WO1992010662A1 - Stelleinrichtung - Google Patents

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WO1992010662A1
WO1992010662A1 PCT/DE1991/000893 DE9100893W WO9210662A1 WO 1992010662 A1 WO1992010662 A1 WO 1992010662A1 DE 9100893 W DE9100893 W DE 9100893W WO 9210662 A1 WO9210662 A1 WO 9210662A1
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WO
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housing
rotor
actuator
rotary valve
receiving
Prior art date
Application number
PCT/DE1991/000893
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Kalippke
Manfred Franz
Erhard Renninger
Johannes Meiwes
Albert Gerhard
Uwe Hammer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to KR1019920701864A priority Critical patent/KR100234862B1/ko
Publication of WO1992010662A1 publication Critical patent/WO1992010662A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/06—Increasing idling speed
    • F02M3/07—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/12—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit
    • F02D9/16—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being rotatable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0682—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid with an articulated or pivot armature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/06—Increasing idling speed
    • F02M2003/067—Increasing idling speed the valve for controlling the cross-section of the conduit being rotatable, but not being a screw-like valve

Definitions

  • the invention is based on an actuating device for controlling an opening cross section of a flow guide, in particular for internal combustion engines, of the type defined in the preamble of claim 1.
  • the two-part drive housing consists of a hollow cylinder which is slid onto and attached to the attachment piece, and a cap which closes the end of the hollow cylinder and in which a connecting plug connected to the armature winding is formed.
  • the stator held on the hollow cylinder has two permanent magnet poles, while the rotor carries the armature winding in axial slots.
  • the latter consists of two winding strands that are offset by 90 ° and act in opposite directions, which are connected to the connector via slip rings.
  • the rotor sits together with the rotary valve on a bearing sleeve, which is supported via two axially spaced radial bearings on a rotor axis, which in turn is held in the two receiving openings on the actuator housing on the one hand and on the cap of the drive housing on the other receiving pin.
  • the control part of the rotary slide valve which projects into the actuating chamber of the actuator housing and cooperates there with the actuating window is aligned coaxially with the rotor axis.
  • the known actuating device consists of a total of three separately manufactured assemblies that can be easily assembled, namely from the actuator housing with actuator chamber and mounting pin, the bearing sleeve on which the rotor with rotor winding, rotary valve and slip rings are attached, and the drive housing with stator , Connector and locating pin.
  • the actuator housing with actuator chamber and mounting pin
  • the bearing sleeve on which the rotor with rotor winding, rotary valve and slip rings are attached and the drive housing with stator , Connector and locating pin.
  • the control device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that there is the possibility to set the air gap at the control window in a simple manner.
  • the decisive factor for its size is the thickness of the spacer between the end faces of the mounting pin on the actuator housing and the fastening part of the rotary valve connected in a rotationally fixed manner to the rotor. This eliminates the need for tight tolerance limits in production.
  • the actuating device consisting of three structural functional units, namely from the control housing, the rotor with rotary valve and the drive housing with stator, to be combined in a kind of modular system and, for example, to use modified functional units adapted to the respective technical requirements, such as control housing with an elongated, angled or 180 ° deflected flow channel or differently designed actuators .
  • the required play between the rotary valve and the adjustment window is ensured by selecting the thickness of the spacer.
  • the drive housing After adjusting the axial play of the rotor with an appropriately selected adjusting washer between the end faces of the rotor on the one hand and the coaxial mounting pin formed on the drive housing on the other hand, the drive housing is permanently connected to the actuator housing on the attachment piece.
  • the rotor and the fastening part of the rotary valve are held in a rotationally fixed manner on a rotor shaft which is held in radial bearings which are in turn arranged in the receiving openings of the receiving pins formed on the actuator and drive housing.
  • the rotor is fastened on a bearing sleeve which is integral with the fastening part of the rotary valve.
  • the bearing sleeve is supported on two axially spaced radial bearings on an axis which is held in the two receiving openings of the receiving pin formed on the actuator and drive housing;
  • the axis in the receiving opening of the one formed on the actuator housing is preferred Receiving pin pressed in and protrudes into the other receiving opening of the receiving pin formed on the drive housing after assembly of the drive housing.
  • the rotary valve is preferably made of plastic, the bearing bushing being formed and the rotor being fastened by means of plastic injection molding during the injection molding process.
