-Zahnrad und mit ihrem anderen Federende an dem Anschlagstück an und stützt sich axial zwischen Antriebs-Zahnrad und Anschlagstück ab, das sich seinerseits axial an dem fest im Stellergehäuse aufgenommenen Drehlager für die Stellwelle abstützt. Die Drehfeder erzeugt über ihre Federenden ein Drehmoment auf das Antriebs-Zahnrad und auf das Anschlagstück, das seinerseits über einen auf ihm angeordneten Anschlag mit einem am Zwischenrad angeordneten Gegenanschlag zusammenwirkt. Dieses Rückstell-Drehmoment vergrößert sich mit zunehmendem Verdrehen der Drosselklappe aus ihrer Grundposition. Bei Ausfall des Stellmotors dreht dieses Rückstell-Drehmoment die Drosselklappe in ihre Grundposition zurück.In a known actuator for a throttle valve in the intake manifold of an internal combustion engine ( DE 196 12 869 A1 ) arranged between the engine output shaft and the actuating shaft transmission gear is a two-stage spur gear with an intermediate gear which meshes with a first gear portion with a seated on the engine output shaft motor pinion and a second gear portion with a fixedly arranged on the actuating shaft drive gear. Drive gear and control shaft are rotatably mounted in a the actuator and the transmission gear receiving actuator housing. A reset device ensures that in case of failure of the servomotor, the throttle valve is returned to a basic position in which only an emergency operation of the internal combustion engine is possible. The restoring device has a concentric the adjusting shaft enclosing, designed as a cylindrical coil spring torsion spring and a rotatably received on the actuating shaft stop piece. The torsion spring engages its one spring end on the drive gear and with its other spring end to the stop piece and is supported axially between the drive gear and stopper piece, which in turn is supported axially on the recorded in the actuator housing pivot bearing for the control shaft. The torsion spring generates via its spring ends a torque on the drive gear and on the stop piece, which in turn cooperates via a stop arranged on it with a counter-stop arranged on the intermediate wheel. This return torque increases with increasing twisting of the throttle from its home position. In the event of failure of the servomotor, this restoring torque will return the throttle to its home position.

Bei einer bekannten Stelleinrichtung zum Stellen eines Drosselorgans in einer Brennkraftmaschine ( DE 40 39 728 A1 ) ist das Übersetzungsgetriebe zwischen Motor-Abtriebswelle und Stellwelle als Schneckengetriebe mit Schnecke und kreisbogenförmiger Zahnleiste ausgebildet. Die Schnecke ist drehfest auf der Motor-Abtriebswelle angeordnet, und die Zahnleiste ist im Stellergehäuse längs eines Kreisbogens verschieblich geführt. Auf der Stellwelle ist ein Mitnehmerarm fest angeordnet, der mit seinem Armende an der Stirnseite der Zahnleiste anliegt. Eine auf der Stellwelle sitzende Spiralfeder legt den Mitnehmerarm kraftschlüssig an das Zahnsegment an, so dass der Mitnehmerarm beim Verschieben der Zahnleiste geschwenkt und dadurch die Stellwelle mit Stellorgan gedreht wird.In a known adjusting device for setting a throttle body in an internal combustion engine ( DE 40 39 728 A1 ), the transmission gear between the engine output shaft and control shaft is designed as a worm gear with worm and circular-toothed rack. The worm is rotatably mounted on the motor output shaft, and the rack is slidably guided in the actuator housing along a circular arc. On the actuating shaft a Mitnehmerarm is fixed, which rests with its arm end on the front side of the rack. A seated on the actuating shaft coil spring puts the driving arm frictionally against the toothed segment, so that the Mitnehmerarm pivoted when moving the rack and thereby the actuating shaft is rotated with actuator.