Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Drehsteller nach der Gattung des Anspruchs 1. Aus der JP-GM-GM 60-88044 ist bereits ein solcher Dreh¬ steller mit einem magnetischen Rückstellelement bekannt, das bei Ausfall der Stromversorgung des Stellmotors den Anker des Dreh¬ stellers in eine definierte Ruhelage überführt. Das bekannte Rück¬ stellelement besteht neben den gehäusefesten Permanentmagneten aus zwei weiteren, mit dem Anker verbundenen Permanentmagneten. Dies führt infolge des kleinen Drehmomentgradienten in der Ruhelage zu einer relativ geringen Rückstellkraft. Andererseits ist das dem Regeldrehmoment entgegenwirkende Maximaldrehmoment des Rückstell¬ elements unerwünscht groß.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Drehsteller mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Rückstell¬ element bei einem wesentlich vereinfachten Aufbau eine günstigere Drehmomentenkennlinie aufweist.

Durch die in den Ansprüchen 2ff aufgeführten Maßnahmen sind vorteil¬ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angege¬ benen Drehstellers möglich. Besonders vorteilhaft ist die asymmetri¬ sche Querschnittsform des Rückstellelements, die eine weitere Redu¬ zierung des Drehmomentenmaximums zumindest in einer Drehrichtung bei gleichzeitiger Vergrößerung des Rückstellwinkels bewirkt, aus dem sich das Element wieder in seine gewünschte Raststellung zurück¬ dreht. Durch die Verwendung der Permanentmagnete des Antriebs auch für die Rückstelleinrichtung werden Teile eingespart. Die scheiben¬ förmige Bauform reduziert die axiale Baulänge der Rückstelleinrich¬ tung. Durch die geringe radiale Breite der Arme des Rückstellele¬ ments wird ein steil durchlaufener Nulldurchgang in der Drehmo¬ ment-Drehwinkel-Kennlinie und damit und ein genaueres Einhalten des Rastpunktes erreicht, in den- sich das Element in stromlosem Zustand des Stellmotors zurückdreht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehsteller, Figur 2 zeigt ein Rückstellelement in Draufsicht.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Drehsteller 1 hat einen Stellmotor 2, dessen Rotor auf ein Dros¬ selorgan 3 wirkt, das in einer Bypassleitung 4 zu einem Ansaugrohr 5 mit Drosselklappe für die Regelung der Leerlauf-Verbrennungsluf einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Drosselorgan 3 ist als Drehschieber ausgebildet, das eine Steueröffnung 6 in der Bypass¬ leitung 4 mehr oder weniger verschließt. Die Steueröffnung 6 ist in einem Gehäuse 12 angeordnet, in dem auch das Drosselorgan 3 aufge¬ nommen ist. Der Stellmotor 2 besteht aus einem zentralen Stator 7 mit Feldwicklungen 8 und einem den Rotor bildenden becherförmigen ^" Anker 9, der zwei an seiner zylindermantelförmigen Wand angeordnete Permanentmagnetsegmente 10 aufweist.

Diese Permanentmagnetsegmente 10 sind schalenför ig und bedecken einen Winkelbereich von je etwa 135°. Der Anker 9 besitzt eine glatte Welle 11, die in zwei in dem Gehäuse 12 gehaltenen Lagern 13, 14 reibungsarm gelagert ist. An der Welle 11 ist das die Bypass¬ leitung 4 steuernde Drosselorgan 3 befestigt.

Der Stator 7 ist an einer Gehäusekappe 16 montiert, die den Rotor 9 und den Stator 7 überragt und mit dem Gehäuse 12 verbunden ist. Er trägt auf seiner Achse 17 ein Rückstellelement 18 aus ferromagne- tischem Werkstoff. Das Rückstellelement 18 ist somit wie der Stator 7 undrehbar. Es ist als dünne Scheibe ausgebildet und befindet sich im Wirkungsbereich der Permanentmagnetsegmente 10 des Ankers 9 der¬ art, daß es sich radial bis nahe an die Permanentmagnete erstreckt, ohne diese zu berühren. Die Permanentmagnetsegmente 10 überragen das Rückstellelement 18 in axialer Erstreckung.

Das Rückstellelement 18 besteht (siehe Figur 2) aus einem auf die Achse 17 aufgesteckten Mittelteil 19 mit zentraler Bohrung 20, das zwei gegenüberliegende, speichenförmig sich ersteckende radiale Fortsätze 21 trägt. An den äußeren Enden der Fortsätze 21 sind rad¬ kranzförmig jeweils zwei seitlich weggerichtete Arme 22, 23, 24, 25 angebracht, die sich etwa entlang einer den Umfang des Rückstellele¬ ments 18 bildenden Kreislinie erstrecken. Einer der Arme 25 ist in Umfangsrichtung um einen Ansatz 26 länger als die anderen. Jeweils zwei Arme 22 und 23 bzw. 24 und 25 bilden zusammen einen magnetisierbaren Pol des Rückstellelements 18. Die beiden Arme 22 und 23 bedecken zusammen einen Winkel von etwa 135° entsprechend dem Winkelbereich der Permanentmagnetsegmente 10. Die beiden Arme 24 und 25 bedecken einen um die Winkelerstreckung des Ansatzes 26 von ca. 20° bis 30° größeren Winkelbereich als 135°. Die Arme 22 bis 25 sind ohne den Ansatz 26 punktsymmetrisch zur Bohrung 20 angeordnet. Durch den verlängerten Arm 25 wird das Rückstellelement 18 unsymmetrisch,