  • 1 is a longitudinal section of an actuating device and 2 according to a first ' and second embodiment
  • FIG. 3 each shows a longitudinal section of a modified and 4 actuator housing of the actuating device in FIG. 1 according to two exemplary embodiments.
  • the adjusting device shown in longitudinal section in FIG. 1 serves to control the opening cross section of a bypass line 10 around a schematically illustrated throttle valve 11 in the intake manifold 12 of an internal combustion engine for the purpose of idling speed control.
  • the actuating device has an actuator housing 13 made of plastic, in which an elongated flow channel 14 and an actuating chamber l ⁇ are formed, which is penetrated by the flow channel 14.
  • the flow channel 14 ends in an inlet opening 16 and an outlet opening 17 in an inlet connector 18 or outlet connector 19.
  • the connection of the flow channel 14 to the suction pipe 12 of the internal combustion engine is made via Pieces of tubing that are pushed onto inlet connector 18 and outlet connector 19.
  • a hollow cylindrical attachment piece 20 protrudes at right angles to the housing axis and coaxially surrounds a receiving pin 21 with a coaxial receiving opening 22 with a radial spacing.
  • An arcuate opening 23 is provided in the wall of the actuator housing 13 in the area of the actuating chamber 15 between the locating pin 21 and the attachment piece 20.
  • an actuating window 24 is formed toward the flow channel 14, which lies in a plane formed by a conical jacket section and thus runs obliquely to the flow channel 14 in the longitudinal section according to FIG. 1.
  • the parking window level includes an acute angle with the axis of the mounting pin 21.
  • the window opening of the adjusting window 24 is controlled by a rotary slide valve 25, which projects with a conical shell-shaped control part 251 through the opening 23 into the adjusting chamber 15 and runs parallel to the adjusting window 24.
  • the control part 251 merges in one piece into an annular fastening part 252, which sits in a rotationally fixed manner on a rotor shaft 26 of an actuator 27.
  • the control part 251 is aligned such that it encloses the same acute angle with the axis of the rotor shaft 26 as the adjusting window 24 with the axis of the receiving pin 21.
  • the actuator 27 for rotating the rotary slide valve 25 consists of a stator 28 with a stator winding 29 and a permanent magnet rotor 30 which sits on the rotor shaft 26 in a rotationally fixed manner.
  • the stator 28 is held on a cup-shaped drive housing 31 which is pushed with its open end face over the attachment piece 20 and fastened there.
  • a coaxial locating pin 31 with a coaxial locating opening 32 projects coaxially to the housing axis at the bottom of the drive housing 33.
  • a radial bearing 34 and 35, in which the rotor shaft 26 is held is arranged in each case in the drive pin 33 designed receiving pin 21, 31.
  • a connector plug 36 is integrally formed, the two plug contacts 37 of which are connected to the ends of the stator winding 29.
  • the drive housing 33 is made of plastic, the connector 36 and the receiving pin 31 being integrally formed.
  • the stator 28 has two claw poles 38, 39 which are offset from one another by 180 ° in the U direction, and which are each connected at the axially opposite end faces to an annular jacket 40 which surrounds the claw poles 38, 39 with radial spacing.
  • the stator winding 29 lies as an annular coil in the annular space delimited by the annular jacket 40 and by the claw poles 38, 39.
  • the two-pole permanent magnet rotor 30 consists of a hollow cylindrical permanent magnet 41 with a diametrical direction of magnetization, which is attached to the rotor shaft 26 by plastic injection molding. When the rotary slide valve 25 made of plastic is sprayed, the rotor shaft 26 and the hollow cylindrical permanent magnet 41 are also inserted into the injection mold, so that the plastic encapsulation of the rotor shaft 26 and magnet 41 takes place at the same time.
  • the described actuating device consists of three functional units, namely the actuator housing 13 to be connected to the intake manifold, the rotor 30 with rotor shaft 26 and rotary slide valve 25 and the drive housing 33 with stator 28 and stator winding 29.
  • the actuator housing 13 to be connected to the intake manifold, the rotor 30 with rotor shaft 26 and rotary slide valve 25 and the drive housing 33 with stator 28 and stator winding 29.
  • a spacer 42 inserted between the end face of the Actuator housing 13 formed receiving pin 21 and the facing end face of the fastening part 252 of the rotary valve 25, a spacer 42 inserted.