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Stellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch das Vorsehen zweier, vorzugsweise als Rückstellfedern ausgebildeter, Energiespeicher, die getrennt auf der Eingangs- und auf der Ausgangsseite des Übertragungsgetriebes eingesetzt sind und von denen einer auf die Motorabtriebswelle und der andere auf die Stellwelle oder das mit dieser fest verbundene Stellorgan rückwirkt, ein Übertragungsgetriebe mit nur einer Getriebestufe und sehr großer Übersetzung verwendet werden kann, ohne dass die Rückstellkraft der Rückstellvorrichtung entsprechend dem großen Übersetzungsverhältnis groß bemessen werden müsste. Bekanntlich besitzen solche einstufigen Übersetzungsgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis, wie eines beispielsweise von einem Schneckengetriebe repräsentiert wird, auch den Nachteil, hohe Wirkungsgradverluste aufzuweisen, die bei der bekannten Ausbildung der Rückstellvorrichtung mit einem einzigen, am Stellorgan oder der Stellwelle angreifenden Energiespeicher in Form eines Rückstellfeder von der Rückstellvorrichtung zusätzlich kompensiert werden müssen. Dies führt nicht nur zu einer übergroß zu dimensionierenden starken Rückstellfeder, sondern auch zu der Notwendigkeit der Verwendung eines leistungsstarken Stellmotors zum Verdrehen der Stellwelle gegen die entsprechend große Rückstellkraft der Rückstellfeder. Mit der erfindungsgemäßen Gewinnung der Rückstellkraft der Rückstellvorrichtung getrennt für Motorabtriebswelle und Stellwelle aus zwei Energiespeichern können auch die hohen Wirkungsgradverluste des Übersetzungsgetriebes umgangen werden, so dass die Energiespeicher relativ klein dimensioniert werden können; denn der eine Energiespeicher muss lediglich das Motor-Rastmoment und der andere Energiespeicher lediglich das Nutzmoment an der Stellwelle kompensieren. Durch Umgehung des Übersetzungsgetriebes kann der Stellmotor leistungsklein gehalten werden. Das einstufige Übertragungsgetriebe, der kleine Stellmotor und die beiden vorzugsweise als Rückstellfedern ausgebildeten Energiespeicher wirken sich vorteilhaft bezüglich Bauraumeinsparung, Gewichtsreduzierung und niedriger Fertigungskosten aus. Darüber hinaus ist es möglich, als Übersetzungsgetriebe auch solche Getriebe zu verwenden, die aufgrund ihrer hohen Übersetzung Selbsthemmung aufweisen. Bei Stellantrieben mit einem solchen Getriebe wären herkömmliche Rückstellvorrichtung zum Überführen des Stellorgans in eine Grundposition bei Ausfallen des Stellmotors nicht einsatzfähig.The actuator according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that by providing two, preferably designed as return springs, energy storage, which are used separately on the input and on the output side of the transmission gear and of which one on the engine output shaft and the other reacts on the control shaft or the actuator firmly connected to this, a transmission gear with only one gear stage and very large translation can be used without the restoring force of the reset device according to the large gear ratio would have to be sized large. Known, such single-stage transmission gearbox with large gear ratio, such as one represented by a worm gear, also have the disadvantage of high efficiency losses, which in the known design of the return device with a single, acting on the actuator or the actuating shaft energy storage in the form of a return spring of the Return device must be compensated in addition. This not only leads to an oversized strong return spring, but also to the need to use a powerful servo motor for rotating the control shaft against the correspondingly large restoring force of the return spring. With the recovery of the restoring force of the return device according to the invention separated for engine output shaft and control shaft of two energy storage and the high efficiency losses of the transmission can be bypassed, so that the energy storage can be relatively small dimensions; because the one energy storage only has to compensate for the engine cogging torque and the other energy storage only the Nutzmoment on the control shaft. By bypassing the transmission, the servomotor can be kept small in performance. The single-stage transmission gear, the small servo motor and the two preferably designed as return springs energy storage are beneficial in terms of space savings, weight reduction and low manufacturing costs. In addition, it is possible to use as a transmission gear and those transmissions that have self-locking due to their high translation. In actuators with such a transmission would be conventional return device for transferring the actuator to a basic position in case of failure of the servomotor not operational.