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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATOR WITH LIMITED TRAVEL AND EMERGENCY UNCOUPLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/063183
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an actuator with an actuator drive motor (1), driving an actuator gear on the output side thereof, which has an actuating body (3) on the input side and an actuating body (5) on the output side. The output side actuating body (5) co-operates with an actuating element (11), by means of which the operating behaviour of an engine or working machine may be influenced. A drive component (8) is provided for the input- or the output-side actuating body (3, 5), with a region (25) without any force transfer and on which a spring element (21) may run in a recess (19).

Inventors:
NEUBAUER ACHIM (DE)
ASCHOFF JOERG (DE)
DILGER WERNER (DE)
PIERENKEMPER ROLF (DE)
BOLZ MARTIN-PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/004759
Publication Date:
August 15, 2002
Filing Date:
December 14, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
NEUBAUER ACHIM (DE)
ASCHOFF JOERG (DE)
DILGER WERNER (DE)
PIERENKEMPER ROLF (DE)
BOLZ MARTIN-PETER (DE)
International Classes:
F16H19/00; F16H1/16; (IPC1-7): F16H19/00
Foreign References:
US4258580A1981-03-31
EP1044832A22000-10-18
US4767955A1988-08-30
NL8104770A1982-08-02
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Stellantrieb mit einem Stellmotor (1), der abtriebseitig ein Stellgetriebe (3,5) antreibt, welches ein antriebseitiges Stellglied (3) und ein abtriebseitiges Stellglied (5) umfaßt und das abtriebseitige Stellglied (5) mit einem Stellelement (11) zusammenarbeitet, über welches Kraft oder Arbeitsmaschinen in ihrem Betriebsverhalten beeinflu#bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem antriebsoder dem abtriebsseitigen Stellglied (3, 5) eine Abtriebskomponente (8) zugeordnet ist, die einen kraftübetragungsfreien Bereich (25) umfaßt, und an der ein Federelement (21 in einer Ausnehmung' (19) be wegbar aufgenommen ist.
3. Stellantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebskomponente (8) koaxial und starr zum abtriebseitigen Stellglied (5) gelagert ist.
4. Stellantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebskomponente (8) als Ritzel mit Außenverzahnung (9) ausgebildet ist.
5. Stellantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelernent (21) als Schlingfeder ausgebildet ist.
6. Stellantrieb gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (19) in der Abtriebskomponente (8) oder dem abtriebseitigen Stellglied (5) als Nut ausgebildet ist.
7. Stellantrieb gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag der Nut (19) mit der Rotationsachse (3) von Abtriebskomponente (8) oder abtriebseitigen Stellglied (5) zusammenfällt.
8. Stellantrieb gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (21) an seinem stationären Anlenkpunkt (24) in einem Abstand zur Rotationsachse (6) der Abtriebskomponente (8) oder des abtriebseitigen Stellglieds (5) aufgenommen ist.
9. Stellantrieb gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß während der Drehung der Abtriebskomponente (8) das Federelement (21) seine Maxinzalauslenkunr bei etwa einer Halbumdrehung von Abtriebskomponente (8) oder abtriebseitigem Stellglied (5) einnimmt.
10. Stellantrieb gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Skomausfall am Stellmotor (1) vor Erreichen der Halbumdrehung der Abtriebskomponente (8), das Stellelement (11) durch Last und Kraft : des Federelementcs (21) in Richtung seiner er sten Extremstellung (42) verstellt)wird.
11. Stellantrieb gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da# bei Stromausfall am Stellmotor (1) nach Vollendung der Halbumdrehung der Abtriebskomponente (8) die Abtriebskomponente (8) in Drehrichtung (18) überdreht wird so daß Stellelement (11) und Abtriebskornponente (8) in einem Bereich (25) außer Eingriff sind.
12. Stellantrieb gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement 11 mit einer Auflaufschräge versehen ist, welche bei Anlage am Federelement (21) eine Ver stellbarkeit des Stellelementes (11) ermöglicht.
13. Stellantrieb mit einem Stellmotor (1), der abtriebseitig ein Stellgetriebe (3,5) antreibt, welches ein artriebseitiges Stellglied (3) und ein abtriebseitiges Stellglied (55)Lunfaßt und das abtriebseitige Stellglied (5) mit einem Stellelement (11) zusammenarbeitet, über welches Kraftoder Arbeitsmaschinen in ihrem Betriebsverhalten beeinflußbar sind, dadurch gekennzeichnet, da# einem Federelement 953) in einem elektromagneti schen Ventil (50) eine Spule (52) zugeordnet ist und der als Spulenkern fi. gierende Eisenkern (51) die Stellglieder (3, 5) bzw. Abtriebskomponente (8) und Stellelement (11) bei Stromausfall an der Spule (52) außer Eingriff bringt.
Description:
SteUantneb mit begrenzter Stellstrecke und Not-Entkopplung Technisches Gebiet Bei heute eingesetzten Stellantrieben zum Betätigen von Kupplungen oder Getrieben wer- den üblicherweise Elektromotoren eingesetzt. Auf deren Ankerwelle ist zum Beispiel eine Schnecke angeformt. Diese Schnecke arbeitet mit einem Schneckenrad und gegebenenfalls weiteren vorgesehenen Getriebestufen zusammen. Schneckentriebe sind in der Regel so ausgelegt, daß eine Selbsthemmung vorliegt ; d. h. eine einmal eingenommene Stellposition zwischen Schnecke und Schneckenrad kann nur mit erheblichem Kraftaufwand verändert bzw. wieder aufgehoben werden. Damit ist bei Stromausfall am den Schneckentrieb antrei- benden Stellantrieb eine notwendig gewordene vorzunehmende Verstellung nur mit er- höhtem Aufwand zu realisieren.