  • the axial thickness of this spacer 42 is dimensioned such that there is between the conical shell-like control part 251 of the rotary valve 25 ?
  • the permissible axial play of the rotor 30 in the radial bearings 34, 35 is determined by an adjusting disk 43 which lies between the end face of the receiving pin 31 formed on the drive housing 33 and the end face of the rotor 30.
  • the axial strength of the adjusting disk 43 determines the possible axial play of the rotor 30.
  • the rotary slide 25 After setting the operating point of the rotary slide 25 (defined opening cross-section in the positioning window 24 when the actuator is de-energized) by rotating the actuator housing 13 and drive housing 33 relative to one another, the latter becomes unsolvable, e.g. by laser welding, gluing, flanging, etc., connected to the fitting 20.
  • actuator housings 13 By separating the actuating unit into the three functional units described, differently designed actuator housings 13 can be attached to the unchanged actuator 27, which due to their different design meet the specific technical requirements in individual cases. Examples of such modified actuator housings are shown in Fig. 3 and 4 in longitudinal section.
  • the flow channel 14 In the actuator housing 13 'of FIG. 3, the flow channel 14 is deflected at a right angle, so that the inlet connector 18 and the outlet connector 19 are aligned at right angles to one another.
  • the receiving opening 22 'in the receiving pin 21 is formed as a through hole, and not as in Fig. 1 as a blind hole.
  • This actuator housing 13 ' can be easily connected to the other two functional units drive housing 33 with stator 28 and stator winding 29 and rotor 30 with rotary slide 25.
  • the spacer 42 ⁇ again the air gap between the control part 251 of the rotary valve 25 and the adjusting window 24 is set.
  • the actuator housing 13 "in Fig. 4 is suitable for a so-called. Integrated solution, in which the actuator housing 13" is used in a bypass line formed on the intake manifold. In comparison to the actuator housings 13 and 13 'in FIGS. 1 and 3, inlet and outlet connections 18, 19 and the connecting hoses to the intake connection are omitted.
  • the adjusting device seen in longitudinal section in FIG. 2 is slightly modified compared to the adjusting device described above for FIG. 1.
  • a modification consists in the fact that the rotor 30, again designed as a hollow cylindrical permanent magnet 41 with a diametrical direction of magnetization, is seated on a bearing sleeve 44 integral with the rotary valve 25, and the bearing sleeve 44 is supported on an axis 47 by means of two radial bearings 45, 46 arranged at an axial distance from one another. which in turn is pressed into the receiving opening 22 in the receiving pin 21 formed on the actuator housing 13.
  • the free end of the axis 47 dips into the receiving opening 22 of the receiving pin 31 formed on the drive housing 33.
  • the two radial bearings 45, 46 are held in grooves 48, 49 of the bearing sleeve 44.
  • the rotary slide valve 25 is in turn made of plastic, the bearing sleeve 44 being molded at the same time during the injection molding process, and the permanent magnet 41 being fastened to the bearing sleeve 44 by means of plastic injection molding.
  • the actuating device in FIG. 2 corresponds to the actuating device described in FIG. 1, so that the same components are provided with the same reference numerals.
  • the actuator housing 13, the rotary valve 25 and the drive housing 33 can also be made of aluminum instead of plastic.

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Abstract

Eine Stelleinrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnittes einer Strömungsleitung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, weist drei Baugruppen, nämlich ein Stellergehäuse (13) mit Strömungskanal (14) und Stellfenster (24), einen Rotor (30) mit Drehschieber (25) zum Steuern der Fensteröffnung und ein Antriebsgehäuse (33) mit Stator (28) und Statorwicklung (29) auf. Zum wählbaren Einstellen des Luftspaltes zwischen Drehschieber (25) und Stellfenster (24) ist der das Stellfenster (14) überdeckende Steuerabschnitt (251) des Drehschiebers (25) als Konusmantelsegment ausgebildet und unter einem spitzen Winkel zur Rotorachse geneigt. Das in einer Kegelmantelebene liegende Stellfenster (24) ist unter dem gleichen Neigungswinkel ausgerichtet. Mittels einer Distanzscheibe (42) zwischen Rotor (30) mit daran befestigtem Drehschieber (25) und Stellergehäuse (13) wird der gewünschte Luftspalt wahlfrei fest eingestellt.