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Stellantriebs möglich.The measures listed in the further claims advantageous refinements and improvements of the claim 1 actuator are possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Motor-Abtriebswelle und dem auf diese rückwirkenden Energiespeicher ein Untersetzungsgetriebe angeordnet, das vorzugsweise ein Kronengetriebe mit einem auf der Motor-Abtriebswelle fest angeordneten Stirnrad und einem mit diesem kämmenden Kronenrad ist, dessen Radachse rechtwinklig zur Motor-Abtriebswelle ausgerichtet ist. Der auf den Getriebeausgang des Kronengetriebes rückwirkende Energiespeicher ist als Rückstellfeder ausgebildet, die mit ihrem einen Federende am Kronenrad und mit ihrem anderen Federende ortfest festgelegt. Das Kronengetriebe weist - wie ein Stirnradgetriebe - kaum Wirkungsgradverluste auf und ermöglicht ein Spannen der Rückstellfeder über mehrere Umdrehungen der Motor-Abtriebswelle, wie sie auch zum Verstellen des Stellorgans erforderlich sind.According to a preferred embodiment of the invention, a reduction gear is arranged between the engine output shaft and the rear-acting energy storage, which is preferably a crown gear with a fixedly disposed on the engine output shaft spur gear and a meshing with this crown gear whose wheel axis perpendicular to the motor Output shaft is aligned. The retroactive on the transmission output of the Kronengetriebes energy storage is designed as a return spring, which fixed with its one end of the spring on Kronenrad and with its other spring end. The crown gear has - as a spur gear - hardly loss of efficiency and allows a tensioning of the return spring over several revolutions of the motor output shaft, as they are also required for adjusting the actuator.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematisierter Darstellung:

Fig. 1
eine perspektivische Seitenansicht eines Stellantriebs für ein Stellorgan,
Fig. 2
einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1 mit ausschnittweise angedeutetem Stellorgan.
The invention is explained in more detail in the following description with reference to an embodiment shown in the drawing. In a schematic representation:
Fig. 1
a perspective side view of an actuator for an actuator,
Fig. 2
a section along the line II - II in Fig. 1 with partially indicated actuator.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Stellantrieb für ein Stellorgan 10 (Fig. 2) umfasst einen elektrischen Stellmotor 11 mit einer Motor-Abtriebswelle 12, eine Stellwelle 13, ein zwischen Motor-Abtriebswelle 12 und Stellwelle 13 angeordnetes Übersetzungsgetriebe 14 sowie eine Rückstellvorrichtung 15 zum Rückstellen des Stellorgans 10 in eine Grundposition bei Defekt oder Ausfall des Stellmotors 11. Das Stellorgan 10 kann eine Drosselklappe im Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine, eine Luftklappe in einer Klimaanlage oder ein sonstiges schwenkbares Element zur Steuerung eines Kanalquerschnitts sein. Das Stellorgan 10 ist in Fig. 2 ausschnittweise angedeutet.The actuator shown in FIGS. 1 and 2 for an actuator 10 (FIG. 2) comprises an electric servo motor 11 with a motor output shaft 12, an actuating shaft 13, a transmission gear 14 arranged between the engine output shaft 12 and the actuating shaft 13 and a return device 15 to reset the actuator 10 in a basic position in case of failure or failure of the servomotor 11. The actuator 10 may be a throttle valve in the intake manifold of an internal combustion engine, an air damper in an air conditioner or other pivotal element for controlling a channel cross-section. The actuator 10 is indicated in Fig. 2 in part.

Der Stellmotor 11 und das Übersetzungsgetriebe 14 sind in einem schalenförmigen Stellergehäuse 16 aufgenommen. Die Stellwelle 13 ist im Stellergehäuse 16 drehgelagert. Das Übersetzungsgetriebe 14 ist als Schneckengetriebe ausgebildet, das eine auf der Motor-Abtriebswelle 12 sitzende Schnecke 17 und ein Schneckenrad 18 aufweist. Letzteres ist drehfest auf der Stellwelle 13 angeordnet. Da das Stellorgan 10 nur eine begrenzte Schwenkbewegung ausführt, ist das Schneckenrad 18 als Radsegment ausgebildet, wobei sich die Radverzahnung über einen Kreisbogen von weniger als 180° erstreckt.The servo motor 11 and the transmission gear 14 are received in a cup-shaped actuator housing 16. The control shaft 13 is rotatably mounted in the actuator housing 16. The transmission gear 14 is formed as a worm gear, which has a seated on the motor output shaft 12 worm 17 and a worm wheel 18. The latter is rotatably mounted on the control shaft 13. Since the actuator 10 executes only a limited pivoting movement, the worm wheel 18 is formed as a wheel segment, wherein the wheel toothing extends over a circular arc of less than 180 °.