so daß weder Punkt noch Achsensymmetrie vorliegt. Dies kann auch durch eine Verkürzung des einen Armes 25 erreicht werden. Die freien Enden der Arme 22 bis 25 berühren sich in keinem Fall. Die radiale Breite der Arme 22 bis 26 ist gering; sie ist im Ausführungsbeispiel wesentlich kleiner als die Materialstärke der Scheibe 18 in Richtung der Achse 17. In Verlängerung der Fortsätze 21 hat das Rückstellele¬ ment 18 Abflachungen 27, so daß dort der Abstand zu den Permanent¬ magnetsegmenten 10 größer ist, als bei den Armen 22 bis 25. Dadurch wird der magnetische Leitwert des Rückstellelements 18 in diesem

Bereich verringert, womit ein vorzeitiges Weiterspringen des o Elements in die nächste, um circa 90 verdrehte Raststellung, ver¬ mieden wird. Zur Befestigung des Rückstellelements 18 bei massiver Ausführung hat einer der Fortsätze 21 ein vom Umfang bis zur Bohrung 20 durchgehendes Gewindeloch 29, in das eine Wurmschraube eindrehbar ist. Das Rückstellelement kann aber auch aus einzelnen Blechen geschichtet und auf die Welle aufgepreßt werden.

Das Rückstellelement 18 hat die Aufgabe, den Rotor und damit das Drosselorgan 3 in stromlosem Zustand des Stellmotors 2 in eine definierte Lage zu überführen und dort zu halten, um mittels des Drosselorgans in der Bypassleitung 4 die Öffnung eines Notlaufquer¬ schnittes zu gewährleisten, über den ausreichend Luft für den sicheren Weiterlauf der Brennkraftmaschine strömen kann. Dazu muß in jeder Betriebslage des Drosselorgans 3 ein ausreichendes Rückstell- drehmoment zur Verfügung stehen und der Ruhepunkt des Ankers, also der in Figur 2 gezeigte magnetische Rastpunkt der Rückstellein¬ richtung mit großer Genauigkeit eingehalten werden. Im Rastpunkt er¬ strecken sich die Arme 22 bis 24 etwa über die gleiche Länge der Permanentmagnetsegmente 10, während der Arm 26 in die in Umfangs- richtung gebildete Lücke zwischen den Permanentmagnetsegmenten ragt. Das Maximum des Rückstelldrehmoments darf das Regeldrehmoment des Stellmotors nicht überschreiten. Diese Anforderungen erfüllt die er¬ findungsgemäße Rückstelleinrichtung. Der Drehmomentenverlauf über dem Drehwinkel ist gegenüber einem herkömmlichen Drehsteller im ^"

Maximum flacher und trotzdem im Rastpunkt steil, so daß der Rast¬ ppuunnkktt aauuff eeiinneenn eennggeenn WWiinnkkeellbbeerreeiicchh vvoonn .2 bis 4 begrenzt bleibt (Reibungs- und Hystereseeinfluß) .

Durch die unsymmetrische Ausbildung des Rückstellelements wird der Rückstellbereich gegenüber einer symmetrischen Anordnung so ver¬ größert, daß beim Einsatz des Rückstellelements in einem Drehsteller auch Vorsorge gegen ein Überspringen in die nächste Raststellung ge¬ troffen ist. Bei symmetrischer Form des Rückstellelements würden sich nämlich zwei gegenüberliegende stärkere und zwei demgegenüber um 90° versetzte schwächere bzw. instabile Rastpunkte ergeben. Bei dem erfindungsgemäßen Rückstellelement ist der Rückstellwinkel zu¬ mindest in der Richtung, in der der vorwiegende Regelbereich des Stellmotors liegt, von ca. 40° auf ca. 65° vergrößert.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführunggsbeispiele. So ist es für die Funktion des Ruckstellements ausreichend, wenn nur eines der Permanentmagnetsegmete so verlängert ist und auf ein bei¬ spielsweise nur zweiarmiges Rückstellement wirkt. Statt als zwei¬ poliges System mit zwei ungleichpoligen Permanentmagneten 10 kann die magnetische Rückstellung auch als vierpoliges System ausgebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel liegen die Rastpunkte auf der Permanentmagnetmitte. Stattdessen können auch auf der Magnetlücke gelegene, also um 90° verdrehte Rastpunkte als Betriebsrastpunkte ausgebildet sein. Dazu wären die Arme 22 bis 25 dicker auszubilden und die Abflachungen 27 an den Enden der Fortsätze 21 als ausge¬ prägte Ausschnitte auszubilden.