Description

• -
Stelleinrichtung
Stand der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnittes einer Strömungslei-tun , insbesondere für Brennkraftmaschinen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Bei einer bekannten Stelleinrichtung dieser Art (DE 32 00 096 AI) besteht das zweiteilige Antriebsgehäuse aus einem Hohlzylinder, der auf dem Aufsetzstutzen aufgeschoben und befestigt ist, und einer den Hohlzylinder stirnseitig abschließenden Kappe, in welcher ein mit der Ankerwicklung verbundener Anschlußstecker ausgebildet ist. Der am Hohlzylinder gehaltene Stator weist zwei Permanentmagnetpole auf, während der Rotor in Axialnuten die Ankerwicklung trägt. Letztere besteht aus zwei um 90° gegeneinander versetzte und gegensinnig wirkende Wicklungsstränge, die über Schleifringe mit dem Anschlußstecker verbunden sind. Der Rotor sitzt zusammen mit dem Drehschieber drehfest auf einer Lagerhülse, die sich über zwei in Axialabstand voneinander angeordnete Radiallager auf einer Rotorachse abstützt, die ihrerseits in den beiden Aufnahmeöffnungen der am Stellergehäuse einerseits und an der Kappe des Antriebsgehäuses andererseits ausgebildeten Aufn hmezapfen gehalten ist. Der in die Stellkammer des Stellergehäuses hineinragende und dort mit dem Stellfenster zusammenwirkende im Querschnitt kreisbogenförmige Steuerteil des Drehschiebers ist koaxial zur Rotorachse ausgerichtet.
Die bekannte Stelleinrichtung setzt sich insgesamt aus drei getrennt gefertigten Baugruppen zusammen, die sich in einfacher Weise endmontieren lassen, nämlich aus dem Stellergehäuse mit Stellerkammer und Aufnahmezapfen, der Lagerhülse, auf welcher Rotor mit Rotorwicklung, Drehschieber und Schleifringe befestigt sind, und dem Antriebsgehäuse mit Stator, Anschlußstecker und Aufnahmezapfen. Allerdings muß bei der Herstellung und der Vormontage der drei Baugruppen auf Einhaltung enger Toleranzgrenzen geachtet werden, damit nach Zusammenbau der Stelleinrichtung genügend Spiel zwischen Drehschieber und Stellfenster vorhanden ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Möglichkeit besteht, in einfacher Weise den Luftspalt am Stellfenster wahlfrei einzustellen. Entscheidend für dessen Größe ist die Dicke der Distanzscheibe zwischen den Stirnseiten von Aufnahmezapfen am Stellergehäuse und Befestigungsteil des mit dem Rotor drehfest verbundenen Drehschiebers. Damit entfällt die Notwendigkeit von engen Toleranzgrenzen bei der Fertigung.
Damit wird gleichzeitig die Voraussetzung .geschaffen, die aus drei baulichen Funktionseinheiten bestehende Stelleinrichtung, nämlich aus dem Stellgehäuse, dem Rotor mit Drehschieber und dem Antriebsgehäuse mit Stator, in einer Art Baukastensystem miteinander zu kombinieren und z.B. modifizierte, den jeweiligen technischen Erfordernissen angepaßte Funktionseinheiten, wie Stellergehäuse mit gestrecktem, abgewinkelten oder um 180° umgelenkten Strömungskanal oder unterschiedlich ausgebildete Stellantriebe einzusetzen. Das erforderliche Spiel zwischen Drehschieber und Stellfenster wird jeweils durch entsprechende Auswahl der Dicke der Distanzscheibe sichergestellt.