Stand der Technik In Fahrzeugen, die mit Verbrennungskrafbnaschinen angetrieben werden, seien-es Nutz- falu-zeuge oder Personenwagen, können Abgasturbolader eingesetzt werden, um während des Ansaugtaktes der Verbreimungskraftmaschine eine bessere Gasfüllung der einzelnen Zylinder der Verbremiungskrafhnaschine, sei es eine direlcteinspritzende Verbrelmungs- lcraftmaschine-sei es eine gemischverdichtende, fremdgezündete Verbrennungskrafnna- schine, zu erreichen. Werden Abgasturbolader über einen Elektromotor, einen Schnecken- trieb aus Schnecke und Schneckenrad bestehend, verstellt und/oder mit einer Zahnstangen- Ritzelanordnung versehen, läßt sich am Abtrieb neben einer Linear-auch eine Rotations- bewegung erzeugen, über welche die Leitschaufelringe eines Abgasturboladers verstellt und dessen Betriebsverhalten und Wirksamkeit beeinflußt werden kann. Ein Stromausfall am Stellantrieb stellt ein erhebliches Problem dar, da auch bei Stromausfall eine Verste- lung am Abgasturbolader, um ein Beispiel zu nennen, gewährleistet sein muß. So muß sich ein mittels eines elektrischen Stellantriebes betätigbarer Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie bei geschlossener Leitschauielstellung, der in diesem Zustand das Pas- sieren eines Abgasstromes verhindert, bei Stromausfall am ihm zugeordneten Stellantrieb rasch wieder öffnen lassen können. Ein rasches ohren des Leitschauielringes ist gefordert,

wenn an der Verbrennungskraftmaschine, in deren Abgassystem der Abgasturbolader auf- geben wird. In diesem Zustand könnte der Ab- gasstrom, der sich bei der Strömung durch die Abgasturbine entspannt, bei geschlossenem Leitschaufelring jedoch an einer Passage der Strömungsmaschine am Abgasturbolader ge- hindert ist, erheblichen Schaden stiften.

Mit den heute eingesetzten Stellantrieben ist die Reaktion auf einen Stromausfall an einem Stellantrieb, der eine Tendenz zur Selbsthemmung aufweist, äußerst schwierig vorzuneh- merl.

