DE10029408A1 - Drehventilbetätigeranordnung - Google Patents

Abstract

Es ist eine Drehventilbetätigeranordnung mit einem Drehventil und einem elektromagnetischen Betätiger, der das Drehventil betätigt, beschrieben. Das Drehventil umfaßt eine Ventilwelle bzw. einen Ventilschaft, der um eine Achse drehbar ist, und einen Ventilkörper, der auf dem Ventilschaft für eine einheitliche Drehung mit demselben angeordnet ist. Der elektromagnetische Betätiger umfaßt zwei Statorkerne, zwei Spulen, die auf die Statorkerne gewickelt sind, und einen Rotor, der um die Achse drehbar ist, und der zwei vorstehende Abschnitte, die den Statorkernen gegenüberliegen, aufweist. Gegenseitig gegenüberliegende Oberflächen der Statorkerne und der vorstehenden Abschnitte definieren einen kontinuierlich variablen Bereich, der einen magnetischen Weg bildet, wenn die Spule erregt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehventil­ betätigeranordnung für einen Fahrzeugmotor und insbesondere auf eine Drosselventilbetätigeranordnung, die zum variablen Steuern einer Ansaugluftmenge verwendbar ist, die in den Mo­ tor abhängig von einer Manipulationsmenge eines Beschleuni­ gers eingelassen wird.

Das US-Patent Nr. 5.823,165 offenbart eine elektrisch ge­ triebene Drosselventilbetätigeranordnung. Die Anordnung um­ faßt ein Gehäuse mit einem Ansaugluftdurchgang, eine Ven­ tilwelle bzw. einen Ventilschaft, der drehbar innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, einen Ventilkörper, der mit dem Ventilschaft drehbar ist, um den Ansaugluftdurchgang zu öff­ nen und zu schließen, einen elektromagnetischen Betätiger zum Treiben des Ventilkörpers über den Ventilschaft, und ein Paar von Federn zum Vorspannen des Ventilkörpers hin zu ei­ ner geschlossenen Position oder zu einer Zwischenposition zwischen der geschlossenen Position und der vollständig ge­ öffneten Position. Der elektromagnetische Betätiger umfaßt einen Stator bzw. einen Ständer, der in dem Gehäuse angeord­ net ist, und eine Rotor bzw. einen Läufer, der auf dem Ven­ tilschaft angeordnet ist. Der Stator umfaßt einen Statorkern und ein Paar von Spulen, die auf den Statorkern in entge­ gengesetzten Richtungen gewickelt sind. Der Rotor umfaßt ei­ ne Scheibe, die an einem Ende des Ventilschaftes befestigt ist, einen Permanentmagneten, der an der Scheibe in einer entgegengesetzten Beziehung zu dem Statorkern befestigt ist. Der Statorkern, der Rotor und jeweilige Spulen wirken zu­ sammen, um entgegengesetzte Magnetfelder zu erzeugen, die zum Bewegen des Ventilkörpers hin zu der vollständig ge­ öffneten Position bzw. der geschlossenen Position wirken, wenn die Spulen erregt werden. Die Drehung des Ventilkörpers ist bei der geschlossenen Position und der vollständig ge­ öffneten Position durch den Kontakt eines Anschlagstücks ei­ nes Hebels, der an dem Ventilschaft befestigt ist, wobei zwei Anschläge von dem Gehäuse vorstehen, beschränkt. Wenn eine der Spulen mit einem Pulsstrom mit einem variablen Leistungsverhältnis aktiviert wird, kann der Ventilschaft abhängig von einem Öffnungsgrad des Ventilkörpers, der dem Leistungsverhältnis entspricht, gedreht werden. Der Ventil­ körper dreht sich folglich mit dem Ventilschaft, um den Ein­ laßdurchgang in das Gehäuse zu öffnen und zu schließen, so daß die Ansaugluftmenge variabel gesteuert werden kann.

Permanentmagneten, die bei einem wie oben beschriebenen elektromagnetischen Betätiger verwendet werden, sind auf­ grund der großen magnetischen Leistung aufwendig. Da ferner die Scheibe zum Befestigen des Permanentmagneten an dem Ven­ tilschaft verwendet wird, wird die Anzahl der Komponenten des elektromagnetischen Betätigers erhöht, so daß das Preis-Leistungs-Verhältnis reduziert wird.