Nach Einstellen des Axialspiels des Rotors mit einer entsprechend ausgewählten Einstellscheibe zwischen den Stirnseiten des Rotors einerseits und des am Antriebsgehäuse ausgebildeten koaxialen Aufnahmezapfen andererseits, wird das Antriebsgehäuse am Aufsetzstutzen unlösbar mit dem Stellergehäuse verbunden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Stelleinrichtung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor und der Befestigungsteil des Drehschiebers drehfest auf einer Rotorwelle gehalten, die in Radiallagern gehalten ist, die ihrerseits in den Aufnahmeöffnungen der am Steller- und Antriebsgehäuse ausgebildeten Aufnahmezapfen angeordnet sind.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor auf einer mit dem Befestigungsteil des Drehschiebers einstückigen Lagerhülse befestigt. Die Lagerhülse stützt sich dabei über zwei im Axialabstand angeordnete Radiallager auf einer Achse ab, die in den beiden Aufnahmeöffnungen der am Steller- und Antriebsgehäuse ausgebildeten Aufnahmezapfen gehalten ist; Bevorzugt wird dabei die Achse in die Aufnahmeöffnung des am Stellergehäuse ausgebildeten Aufnahmezapfens eingepreßt und ragt nach Montage des Antriebsgehäuses in die andere Aufnahmeöffnung des am Antriebsgehäuse ausgebildeten Aufnahmezapfens hinein. Der Drehschieber wird bevorzugt aus Kunststoff gefertigt, wobei beim Spritzvorgang die Ausbildung der Lagerbüchse und die Befestigung des Rotors durch Kunststoffumspritzung erfolgt.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 jeweils ein Längsschnitt einer Stelleinrichtung und 2 gemäß einem ersten' und zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 jeweils einen Längsschnitt eines modifizierten und 4 Stellergehäuses der Stelleinrichtung in Fig. 1 gemäß zweier Ausführungsbeispiele.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Stelleinrichtung dient zur Steuerung des Öffnungsquerschnittes einer Bypaßleitung 10 um eine schematisch dargestellte Drosselklappe 11 im Saugrohr 12 einer Brennkraftmaschine zwecks Leerlaufdrehzahlregelun . Die Stelleinrichtung weist ein Stellergehäuse 13 aus Kunststoff auf, in dem ein langgestreckter Strömungskanal 14 und eine Stellkammer lδ ausgebildet sind, die von dem Strömungskanal 14 durchdrungen wird. Der Strömungskanal 14 endet in einer Eintrittsöffnung 16 und einer Austrittsöffnung 17 in einem Eintrittsstutzen 18 bzw. Austrittsstutzen 19. -Der Anschluß des Strömungskanals 14 an dem Saugrόhr 12 der Brennkraftmaschine «erfolgt über Schlauchstücke, die auf Eintrittsstutzen 18 und Austrittsstutzen 19 aufgeschoben sind.
Am Stellergehäuse 13 steht rechtwinklig zur Gehäuseachse ein hohlzylindrischer Aufsetzstutzen 20 ab, der koaxial einen Aufnahmezapfen 21 mit koaxialer Aufnahmeöffnung 22 mit Radialabstand umgibt. Zwischen dem Aufnahmezapfen 21 und dem Aufsetzstutzen 20 ist im Bereich der Stellkammer 15 ein bogenförmiger Durchbruch 23 in der Wandung des Stellergehäuses 13 vorgesehen. In der Stellkammer 15 ist ein Stellfenster 24 zum Strömungskanal 14 hin ausgebildet, das in einer von einem Kegelmantelabschnitt gebildeten Ebene liegt, und damit im Längsschnitt gemäß Fig. 1 schräg zum Strömungskanal 14 verläuft. Die Stellfensterebene schließt mit der Achse des Aufnahmezapfens 21 einen spitzen Winkel ein. Die Fensteröffnung des Stellfensters 24 wird von einem Drehschieber 25 gesteuert, der mit einem konusmantelsegmentfδrmigen Steuerteil 251 durch den Durchbruch 23 hindurch in die Stellkammer 15 hineinragt und parallel zum Stellfenster 24 verläuft. Der Steuerteil 251 geht einstückig in einen ringförmigen Befestigungsteil 252 über, der drehfest auf einer Rotorwelle 26 eines Stellantriebs 27 sitzt. Der Steuerteil 251 ist dabei so ausgerichtet, daß er mit der Achse der Rotorwelle 26 den gleichen spitzen Winkel einschließt, wie das Stellfenster 24 mit der Achse des Aufnahmezapfens 21.