Darstellung der Erfindung Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erlaubt in einem Stellbereich des Stellantrie- bes keine Kraftübertragung auf das Stellglied. Es ist ein ohne Strom funktionierendes Stellglied vorhanden, welches bei Stromausfall eine Rest-Verstellbarkeit gewahrleistet.

Dies kann durch Modifikationen an bisher eingesetzten Stellantrieben erzielt werden ; mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann bei Stromausfall der Zustand offen" am zu betätigenden Stellglied schnell herbeigeführt werden, da nur kurze Drehwege auszu- führen sind. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung läßt sich einem Antrieb eine Feder parallel schalten, die den Antrieb des Stellgliedes unterstützt ; so kann zum Bei- spiel zusammen mit dem Elektromotor der Leitschaufelring eines Turboladers beim Brem- sen geschlossen gehalten werden.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Entkopplung von Stellelementen von Stellgliedern gestattet eine Weitcrverwendung von Gleichteilen bei Antriebskomponenten, da an be- kanten, bisher eingesetzten Antriebsmotoren nur geringfügige Modifikationen vorzuneh- men sind, was eine Einsparung von Umrüstkosten als Vorteil nach sich zieht.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gestattet eine Entkopplung von Stellgliedern über den gesamten Drehweg eines Stellgliedes. Damit ist der Rückstelleffekt durch das parallel zum Stellantrieb vorgesehene Fcderelement, bezogen auf eine volle Umdrehung 'des beaufschlagten Stellgliedes, sowohl vor der Zugrichtungsumkehr als auch nach der Zugrichtungsumkehr des Federelementes wahrend der Rotation des Stellgliedes gewährlei- stet. Dies-wird dadurch erreicht, daß das Federelement über einen, in einer Nut des StelI- gliedes geführten Stift bewegbar gehalten ist und mit ihrem anderen Ende an einem fixen, jedoch drehbaren Punkt gelagert ist. Bei Normalbetrieb, bei welchem ein über das Stell- glied beaufschlagtes Stellelement zwischen zwei Extrempositionen hin- und herbewegt. wird, ist die Feder stets gespannt. Bei der Umdrehung des Stellgliedes verstellt sich der im

Stellglied verfahrbar geführte Anlenkpunkt des Federelementes, so daß nach einer halben Umdrehung des Stellgliedes eine maximale Spannung im Federelement vorliegt. Fällt in dieser Rotationslage der Strom am Antriebsmotor aus, kann die im Federelement gespei- cherte Energie des Federelementes das Stellglied in eine Position bewegen, in der es außer Eingriff mit dem Stellelement ist, beispielsweise über eine Unterbrechung in seiner Au- #enverzahnung.

Fällt der Strom am Stellantrieb vor der Kraftumkehr des Federelementes aus, lä#t sich das Stellelement durch das Federelement und die Last automatisch in die"onen"-Position be- wegen. In diesem Falle ist ein Überdrehen des Stellgliedes in die Zone ohne Kraftübertra- gung nicht erforderlich.

In einer weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens läßt sich anstelle abgestimmter Federelemente auch eine elektromagnetische Kopplung bzw. Entkopplung realisieren.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt : Figur l den schematischen Aufbau eines konventionellen Stellantriebes mit Schnek- kengetriebe, Zahnstangen und Ritzel, Figuren 2.1 Bis 2. 4 eine schematische Darstellung des Entkopphmgsprinzipes einer Ritzel- /Zahnstangenanordnung, wobei das Ritzel koaxial zu einem Schneckenrad auf- genommen ist, Figur 3 eine Darstellung der Überlagerung der Kraftverläufe von Federelement, fiktiver Last und resultierender Last-fur den Stellantrieb und Figur 4 den prinzipiellen Aufbau eines elektromagnetischen Federsystems zur Not- Entkopplung im bestromten und im stromlosen Zustand.

Ausführungsvarianten Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht der schematische Aufbau eines konventionellen Stellantriebes mit Schneckengetriebe, Zahnstange und Ritzel näher hervor.