Außerdem tritt beispielsweise am Fließband des Drosselven­ tilbetätigers die Tendenz auf, daß sich eine Mehrzahl von Permanentmagneten durch die Anziehung zwischen denselben sammelt, um eine Masse zu bilden. Die Permanentmagneten müs­ sen voneinander durch die Fließbandarbeiter gegen die große Anziehung getrennt werden, und dieselben müssen an der Ven­ tilschaftseite angebracht werden. Dies führt zu einer pro­ blematischen Fließbandarbeit.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drehventilbetätigeranordnung zu schaffen, die die Anzahl der Teile des Drehventilbetätigers reduzieren kann und daher den Herstellungsaufwand reduziert und die Effizienz der Fließ­ bandarbeit verbessert.

Diese Aufgabe wird durch eine Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 21 gelöst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dreh­ ventilbetätigeranordnung mit einem Gehäuse, das einen An­ saugluftdurchgang aufweist, einem Drehventil, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Drehventil eine Ventilwelle bzw. einen Ventilschaft, der um eine Achse dreh­ bar ist, und einen Ventilkörper umfaßt, der auf dem Ventil­ schaft angeordnet ist, und mit demselben drehbar ist, um den Ansaugluftdurchgang zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventilkörper eine geschlossene Position und eine vollständig geöffnete Position aufweist, und mit einem elektromagne­ tischen Betätiger vorgesehen, der den Ventilkörper hin zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei der elek­ tromagnetische Betätiger einen Statorkern, eine Spule die auf den Statorkern gewickelt ist, und einen Rotor aufweist, der dem Stator gegenüberliegt, wobei der Rotor an dem Ven­ tilschaft befestigt ist, und wobei der Rotor eine Ventil- Geschlossen-Position, die der geschlossenen Position des Ventilkörpers entspricht, und eine Ventil-Offen-Position, die der vollständig geöffneten Position des Ventilkörpers entspricht, aufweist, wobei der Statorkern und der Rotor zusammenwirken, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das durch dieselben läuft, wenn die Spule erregt wird, wobei der Rotor hin zu der Ventil-Offen-Position durch eine magnetische An­ ziehung, die durch das Magnetfeld verursacht wird, drehbar bewegt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Drehventilbetätigeranordnung mit einem Drehventil, das eine Ventilwelle bzw. einen Ventilschaft, der um eine Achse drehbar ist, und einen Ventilkörper, der auf dem Ventil­ schaft für eine einheitliche Drehung mit demselben angeord­ net ist, umfaßt, wobei der Ventilkörper eine geschlossene Position und eine vollständig geöffnete Position aufweist, und mit einem elektromagnetischen Betätiger vorgesehen, der das Drehventil betätigt, wobei der elektromagnetische Betä­ tiger eine Spule, einen Statorkern, der die Spule trägt und eine erste Oberfläche aufweist, und einen Rotor, der um die Achse zwischen einer Ventil-Geschlossen-Position, die der geschlossenen Position des Ventilkörpers entspricht, und einer Ventil-Offen-Position, die der vollständig geöffneten Position des Ventilkörpers entspricht, drehbar ist, auf­ weist, wobei der Rotor eine zweite Oberfläche aufweist, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, um einen kontinuier­ lich variablen Bereich zu definieren, der einen magnetischer Weg bei der Erregung der Spule bildet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt in Längsrichtung einer Drehventilbe­ tätigeranordnung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, der einen Stator zeigt;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, der einen Rotor zeigt;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, der den Rotor zeigt;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns und des Rotors vor dem Zusammenbau;

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich zu Fig. 1, der jedoch die An­ ordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6, der einen Stator und einen Rotor zeigt;

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 6, der einen Rotor zeigt;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns und des Rotors des zweiten Ausführungsbeispiels vor dem Zusammenbau;

Fig. 10 einen Schnitt ähnlich zu Fig. 1, der jedoch die Anordnung eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 10, der einen Stator zeigt.