Der Stellantrieb 27 zum Drehen des Drehschiebers 25 besteht aus einem Stator 28 mit Statorwicklung 29 und einem Permanentmagnetrotor 30, der drehfest auf der Rotorwelle 26 sitzt. Der Stator 28 wird an einem becherförmigen Antriebsgehäuse 31 gehalten, das mit seiner offenen Stirnseite über den Aufsetzstutzen 20 geschoben und dort befestigt ist. Koaxial zur Gehäuseachse steht am Boden des Antriebsgehäuses 33 ein koaxialer Aufnahmezapfen 31 mit koaxialer Aufnahmeöffnung 32 vor. In den Aufnahmeöffnungen 22 und 32 der beiden einerseits am Stellergehäuse 13 und andererseits am Antriebsgehäuse 33 ausgebildeten Aufnahmezapfen 21,31 ist jeweils ein Radiallager 34 bzw. 35 angeordnet, in dem die Rotorwelle 26 gehalten ist. Außen am Boden des Antriebsgehäuses 33 ist ein Anschlußstecker 36 einstückig angeformt, dessen beide Steckkontakte 37 mit den Enden der Statorwicklung 29 verbunden sind. Das Antriebsgehäuse 33 ist aus Kunststoff gefertigt, wobei der Anschlußstecker 36 und der Aufnahmezapfen 31 einstückig angeformt sind.
Der Stator 28 weist zwei um 180° in U fangsrichtung gegeneinander versetzte Klauenpole 38,39 auf, die an axial gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mit einem die Klauenpole 38,39 mit Radialabstand umgebenden Ringmantel 40 verbunden sind. Die Statorwicklung 29 liegt als Ringspule in dem von dem Ringmantel 40 und von den Klauenpolen 38,39 begrenzten Ringraum ein. Der zweipolige Permanentmagnetrotor 30 besteht aus einem hohlzylindrischen Permanentmagneten 41 mit diametraler Magnetisierungsrichtung, der durch Kunststoffumspritzung auf der Rotorwelle 26 befestigt ist. Beim Abspritzen des aus Kunststoff gefertigten Drehschiebers 25 wird die Rotorwelle 26 sowie der hohlzylindrische Permanentmagnet 41 in die Spritzform mit eingelegt, so daß gleichzeitig die Kunststoffumspritzung von Rotorwelle 26 und Magnet 41 erfolgt.
Die beschriebene Stelleinrichtung besteht aus drei Funktionseinheiten, nämlich dem mit dem Ansaugstutzen zu verbindenden Stellergehäuse 13, dem Rotor 30 mit Rotorwelle 26 und Drehschieber 25 und dem Antriebsgehäuse 33 mit Stator 28 und Statorwicklung 29. Bei der Endmontage der drei Komponenten wird zwischen der Stirnseite des am Stellergehäuse 13 ausgebildeten Aufnahmezapfens 21 und der diesem zugekehrten Stirnseite des Befestigungsteils 252 des Drehschiebers 25 eine Distanzscheibe 42 eingelegt. Die axiale Stärke dieser Distanzscheibe 42 ist so bemessen, daß sich zwischen dem konusmantelsegmentartigen Steuerteil 251 des Drehschiebers 25 ?
und dem in einer Kegelmantelebene liegenden Stellfenster 24 ein gewünschter Luftspalt einstellt, der einerseits ein ausreichendes Spiel für die Drehbewegung des Drehschiebers 25 und andererseits eine ausreichende Abdeckung des Stellfensters 24 durch den Drehschieber 25 sicherstellt. Das zulässige Axialspiel des Rotors 30 in den Radiallagern 34,35 wird durch eine Einstellscheibe 43 bestimmt, die zwischen der Stirnseite des am Antriebsgehäuse 33 ausgebildeten Aufnahmezapfens 31 und der Stirnseite des Rotors 30 liegt. Die axiale Stärke der Einstellscheibe 43 bestimmt das mögliche Axialspiel des Rotors 30. Nach Einstellen des Arbeitspunktes des Drehschiebers 25 (definierter Öffnungsquerschnitt im Stellfenster 24 bei stromlosem Stellantrieb) durch Verdrehen von Stellergehäuse 13 und Antriebsgehäuse 33 zueinander, wird letzteres unlösbar, z.B. durch Laserschweißen, Kleben, Bördeln etc., mit dem Aufsetzstutzen 20 verbunden. Der Durchbruch 23 im Stellergehäuse 13, durch welchen der Steuerteil 251 des Drehschiebers 25 hindurchragt, bildet gleichzeitig einen Anschlag zur Begrenzung des Drehwinkels des Drehschiebers 25.