In dieser Darstellung eines heute typischen Stellantriebes mit Stellmotor 1 und Schnecken- getriebe 3,5 und einem Stellelement 11 in Form einer Zahnstange treibt der Stellmotor 1 das Schneckengetriebe 3, 5 an. Die Ankerwelle 2 des Stellmotors l, die mit dessen Sym- metrielinie 4 zusammenfallt, ist mit einem Schneckengewinde versehen, welches mit einer Außenverzalnung 10 am Sclneckenrad 5 zusammenarbeitet. Die Rotationsacllse 6 des Schneckenrades 5 verläuft senkrecht zur Zeichenebene ; d. h. das Schneckenrad 5 und die Schnecke 3 sind im rechten Winkel in bezug aufeinander orientiert. Koaxial und starr zum Schneckenrad 5 ist eine Abtriebskomponente 8 in Gestalt eines außenverzabnten Ritzels vorgesehen. Je nach Drehrichtung des. Stellmotors l kann über die eingestellte Drehrich- tung eine Bewegung des Schneckenrades 5 in eine der Richtungen eingeleitet werden, die mit dem Doppelpfeil 7 gekennzeichnet ist. Die Abtriebskomponente 8 arbeitet mit ihrer Außenverzahnung 9 mit einer Zahnstange 11 zusammen, die in der Darstellung gemäß Fi- gur 1 als Stellelement dient. Die Zahnstange 11 ist an ihrer der Abtriebskomponente 8 zu- weisenden Seite mit einer Verzahnung 12 versehen. Die als Stellement 11 füngierende Zahnstange ist an ihrem oberen Ende 13 drehbar ail einem L-förmigen Hebel 14 aufge- nommen. Der Hebel seinerseits ist um eine Schwenkachse 15 bewegbar, die Schwenkbe- wegung ist durch den Doppelpfeil, der mit Bezugszeichen 16 versehen ist, angedeutet.

Mit der in Figur I schematisch wiedergegebenen Anordnung läßt sich eine Linearbewe- ; ung entsprechend der vertikalen Auf-und Abbewegung der als Stellelement füngierenden Zahnstange 11 gemäß des Doppelpfeils 16 erzeugen. Anstelle einer Linearbewegung kann mittels eines Stellelementes 11 auch eine Rotationsbewegung herbeigeführt werden. Bei diesen üblichen Steilem ist bei Stromausfall am Stellmotor 1 eine Verstellung entweder gar nicht oder nur mit relativ hohen Kräften möglich. Dies birgt den Nachteil, daß es für zahl- reiche potentielle Anwendungsfälle eines solcherart beschaffenen Stellantriebes ein erheb- liches Problem darstellt, eine Verstellung am Stellelement 11 bei Stromausfall vorzuneh- men. Dies kann insbesondere dann kritisch werden, wenn bei Arbeitsmaschinen, zum Bei- spiel Abgasturboladem, die im Abgassystem einer Verbremiungskraftmaschine mit stark <BR> <BR> <BR> schwankenden Betriebszuständen aufgenommen sind (VTG-Lader), Verstellungen am Leitschaufelring zum Beispiel vom geschlossenen in den offenen Zustand bei Stromausfall vorgenommen werden müssen. Ein Öffnen eines einmal geschlossenen Leitsclmufeh-ings <BR> <BR> <BR> kann zum Beispiel bei einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie bei plötzli- chem Gasteben an der Verbrennungskraftmaschine dringend erforderlich sein, um diese im

Abgassystem einer Verbrennungskraitmaschine aufgenommene Arbeitsmaschine vor Be- schädigungen zu schützen.

Aus dem Figurenzyklus Figur 2.1 bis 2.4 geht eine schematische Darstellung eines erfin- dungsgemäß vorgeschlagenen Entkoppelungsprinzips einer Pitzel-/Zahnstangenanordnung <BR> <BR> <BR> näher hervor, wobei das als Abtriebskomponente fungierende au#enverzahnte Ritzel koa- xial zum Schneckenrad aufgenommen ist.

Gemäß der Darstellung aus Figur 2.1 ist an einer Ankerwelle 2 eines in Figur 2.1 nicht dar- gestellten Stellmotors l das Gewinde einer Schnecke 3 ausgebildet. Dieses kämmt mit ei- nem Außengewinde 10 eines Schneckenrades 5, welches um eine Rotationsachse 6 rotiert.