Die Rückstellvorrichtung 15 weist eine auf der Eingangsseite des Übersetzungsgetriebes 14 wirksame, einen ersten Energiespeicher darstellende erste Rückstellfeder 21 und eine auf der Ausgangsseite des Übersetzungsgetriebes 14 wirksame, einen zweiten Energiespeicher darstellende zweite Rückstellfeder 22 auf. Die zweite Rückstellfeder 22 ist als Drehfeder 23, vorzugsweise als zylindrische Schraubenfeder, ausgebildet. Sie ist so dimensioniert, dass sie das an der Stellwelle 13 abnehmbare Nutzdrehmoment zu überwinden vermag. Die erste Rückstellfeder 21 ist dagegen so ausgelegt, dass sie das Motor-Rastmoment zu überwinden vermag. Die erste Rückstellfeder 21 steht über ein Untersetzungsgetriebe 23 mit der Motor-Abtriebswelle 12 in Wirkeingriff. Das Untersetzungsgetriebe 23 ist vorzugsweise als Kronengetriebe mit einem auf der Motor-Abtriebswelle 12 fest angeordneten Stirnrad 24 und einem im Stellergehäuse 16 drehgelagerten Kronenrad 25, das mit dem Stirnrad 24 in Zahneingriff steht, ausgebildet. Die erste Rückstellfeder 21 ist im Ausführungsbeispiel als Spiralfeder 26 ausgebildet, die mit ihrem einen Federende 261 an dem Kronenrad 25 und mit ihrem anderen Federende am Stellergehäuse 16 befestigt ist. Die Spiralfeder 26 ist vorzugsweise am Grunde des Kronenrads 25 angeordnet und ragt mit ihrem in Fig. 1 nicht zu sehenden, am Stellergehäuse 16 befestigten Federende durch einen bogenförmigen Schlitz im Grunde des Kronenrads 25 hindurch. Selbstverständlich ist es möglich, beide Rückstellfedern 21, 22 als Spiral- oder zylindrische Schraubenfedern auszubilden.The return device 15 has an effective on the input side of the transmission gear 14, a first energy storage performing first return spring 21 and on the output side of the transmission gear 14 effective, a second energy storage performing second return spring 22. The second return spring 22 is formed as a torsion spring 23, preferably as a cylindrical coil spring. It is dimensioned so that it is able to overcome the useful torque which can be removed on the control shaft 13. The first return spring 21, however, is designed so that it is able to overcome the engine cogging torque. The first return spring 21 is connected via a reduction gear 23 with the motor output shaft 12 in operative engagement. The reduction gear 23 is preferably designed as a crown gear with a fixedly arranged on the motor output shaft 12 spur gear 24 and a rotatably mounted in the actuator housing 16 crown gear 25, which is in meshing engagement with the spur gear 24. The first return spring 21 is formed in the embodiment as a spiral spring 26, with its one spring end 261 on the crown gear 25 and with its other spring end on Steller housing 16 is attached. The coil spring 26 is preferably arranged at the bottom of the crown wheel 25 and protrudes with its not visible in Fig. 1, fixed to the actuator housing 16 spring end through an arcuate slot at the bottom of the crown wheel 25 therethrough. Of course, it is possible to form both return springs 21, 22 as spiral or cylindrical coil springs.