Durch die Auftrennung der Stelleinheit in die drei beschriebenen Funktionseinheiten können an dem unveränderten Stellantrieb 27 verschiedenartig ausgebildete Stellergehäuse 13 angesetzt werden, die durch ihre andersartige Ausbildung den spezifischen technischen Forderungen im Einzelfall genügen. Beispiele für solche modifizierte Stellergehäuse sind in Fig. 3 und 4 im Längsschnitt dargestellt. Im Stellergehäuse 13' der Fig. 3 ist der Strömungskanal 14 rechtwinklig umgelenkt, so daß Eintrittsstutzen 18 und Austrittsstutzen 19 rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Die Aufnah eöffnung 22' im Aufnahmezapfen 21 ist als Durchgangsbohrung, und nicht wie in Fig. 1 als Sacklochbohrung, ausgebildet. Dieses Stellergehäuse 13' kann problemlos mit den beiden anderen Funktionseinheiten Antriebsgehäuse 33 mit Stator 28 und Statorwickluήg 29 und Rotor 30 mit Drehschieber 25 verbunden werden. Durch eine geeignete Wahl der Distanzscheibe 42 wird ϊ wiederum der Luftspalt zwischen dem Steuerteil 251 des Drehschiebers 25 und dem Stellfenster 24 eingestellt.
Das Stellergehäuse 13" in Fig. 4 eignet sich für eine sog. integrierte Lösung, bei welchem das Stellergehäuse 13" in einer am Ansaugstutzen ausgebildeten Bypaßleitung eingesetzt wird. Im Vergleich zu den Stellergehäusen 13 und 13' in Fig. 1 und 3 entfallen Eintritts- und Austrittsstutzen 18,19 sowie die Anschlußschläuche zum Ansaugstutzen.
Weitere Modifizierungen des Stellergehäuses 13, als Flanschausführung mit um 180° umgelenkten Strömungskanal zum Anschrauben an den Ansaugstutzen 12, sind ebenso möglich wie eine andersartige Ausbildung von Stator und Rotor des Stellantriebs. .
Die in Fig. 2 im Längsschnitt zu sehende Stelleinrichtung ist gegenüber der vorstehend zu Fig. 1 beschriebenen Stelleinrichtung leicht modifiziert. Ein Abänderung besteht darin, daß der wiederum als hohlzylindrische Permanentmagnet 41 mit diametraler Magnetisierungsrichtung ausgebildete Rotor 30 auf einer mit dem Drehschieber 25 einstückigen Lagerhülse 44 sitzt, und die Lagerhülse 44 über zwei im Axialabstand voneinander angeordnete Radiallager 45,46 sich auf einer Achse 47 abstützt, die ihrerseits in die Aufnahmeöffnung 22 in dem am Stellergehäuse 13 ausgebildeten Aufnahmezapfen 21 eingepreßt ist. Bei endmontierter Stelleinrichtung taucht die Achse 47 mit ihrem freien Ende in die Aufnahmeöffnung 22 des am Antriebsgehäuse 33 ausgebildeten Aufnahmezapfens 31 ein. Die beiden Radiallager 45,46 sind in Nuten 48,49 der Lagerhülse 44 gehalten. Der Drehschieber 25 ist wiederum aus Kunststoff gefertigt, wobei beim Spritzvorgang zugleich die Lagerhülse 44 mit angeformt und der Permanentmagnet 41 durch Kunststoffumspritzung an der Lagerhülse 44 befestigt wird. .
Im übrigen stimmt die Stelleinrichtung der Fig. 2 mit der zu Fig. 1 beschriebenen Stelleinrichtung überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das Stellergehäuse 13, der Drehschieber 25 und das Antriebsgehäuse 33 anstelle von Kunststoff auch aus Aluminium gefertigt werden.