Koaxial zum Schneckenrad 5 des Schneckengetriebes 3,5 ist eine Abtriebskomponente 8 dargestellt, die in der Darstellung gemäß Figur 2.1 als ein außenverzahntes Ritzel ausgebil- det ist, dessen Außenverzahnung 9 in einem Bereich 25 unterbrochen ist. In der Darstel- lung gemäß Figur 2. 1 ist im als Abtriebskomponente dienenden außenverzahnten Ritzel 8 eine Ausnehmung 19 in Gestalt einer Längsnut eingelassen. Eine Begrenzung der Ausneh- mung 19 fällt mit der Rotationsachse 6 von Schneckenrad 5 und Abtriebskomponente 8 zusammen, während die außenliegende Begrenzung der als Längsnut beschaffenen Aus- nehmung 19,'die im Schneckenrad 5 oder in der Abtriebskomponente 8 ausgebildet sein kann, unterhalb der Au#enverzahnung 9 endet.

Oberhalb eines mit Bezugszeichen 11 bezeichneten Stellelementes, zum Beispiel eine mit einer Außenverzahnung 12 versehenen Zahnstange, ist an einem Festlager 23 in einer sta- tionären Anlenkung 24 ein Federelement 21 eingehangen. Das Federelement 21 kann zum Beispiel als eine Schlingfeder, eine Spiralfeder oder dergleichen ausgeführt sein, die mit ihrem dem Festlager 23 gegenüberliegenden Ende in einem bewegbaren Anlenkpunkt 22 in Gestalt eines in der Ausnehmung 19 geführten Stiftes 20 gelagert ist.

Die als Stellelement 11 füngierende Zahnstange ist mit einem Anschlag 27 versehen, der in der Darstellung gemäß Figur 2.1 sich in einem mit Bezugszeichen 26 befindlichen Abstand von einer Bezugslage 29 entfernt befindet. An dem Anschlag 27 gegenüberliegenden Ende der als Stellelement 11 füngierenden Zahnstange ist eine Schräge ausgebildet. Gemäß der Darstellung in Figur 2.1 befindet sich das Stellelement 11 in seiner ersten Extremstellung 42, die zum Beispiel der Stellung entsprechen kann, in der an einem am Abgassystem einer Verbrennnungskraftmaschine aufgenommenen Abgeasturbolader mit variable Turbinengeo- metrie der Leitschaufelring in seine Offenstellung gestellt ist. Bei bestromtem Stellmotor 1, d. h. im Normalbetrieb, ist das Federelement 21 relativ wenig gespannt.