Das erste bis zu dem dritten Ausführungsbeispiel der Dreh­ ventilbetätigeranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit den beigefügten Zeichnungen erklärt. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird die Anordnung auf ei­ nen Drosselventilbetätiger für ein Drosselventil eines Fahr­ zeugmotors angewendet.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 1-5 wird das erste Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung erklärt. Wie in Fig. 1 darge­ stellt, umfaßt die Drosselventilbetätigeranordnung ein Ge­ häuse 1. Das Gehäuse 1 umfaßt ein Drosselventilgehäuse, das eine Drosselkammer 2 definiert, die einen Ansaugluftdurch­ gang bildet, der mit einem Ansaugkrümmer oder einem Einlaß­ krümmer, nicht gezeigt, verbunden ist. Das Gehäuse 1 umfaßt ferner ein Betätigergehäuse 3 für einen elektromagnetischen Betätiger 9 und ein Sensorgehäuse 4 für einen Drosselsensor 26. Das Betätigergehäuse 3 und das Sensorgehäuse 4 sind auf gegenüberliegenden Seiten, d. h. der linken und der rechten Seite, wie in Fig. 1 sichtbar, des Drosselventilgehäuses an­ geordnet. Das Betätigergehäuse 3 definiert eine Betätiger­ kammer, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Drossel­ kammer 2 erstreckt. Das Betätigergehäuse 3 weist eine allge­ mein zylindrische Form auf und umfaßt eine untere Wand mit einer Bohrung und eine Umfangsseitenwand, die mit der unte­ ren Wand verbunden ist. Die Seitenwand ist mit einem Schul­ terabschnitt zum Aufnehmen eines Rotors 17 des elektromagne­ tischen Betätigers 9 gebildet. Das Betätigergehäuse 3 und das Sensorgehäuse 4 sind einstückig mit dem Drosselventilge­ häuse durch ein geeignetes Verfahren, wie z. B. dem Alumi­ niumdruckgießen, gebildet.

Eine Ventilwelle bzw. ein Ventilschaft 5 wird innerhalb des Gehäuses 1 mittels Lagern 6 und 7 getragen, um um eine Achse X drehbar zu sein. Der Ventilschaft 5 erstreckt sich über die Drosselkammer 2 und weist ein Ende, das in das Betäti­ gergehäuse 3 durch die Bohrung der unteren Wand desselben vorsteht, und ein anderes Ende, das in das Sensorgehäuse 4 vorsteht, auf. Ein Ventilkörper 8 ist auf dem Ventilschaft 5 innerhalb der Drosselkammer 2 angeordnet. Der Ventilkörper 8 weist die Form einer Scheibenplatte mit einem Durchmesser auf, der ähnlich zu einem Durchmesser der Drosselkammer 2 ist. Der Ventilkörper 8 ist um die Achse X zusammen mit dem Ventilkörper 5 drehbar, um sich zwischen einer geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position zu bewe­ gen. Wie in Fig. 3 dargestellt, bewegt sich der Ventilschaft 5 mit dem Ventilkörper 8 hin zu der vollständig geöffneten Position, wenn sich derselbe in einer Richtung A dreht, und bewegt sich hin zu der geschlossenen Position, wenn sich derselbe in einer Richtung B dreht. Der Ventilkörper 8 blockiert bei der geschlossenen Position die Ansaugluft, die durch die Drosselkammer 2 in den Motor fließt, und ermög­ licht bei einer vollständig geöffneten Position den Fluß von Ansaugluft. Eine Ansaugluftflußmenge kann variabel durch die Drehbewegung des Ventilkörpers 8 gesteuert werden.