In Fig. 1 ist beispielhaft der Stellantrieb in einer Position dargestellt, in welcher das Stellorgan 10 seine Grundposition einnimmt. Der Stellmotor 11 ist stromlos geschaltet. Wird der Motor mit einer solchen Drehrichtung eingeschaltet, dass sich die Motor-Abtriebswelle 12 im Uhrzeigersinn dreht, so wird über die drehende Schnecke 17 das Schneckenrad 18 in Richtung Pfeil 19 verschwenkt. Gleichzeitig wird über das sich drehende Stirnrad 24 das Kronenrad 25 so verdreht, dass sich die Vorspannung der Spiralfeder 26 vergrößert. Durch das Schwenken des Schneckenrads 18 wird die Stellwelle 13 verdreht, die ihrerseits das Stellorgan 10 in eine Stellung schwenkt, in dem es einen zu steuernden Durchflussquerschnitt mehr oder weniger weit freigibt. Mit Drehen von Schneckenrad 18 und Stellwelle 13 wird die zylindrische Schraubenfeder 20 gespannt. Wird in dieser Stellung des Stellorgans 10 der Stellmotor 13 durch einen Defekt stromlos, so dreht die vorgespannte Spiralfeder 26 die Stellwelle 13 sowie das Schneckenrad 18 und die vorgespannte Schraubenfeder 20 das Kronenrad 25 sowie über das Stirnrad 24 die Motor-Abtriebswelle 12 zurück. Dadurch wird das Stellorgan 10 in seine Grundposition zurückgestellt, wobei das Schneckengetriebe mit seiner großen Übersetzung, seinen hohen Wirkungsgradverlusten und seiner evtl. Selbsthemmung umgangen wird.In Fig. 1 by way of example the actuator is shown in a position in which the actuator 10 assumes its basic position. The servomotor 11 is de-energized. If the motor is turned on with such a direction of rotation that the motor output shaft 12 rotates clockwise, the worm wheel 18 is pivoted in the direction of the arrow 19 via the rotating worm 17. At the same time the crown gear 25 is rotated over the rotating spur gear 24 so that the bias of the coil spring 26 increases. By pivoting the worm wheel 18, the control shaft 13 is rotated, which in turn pivots the actuator 10 in a position in which it releases a flow cross-section to be controlled more or less far. By turning the worm wheel 18 and the adjusting shaft 13, the cylindrical coil spring 20 is tensioned. If in this position of the actuator 10 of the actuator 13 de-energized by a defect, so the biased coil spring 26 rotates the control shaft 13 and the worm wheel 18 and the biased coil spring 20, the crown gear 25 and the spur gear 24, the engine output shaft 12 back. As a result, the actuator 10 is returned to its basic position, the worm gear with its large translation, his high efficiency losses and its possible self-locking is bypassed.

Selbstverständlich ist es möglich, auf das Kronengetriebe zu verzichten und den ersten Energiespeicher, resp. die erste Rückstellfeder, der Rückstellvorrichtung direkt auf die Motorabtriebswelle wirken zu lassen. Dann darf allerdings der Stellmotor 11 zur Verstellung des Stellorgans 10 nur wenige Umdrehungen ausführen.Of course, it is possible to dispense with the crown gear and the first energy storage, respectively. the first return spring, the return device to act directly on the engine output shaft. Then, however, the servomotor 11 may perform to adjust the actuator 10 only a few turns.