In Figur 2.2 hat sich, bedingt durch die Drehung der Ankerwelle 2 mit daran aufgenomme- nem Schneckengetriebe, welches mit der Schneckenverzalmung 10 des Schneckenrades 5 kämmt, das als Abtriebskomponente füngierende außenverzahnte Ritzel 8 um gut eine viertel Umdrehung in Drehrichtung 18 weiterbewegt. Während dieser Vierteldrehung hat sich der Anschlag 27 der als Stellelement 11 fungierenden, mit einer Verzahnung 12 verse- henen Zahnstange auf die Bezugskante 29 zubewegt. Während dieser Vierteldrehung ste- hen die Außenverzahnung 9 des als Abtriebskomponente dienenden außenverzahnten Rit- zels und die Verzahnung 12 des zahnstangenfönnig konfigurierten Stellelementes 11 in Eingriff miteinander. Während dieser in Figur 2.2 beschriebenen Vierteldrehung hat sich die Ausnehmung 19, sei sie in der Abtriebskomponente 8 oder im Schneckenrad 5 ausge- bildet, entsprechend gedreht, wobei das als Schlingfeder beispielsweise konfigurierte Fe- derelement 21 langsam weiter gespannt wird. Während dieser Teildrehung hat sich der in der Ausnehmung 19 bewegbar geführte Stift 20, der die bewegbare Anlenkung 22 des Fe- derelementes 21 darstellt, in der Ausnehmung 19 in Richtung auf die Rotationsachse 6 des Schneckenrades 5 bzw. der Abtriebskomponente 8 hinzubewegt, so daß das Federelement spätestens nach etwa einer halben Umdrehung des Schneckenrades 5 bzw. der Abtriebs- komponente 8 maximal gespannt ist. Dieser Bewegungsablauf geht mit dem Vorteil einher, daS das Federelement 21 bei weiterer Drehung bis zum Erreichen der zweiten Extremstel- lung 43 (vgl. Figur 2.3) der als Stellelement 11 füngierenden Zahnstange den Stellmotor etwas unterstützt, was zum Beispiel dahingehend ausgenutzt werden kann, daß bei dieser Lage das Federelement 21 zusammen mit dem Stellmotor 1 einen Leitschaufelring eines Abgasturboladers beim Bremsen geschlossen hält. Beim Zurückdrehen aus der in Figur 2.2 gezeigten Lage würde sich das Federelement wieder entspannen, der Stift 20 in der Nut 19 wieder zurücklaufen.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2. 3 geht hervor, daß sich der Anschlag 27 des Stellele- mentes 11 bis über die Bezugskante 29 hinausbewegt hat, d. h. das Stellelement 11 hat sei- ne zweite Extrcmstellung 43 angenommen. In der in Figur 2, 3 gezeigten Darstellung sind die Verzahnung 12, die außenliegend am Stellelemcnt 11 angebracht ist, und die Außen- verzahnung 9 des als Abtriebskomponente dienenden Ritzels 8 gerade noch in Eingriff.

Fällt in dieser in Figur 2. 3 gezeigten Extremstellung 43 der Strom am Stellmotor 1-hier nicht dargestellt-aus, bewirkt das Federelement durch seine Vorspannung eine Überdre- hung des Schneckenrades 5 bzw. des außenverzahnten. Ritzels 8 derart, daß das Ritzel 8 bzw. das Schneckenrad 5 so überdreht werden, daß kein Zahneingriff zwischen der Außen- verzahnung 9 der Abtriebskompoente 8 und der Verzahnung 12 des Stellelementes 11 mehr auftritt. Dies erfolgt durch weitere Drehung der Abtriebskomponente 8 bzw. des Schneckenrades 5 in Drehrichtung 18, so daß der nicht verzahnte Bereich 25 der Abtriebs- <BR> <BR> <BR> komponente unterhalb der Au#enverzahnung 12 des zahnstangenförmig konfigurierten

Stellelementes 11 liegt. Dadurch wird das Stellelement 11 in bezug auf die Abtriebskom- ponente 8 bzw. das Schneckenrad 5 frei beweglich.

In Figur 2.4 ist dargestellt, daß das zahnstangenförmig konfigurierte Stellelement 11 in bezug auf die Abtriebskomponente 8 bzw. das Schneckenrad 5 frei beweglich ist. Der schlag 27 des Stellementes 11 hat die Bezugskante 29 um einen Weg 31 überschritten, in welchem zwischen dem Stellelement 11 der Abtriebslcflmponente 8 bzw. dem Schnecken- rad 5 kein Zahneingriff, d.h. keine Kraftbertragung mehr vorlieget. In diesem Zustand läuft die am Stellelement 11 ausgebildete Schräge auf eine Windung der Schlingfeder 21 auf, so daß die sich außer Eingriff befindliche Zahnstange 11 aus ihrer zweiten Extremstellung 43 gemäß des in Figur 2.4 an der Schräge eingezeichneten Pfeils wieder in Richtung auf ihre erste Extremstellung 42 zubewegt wird. Dies wird dadurch bewirkt, daß die Schlingfeder 21, angelenkt beim stationären Festlager 23 und beweglich geführt in der Ausnehmung 19, noch nicht völlig entspannt ist und ihr eine Restspannkraft innewohnt.