Der elektromagnetische Betätiger 9 innerhalb des Betätiger­ gehäuses 3 umfaßt einen Stator 10. Der Stator 10 umfaßt ein Paar von Statorkernen 11, 11 und ein Paar von Spulen 15 und 16, die durch die jeweiligen Statorkerne 11, 11 getragen werden. Die Spulen 15 und 16 sind auf die Spulenbefesti­ gungsabschnitte 12 der Statorkerne 11 in entgegengesetzten Richtungen gewickelt. Die Statorkerne 11 liegen diametral gegenüber zueinander bezüglich der Achse X des Ventilschafts 5. Jeder Statorkern 11 besteht aus einem geeigneten weichen magnetischen Material, beispielsweise Silizium-Stahl, Per­ malloy, Ferrit und dergleichen, das eine relativ kleine Ko­ erzitivkraft aufweist. Der Statorkern 11 umfaßt einen Spu­ lenbefestigungsabschnitt 11, der sich axial erstreckt, und einen Polstückabschnitt 13, der sich radial nach außen von dem Spulenbefestigungsabschnitt 12 erstreckt. Der Polstück­ abschnitt 13 ist mit dem Spulenbefestigungsabschnitt 12 ein­ stückig gebildet. Der Spulenbefestigungsabschnitt 12 ist in eine halbzylindrische Form, wie in Fig. 2 und 5 gezeigt, ge­ bildet, und an einer Kernverbindungsplatte 14, wie in Fig. 1 gezeigt, befestigt. Die Kernverbindungsplatte 14 verbindet die zwei Statorkerne 11 magnetisch. Die Kernverbindungs­ platte 14 ist an einem offenen Ende des Betätigergehäuses 3 befestigt, und wirkt als ein Deckel des Betätigergehäuses 3. Die Kernverbindungsplatte 14 besteht aus einem geeigneten weichen magnetischen Material, das ähnlich zu dem Material der Statorkerne 11 ist. Der Polstückabschnitt 13 weist eine axiale Endoberfläche auf, die sich radial um die Achse X des Ventilschafts 5 erstreckt. Wie es am besten in Fig. 2 ge­ zeigt ist, weist die axiale Endoberfläche eine allgemein sektorenförmige Form mit einem vorbestimmten Mittelwinkel α von beispielsweise etwa 40-80 Grad um die Achse X des Ven­ tilschafts 5 auf. Die axiale Endoberfläche des Polstückab­ schnitts 13 ist zu dem Rotor 17 gerichtet.

Der Rotor 17 des elektromagnetischen Betätigers 9 ist um die Achse X des Ventilschafts 5 drehbar. Der Rotor 17 weist eine Ventil-Geschlossen-Position, die der geschlossenen Position des Ventilkörpers 8 entspricht, und eine Ventil-Offen-Posi­ tion, die der vollständig geöffneten Position des Ventil­ körpers 8 entspricht, auf. Der Rotor 17 umfaßt einen allge­ mein scheibenförmigen Rotorkern 18, der an einem Ende des Ventilschafts 5 befestigt ist. Ähnlich zu den Statorkernen 11 besteht der Rotorkern 18 aus einem geeigneten weichen magnetischen Material, wie z. B. Siliziumstahl, Permalloy und Ferrit. Der Rotorkern 18 umfaßt einen ringförmigen Befe­ stigungsabschnitt 20, der an einem Ende des Ventilschafts 5 mittels einer Befestigungsmutter 19 befestigt ist. Der Befe­ stigungsabschnitt 20 erstreckt sich an dem einen Ende des Ventilschaftes 5 radial nach außen. Der Rotorkern 18 umfaßt ferner zwei vorstehende Abschnitte 21, 21, die sich von dem Befestigungsabschnitt 20 in der axialen Richtung des Ventil­ schafts 5 erstrecken. Die vorstehenden Abschnitt 21, 21 sind mit dem Befestigungsabschnitt 20 einstückig gebildet und liegen bezüglich der Achse X des Ventilschafts 5 einander diametral gegenüber. Jeder vorstehende Abschnitt 21 weist eine axiale Endoberfläche auf, die mindestens teilweise der axialen Endoberfläche des Polstückabschnitts 13 des Stator­ kerns 11 mit einem kleinen axialen Zwischenraum zwischen denselben gegenüber liegt. Die axiale Endoberfläche des vor­ stehenden Abschnitts 21 ist nämlich mindestens teilweise durch die axiale Endoberfläche des Polstückabschnitts 13 be­ deckt, wenn dieselbe in der axialen Richtung des Ventil­ schafts 5 betrachtet wird. Die axiale Endoberfläche des vor­ stehenden Abschnitts 21, die der axialen Endoberfläche des Polstückabschnitts 13 gegenüberliegt, definiert einen konti­ nuierlich variablen Bereich, der einen magnetischen Weg bei der Erregung der Spulen 15 und 16, wie im folgenden erklärt, bildet. Durch die kontinuierliche Variation des Bereichs bzw. der Fläche bei der Erregung der Spulen 15 und 16 wird verursacht, daß sich der Rotor 17 in der Richtung A dreht.