Claims (10)

Stellantrieb für ein Stellorgan (10) mit einem eine Abtriebswelle (13) aufweisenden elektrischen Stellmotor (11), mit einer das Stellorgan (10) tragenden Stellwelle (13) und mit einem zwischen Motor-Abtriebswelle (12) und Stellwelle (13) angeordneten Übersetzungsgetriebe (14) sowie mit einer Rückstellvorrichtung (15) zum Rückstellen des Stellorgans (10) in eine Grundposition bei Ausfall des Stellmotors (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (15) zwei getrennte Energiespeicher aufweist, von denen einer auf die Motor-Abtriebswelle (12) und einer auf die Stellwelle (13) rückwirkt.Actuator for an actuator (10) having an output shaft (13) having electric servomotor (11), with the actuator (10) carrying the actuating shaft (13) and with a between the engine output shaft (12) and the actuating shaft (13) arranged transmission gear (14) and with a return device (15) for returning the actuator (10) to a basic position upon failure of the servomotor (11), characterized in that the return device (15) has two separate energy storage, one of which on the motor output shaft (12) and one on the control shaft (13) reacts. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Motor-Abtriebswelle (12) rückwirkende erste Energiespeicher zur Überwindung des Motor-Rastmoments und der auf die Stellwelle (13) rückwirkende zweite Energiespeicher zur Überwindung des Nutzdrehmoments ausgelegt ist.Actuator according to claim 1, characterized in that on the motor output shaft (12) retroactive first energy storage for overcoming the engine cogging torque and on the control shaft (13) retroactive second energy storage is designed to overcome the useful torque. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (14) als Schneckengetriebe mit einer auf der Motor-Abtriebswelle (12) angeordneten Schnecke (17) und einem auf der rechtwinklig zur Motor-Abtriebswelle (12) ausgerichteten Stellwelle (13) fest angeordneten Schneckenrad (18) ausgeführt ist.Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission gear (14) as a worm gear with a on the motor output shaft (12) arranged worm (17) and one on the right angle to the engine output shaft (12) aligned Adjusting shaft (13) fixedly arranged worm wheel (18) is executed. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Motor-Abtriebswelle (12) und dem ersten Energiespeicher ein Untersetzungsgetriebe (23) angeordnet ist und dass der erste Energiespeicher auf den Getriebeausgang des Untersetzungsgetriebes (23) gekoppelt ist.Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the motor output shaft (12) and the first energy storage a reduction gear (23) is arranged and that the first energy storage is coupled to the transmission output of the reduction gear (23). Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (23) ein auf der Motor-Abtriebswelle (12) fest angeordnetes Stirnrad (24) und ein mit diesem kämmendes Kronenrad (25) mit zur Motor-Abtriebswelle (12) rechtwinklig ausgerichteter Radachse aufweist und dass die erste Energiespeicher mit dem Kronenrad (25) verbunden ist.Actuator according to claim 4, characterized in that the reduction gear (23) on the motor output shaft (12) fixedly arranged spur gear (24) and a meshing with this crown gear (25) with the motor output shaft (12) aligned at right angles wheel axle and that the first energy storage is connected to the crown wheel (25). Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Energiespeicher als Rückstellfeder (21, 22) ausgebildet ist.Actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that each energy store as a return spring (21, 22) is formed. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Rückstellfeder (21) eine im Kronenrad (25) einliegende Spiralfeder ist, deren eines Federende (261) am Kronenrad (25) befestigt und deren anderes Federende ortsfest gehalten ist.Actuator according to claim 6, characterized in that the one return spring (21) in a crown gear (25) is inset spiral spring whose one spring end (261) attached to the crown wheel (25) and whose other spring end is held stationary. Stellantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Rückstellfeder (22) eine konzentrisch die Stellwelle (13) umschließende Drehfeder, vorzugsweise zylindrische Schraubenfeder (20) oder Spiralfeder, ist, deren eines Federende an der Stellwelle (13) oder dem Stellorgan (10) befestigt und deren anderes Federende ortsfest gehalten ist.Actuator according to claim 6 or 7, characterized in that the other return spring (22) is a concentric adjusting shaft (13) surrounding the torsion spring, preferably cylindrical coil spring (20) or coil spring, one end of which at the control shaft (13) or the actuator (10) attached and the other end of the spring is held stationary. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (14) und das Untersetzungsgetriebe (23) in einem Stellergehäuse (16) aufgenommen sind, in dem die Radachse des Kronenrads (25) gehalten und die Stellwelle (13) drehgelagert ist, und dass die ortfest gehaltenen Federenden der Rückstellfedern (21, 22) im Stellergehäuse (16) befestigt sind.Actuator according to one of claims 6 to 8, characterized in that the transmission gear (14) and the reduction gear (23) are accommodated in a actuator housing (16) in which the wheel axle of the crown wheel (25) held and the control shaft (13) rotatably mounted is, and that the stationary held spring ends of the return springs (21, 22) in the actuator housing (16) are attached. Stellantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (11) im Stellergehäuse (16) aufgenommen ist.Actuator according to claim 9, characterized in that the servomotor (11) is accommodated in the actuator housing (16).
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