Die dem als Schlingfeder beispielsweise ausgebildeten Federelement 21 noch innewohnen- de restliche Federkraft reicht nicht mehr aus, das Schneckenrad 5 bzw. die Abtriebskom- ponente 8 entgegen dem Rastmoment des Stellmotors 1 und die auftretenden Verluste im Schneckentrieb 3,5 weiterzudrehen, so daß das Getriebe in der in Figur 2.4 gezeigten Stellung verharrt und die als Stellelement 11 fungierende Zahnstange sich zum Beispiel durch die am Abgasturbolader auftretenden Schaufelkräfte im Leitschaufelring frei bewe- gen läßt. Das Schneckengetriebe 3,5 ist hinsichtlich seiner Zahngeometrien so ausgelegt, daß keine Selbsthemmung auftritt.

Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht eine Darstellung der Überlagerung der Kraftver- läufe von Federelement, einer fiktiven Last und der resultierenden Last für den Stellantrieb, aufgetragen über dem Weg, näher hervor.

Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, ist das Federelement 21 bereits in der ersten Extremstellung 42, was der Position offen der als Stellelement 11 füngierenden Zahnstange entspricht, gespannt, so daß der Stellmotor 1 gegen die Federkraft und die fik- <BR> <BR> <BR> tive Last 40 arbeiten mu#. Erfolgt nun eine Bewegung der Abtiebskomponente 8 bzw. des Schneckenrades 5 bzw. der Zahnstange 11 in Richtung auf die zweite Extremstellung 43, welche einer geschlossenen Position entspricht, nimmt die Last gemäß des Kurvenverlau- fes 40 nähemngsweise linear zu und das Federelement wird weiter gespannt, d. h. auch die dem Stellmotor 1 entgegenwirkende Federkraft nimmt weiter zu. Durch die Drehung der als außenverzahntes Ritzel beschaffenen Abtriebskomponente 8 ändert sich der Winkel des Federelementes zur als Stellelement 11 fungierende Zahnstange und der Stift 20, über

welchen das Federelement 21 mit der Abtriebskomponente 8 verbunden ist, wandert in der hutförmig beschaffenen Ausnehmung 19 nach innen. Infolgedessen nimmt die Federkraft mit zunehmendem Weg des Stellelementes 11 in Richtung auf die zweite Extremstellung 43 ab einem gewissen Punkt wieder ab und bleibt dann über einen größeren Weg bzw.

Winkelbereich in bezug auf die Abtriebskomponente 8 nahezu konstant. Da jedoch die Last <BR> <BR> <BR> linear weiter ansteigt, ergibt sich ein etwas geschwungener Verlauf der resultierenden Mo- torlast, gekennzeichnet durch den Kurvenzug 41.

Kurz vor Erreichen der zweiten Extremstellung 43 rutscht der Stift 20 in der Ausnehmung 19 an der Abtriebskomponente 8 wieder nach außen und die Federvorsparmung des Fe- derelementes 21 wirkt in entgegengesetzter Richtung. Dies bedeutet, daß der Stellmotor in diesem Wegbereich gegen die mittels des Federelementes 21 aufgebrachte Federkraft bremsen muß. Bis zum Erreichen der zweiten Extremstellung 43 nimmt dann die Brems- Motorlast wieder etwas ab, da die Last weiter ansteigt und die Federkran etwas abnimmt.

Im bestromten Fall des Stellmotors I bewegt sich das System stets zwischen der ersten und der zweiten Extremstellung 42 bzw. 43.

Fällt nun der Strom in der zweiten Extremstellung 43 oder nach der Zugrichtungsumkehr des Fcderelementes 21 aus, so zieht das Federelement 21 das als Abtriebskomponente 8 fungierende außenverzahnte Ritzel in die mit Bezugszeichen 31 bezeichnete Zone, und zwar so weit, bis die Zähne der Außenverzahnung 10 der Abtriebskomponente 8 und die Verzahnung 12 der als Stellelement 11 füngierenden Zahnstange nicht mehr ineinander greifen.

Gegen die verbleibenden Schneckenverluste 45 dreht sich das als Abtriebskomponente 8 füngierende Ritzel noch ein Stück weiter bis in seine Endposition, vergleiche Figur 2. 4.