Wie es insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, erstreckt sich die axiale Endoberfläche des vorstehenden Abschnitts 21 radial um die Achse X des Ventilschafts 5. Die axiale End­ oberfläche des vorstehenden Abschnitts 21 ist in eine allge­ mein teilsektorförmige Form mit einem vorbestimmten Mittel­ winkel β von beispielsweise etwa 90-130 Grad um die Achse X des Ventilschafts 5 gebildet. Die axiale Endoberfläche des vorstehenden Abschnitts 21 weist eine radiale Länge auf, die kleiner als dieselbe der axialen Endoberfläche des Polstück­ abschnitts 13 ist. Die axiale Endoberfläche des vorstehenden Abschnitts 21 ist in der Richtung A hin zu der Ventil-Of­ fen-Position des Rotors 17 verjüngt. Die axiale Endoberflä­ che des vorstehenden Abschnitts 21 nimmt allmählich in der Richtung B hin zu dem Ventil-Geschlossen-Abschnitt des Ro­ tors 17 zu. Die axiale Endoberfläche des vorstehenden Ab­ schnitts 21 weist ein kleines Ende 21A mit einer radialen Länge r1 und ein gegenüberliegendes großes Ende 21B mit ei­ ner radialen Länge r2, die größer als die radiale Länge r1 ist, auf. Wenn der Rotor 17 in der Ventil-Geschlossen-Posi­ tion, nämlich der geschlossenen Position des Ventilkörpers 8, wie in Fig. 3 gezeigt, plaziert ist, liegt die Seite des kleinen Endes 21A der axialen Endoberfläche des vorstehenden Abschnitts 21 gegenüber der axialen Endoberfläche des Pol­ stückabschnitts 13 des Statorkerns 11. In diesem Zustand ist der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden axialen End­ oberflächen des vorstehenden Abschnitts 21 und des Polstück­ abschnitts 13 minimal. Wenn der Rotor 17 in der Ventil- Offen-Position, nämlich der vollständig geöffneten Position des Ventilkörpers 8, plaziert ist, liegt auf der anderen Seite die Seite des großen Endes 21B der axialen Endoberflä­ che des vorstehenden Abschnitts 21 gegenüber der axialen Endoberfläche des Polstückabschnitts 13. Bei einem derarti­ gen Fall ist der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden axialen Endoberflächen des vorstehenden Abschnitts 21 und des Polstückabschnitts 13 maximal.

Die Statorkerne 11, der Rotor 17 und die Kernverbindungs­ platte 14 wirken zusammen, um eine magnetische Schaltung bei der Erregung der Spulen 15 und 16 zu bilden, so daß ein Ma­ gnetfeld H1, das durch dieselben läuft, wie in Fig. 1 ge­ zeigt, erzeugt wird. Es existiert ein magnetischer Weg, der sich zwischen den Polstückabschnitten 13 der Statorkerne 11 und dem vorstehenden Abschnitt 21 des Rotorkerns 18 er­ streckt. Der magnetische Weg wird durch den Bereich der ge­ genseitig gegenüberliegenden axialen Endoberfläche jedes Polstückabschnitts 13 und jedes vorstehenden Abschnitts 21 gebildet. Ein Magnetfluß erstreckt sich durch den Bereich von dem Polstückabschnitt 13 zu dem vorstehenden Abschnitt 21. Sowie der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden Endoberflächen größer wird, nimmt die Menge des Magnet­ flusses, der sich durch den Bereich erstreckt, zu. Der zu­ nehmende Magnetfluß bewirkt eine magnetische Anziehung zwi­ schen den Statorkernen 11 und dem Rotor 18, wodurch eine ma­ gnetische Treibkraft an den Rotorkern 18 angelegt wird. Der Rotor 17 wird folglich durch die Treibkraft getrieben, um sich in der Richtung A, die in Fig. 3 gezeigt ist, zu drehen. Folglich ist die Richtung, in der der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden axialen Endoberflächen des Polstückabschnitts 13 und des vorstehenden Abschnitts 21 zunimmt, gleich der Richtung A hin zu der Ventil-Offen-Posi­ tion des Rotors 17.