Claims

AÖ
Ansprüche
Stelleinrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts einer Strömungsleitung, insbesondere für
Brennkraftmaschinen, mit einem Stellergehäuse, das einen Strömungskanal mit einer Ein- und einer Austrittsöffnung zum Anschließen an die Strömungsleitung, eine vom Strömungskanal durchsetzte Stellkammer mit einem zum Strömungskanal hin ausgebildeten Stellfenster, einen vo Stellergehäuse rechtwinklig wegstehenden hohlzylindrischen Aufsetzstutzen und einen zum Aufsetzstutzen koaxialen Aufnahmezapfen mit stirnseitiger koaxialer Aufnahmeöffnung aufweist, mit einem Drehschieber zum Steuern der Fensteröffnung, der einen von einem Befestigungsteil abgewinkelten, in die Steuerkammer hineinragenden Steuerteil trägt, und mit einem axial fluchtend an dem Aufsetzstutzen angeordneten Stellantrieb, der ein auf den Aufsetzstutzen auf eschobenes, becherförmiges Antriebsgehäuse mit einem am Gehäύseboden zur Gehäuseachse koaxial angeordneten, eine koaxiale Aufnahmeöffnung tragenden Aufnahmezapfen, M
einen am Statorgehäuse gehaltenen Stator, einen mit dem Befestigungsteil des Drehschiebers drehfest verbundenen, in den Aufnahmeöffnungen der Aufnahmezapfen am Steller¬ und am Antriebsgehäuse gehaltenen Rotor und eine Ankerwicklung mit Stromanschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (251) des Drehschiebers (25) als unter einem spitzen Winkel zur Rotorachse geneigtes Konusmantelsegment ausgebildet ist und daß das in einer Kegelmantelebene liegende Stellfenster (24) unter dem gleichen Neigungswinkel zur Achse der Aufnahmeöffnung (22) in dem am Stellergehäuse (13) ausgebildeten Aufnahmezapfen (21) ausgerichtet ist und daß zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten von Befestigungsteil (252) des Drehschiebers (25) und Aufnahmezapfen (21) am Stellergehäuse (13) eine Distanzscheibe (42) angeordnet ist, dessen axiale Stärke entsprechend dem gewünschten Luftspalt zwischen Steuerteil (251) des Drehschiebers (25) und Stellfenster (24) bemessen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten von Rotor (30) und Aufnahmezapfen (31) am Gehäuseboden des Antriebsgehäuses (33) eine Einstellscheibe (43) angeordnet ist, deren axiale Stärke entsprechend dem gewünschten Axialspiel des Rotors (30) bemessen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsetzstutzen (20) und der Aufnahmezapfen (21) an der gleichen Wandfläche des Stellergehäuses (13) konzentrisch zueinander ausgebildet sind und daß in der Wandfläche des Stellergehäuses (13) zwischen Aufsetzstutzen (20) und Aufnahmezapfen (21) ein bogenförmiger Durchbruch (23) für den Steuerteil (251) des Drehschiebers (25) vorgesehen ist. 4L
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30) und der Befestigungsteil (252) des Drehschiebers (25) drehfest mit einer Rotorwelle (26) verbunden sind, die sich an ihren Enden über Radiallager (34,35) in den Aufnahmeöffnungen (22,32), der am Steller- und Antriebsgehäuse (13,33) ausgebildeten Aufnahmezapfen
(21.31) abstützt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30) auf einer mit dem Befestigungsteil (252) des Drehschiebers (25) einstückigen Lagerhülse (44) drehfest sitzt, die sich über zwei im Axialabstand angeordnete Radiallager (45,46) auf einer endseitig in den beiden Aufnahmeöffnungen
(22.32) der am Steller- und Antriebsgehäuse (13,33) ausgebildeten Aufnahmezapfen (21,31) gehaltenen Achse (47) abstützt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (47) in der Aufnahmeöffnung (22) des am Stellergehäuse (13) ausgebildeten Aufnahmezapfens (21) eingepreßt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (25) aus Kunststoff gefertigt ist und daß die Ausbildung der Lagerhülse (44) und die Befestigung des Rotors (30) durch
Kunststoffumspritzung beim Spritzvorgang des Drehschiebers (25) erfolgt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-- 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30) als zweipoliger Permanentmagnetrotor-ausgebildet ist, daß der Stator (28) zwei um'180° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Klauenpole (38,38) aufweist, die an axial Λ
gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mit einem die Klauenpole (38,39) mit Radialabstand umgebenden Ringmantel (40) verbunden sind, und daß die Ankerwicklung (29) im Stator (28) als Ringspule in dem von Ringmantel (40) und Klauenpolen (38,39) begrenzten Ringraum einliegt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellergehäuse (13), der Drehschieber (25) und das Antriebsgehäuse (33) aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt sind.
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