Dabei dienst eine am Ende der Zahnstange 11 angebrachte Schräge dazu, diese in Ausnut- zung der restlich vorhandenen Federkraft wieder ein Stuck in Richtung der ersten Extrem- stellung 42 zu schieben und somit einen begrenzten Verstellweg bei einem stromlosen An- trieb zu ermöglichen.

Fällt der Strom am Stellmotor 1 hingegen in einer Drehstellung der Abtreibskomponente 8 bzw. des Scheckenrades 5 vor der Kraftumkehr des Federelementes 21 aus, bewegt sich die als Stellelejnent 11 fungierende Zahnstange durch Last und. Feder automatisch in die erste Extremstellung 42-ein Überdrehen der Abtriebskomponente 8 in die Zone 31 ist nicht erforderlich.

Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht der prinzipielle Aufbau eines elektromagnetischen Federsystems zur Entkopplung im Notfall im bestromten und im stromlosen Zustand näher hervor.

In dieser Darstellung wird ein Federelement 53 innerhalb eines elektromagnetisch arbei- tenden Ventils 50 von einer stromdurchflossenen Spule 52 im gespannten Zustand dehal- ten. Die Federvorspannung wird durch den die stromdurchflossene Spule 52 durchsetzen- den Eisenkern 51 aufgebracht, der durch eine Stange 55 mit daran vorgesehenem Tel- lerelement 54 das Federelement 53 innerhalb des Gehäuses des elektromagnetisch arbei- tenden Ventils 50 beaufschlagt. Bei Stromausfall bricht das elektromagnetische Feld schlagartig zusammen und über den Eisenkern 51 drückt das Federelement 53 einen Zapfen gemäß des Doppelpfeils in horizontale Richtung. Dadurch kan die mit Bezugszeichen 56, dem bestromten Zustand des elektromagnetischen Ventils 50 wiedergebend bezeichnete Eingriffsstellung von Schnecke 3 und Schneckenrad 5 aufgehoben werden, indem das Schneckenrad 5 relativ verschoben wird. Dadurch gerät einerseits das Schneckenrad 5 au- ßer Eingriff mit der Schnecke 3, andererseits gerät die Außenverzahnung 9 der Abtriebs- komponente 8 außer Eingriff mit der Verzahnung 12 des zabnstangeniSrmig ausgebildeten Stellelementes 11. Das Federelement drückt die koaxiale Anordnung aus Abtriebslcompo- nente 8 und Schneckenrad 5 in die mit Bezugszeichen 57 bezeichnete, dem stromlosen Zustand entsprechende Position. Zur Verstellung der hier in Figur 4 schraffiert dargestell- ten, als Stellelement 11-fungierenden Zahnstange wäre ein weiteres stromlos funktionie- rendes Stellelement vorzusehen.

Bezugszeichenliste 1 Stellantrieb 2 Ankerwelle 3 Schnecke Symmetrielinie 5 Schneckenrad 6 Schneckenradachse 7 Drehrichtung 8 Abtriebskomponente (Ritzel) 9 Außenverzahnung 10 Außenverzahnung Schneckenrad 5 11 Zahnstange 12 Verzahnung 13 Anlenkpunkt Zahnstange 14 Hebel <BR> <BR> <BR> <BR> 15 Schwcnkachse<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 16 S chwenkrichtung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 17 Scimeckengewinde<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 18 Drebrichtung 19 Ausnehmung 20 Stift 21 Federelement 22 bewegbare Anlenkung 23 Festlager Federelement 24 stationäre Anlenkung 25 unverzahnter Abschnitt 26 Stellhub 27 Anschlag 28 Verschwenkbereich 29 Bezugshub 30 Bewegunsrichtung Zahnstange 31 Zone 40 Lastverlauf 41. resultierende Motorlast 42 erste Extremstellung (oifen) A zweite Extremstellung (geschlossen) 44 Rückstellspmng 45 Schneckenverluste 46 Federkraft bei stromlosem Zustand" 50 elektromagnetisches Ventil 51 Eisenkern 52 stromdurchflossene Spule 53 Federelement 54 Telleransatz 55 Stange 56 bestromter Zustand 57 stromloser Zustand