Bezugnehmend zurück auf Fig. 1 ist eine Rückfeder 22 zwi­ schen der unteren Wand des Betätigergehäuses 3 und dem Rotor 17 angeordnet. Die Rückfeder 22 spannt den Ventilkörper 18 immer zu der geschlossenen Position über den Ventilschaft 5 und den Rotorkern 18 vor.

Ein Anschlag 23, der aus Blattmetall oder Blech besteht, ist an dem Befestigungsabschnitt 20 des Rotorkerns 18 befestigt. Der Anschlag 23 begrenzt die Drehbewegung des Rotors 17 bei den Ventil-Geschlossen- und Ventil-Offen-Positionen in Zu­ sammenwirkung mit den zugeordneten Anschlägen 24 und 25, die auf der Seitenwand des Betätigergehäuses 3 angeordnet sind. Der Anschlag 24 weist die Form einer Einstellschraube auf, die an der Seitenwand des Betätigergehäuses 3 befestigt ist, und der Anschlag 25 weist die Form eines Vorstands auf, der radial nach innen von der Seitenwand desselben vorsteht. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird der Anschlag 23 mit der Ein­ stellschraube 24 kontaktiert, wenn der Rotor 17 durch die Rückfeder 22 in die Richtung B gedrängt und in der Ventil- Geschlossen-Position plaziert wird. Der Anschlag 23 wird durch den Vorstand 25 kontaktiert, wenn der Rotor 17 in der Richtung A bewegt und in der Ventil-Offen-Position bei der Erregung der Spulen 15 und 16 plaziert wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Drosselsensor 26 an dem Sensorgehäuse 4 angebracht. Der Drossselsensor 26 ist durch ein Potentiometer gebildet und erfaßt einen Öffnungsgrad des Ventilkörpers 8 als einen Drehwinkel des Ventilschafts 7.

Die so aufgebaute Drosselventilbetätigeranordnung wird auf die folgende Art und Weise betrieben.

Wenn sich erstens die Spulen 15 und 16 in einem nicht er­ regten Zustand befinden, befindet sich der Rotor 17 in der Ventil-Geschlossen-Position, bei der sich der Anschlag 23 durch die Federkraft der Rückfeder 22 in einem Kontakt mit der Einstellschraube 24 befindet. Der Ventilkörper 8 ist in der geschlossenen Position plaziert.

Wenn die Spulen 15 und 16 mit Pulsströmen ansprechend auf ein Ausgangssignal von einer Motorsteuereinheit (nicht ge­ zeigt) aktiviert werden, wird eine magnetische Schaltung durch die Statorkerne 11, die Kernverbindungsplatte 14 und den Rotorkern 18 gebildet, und das Magnetfeld H1 läuft durch dieselben, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Bei dieser Be­ dingung erstreckt sich der Magnetfluß von den Polstückab­ schnitten 13 der Statorkerne 11 zu den vorstehenden Ab­ schnitten 21 des Rotorkerns 18 durch den kleinen axialen Zwischenraum zwischen denselben. Die magnetische Anziehung, die durch den Magnetfluß verursacht wird, wird in einer solchen Richtung größer, daß der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden axialen Endoberflächen des jeweiligen vorstehenden Abschnitts 21 und des jeweiligen Polstückab­ schnitts 13 zunimmt. Die magnetische Anziehung wirkt als die Treibkraft, die an den Rotorkern 18 angelegt ist. Der Rotor 17 wird dann getrieben, um sich mit dem Ventilschaft 5 hin zu der Ventil-Offen-Position gegen die Federkraft der Rückf­ eder 22 zu drehen. Der Rotor 17 wird zu einer Position be­ wegt, bei der die Treibkraft, die an den Rotorkern 18 ange­ legt ist, die Federkraft der Rückfeder 22 ausgleicht. Der Ventilkörper 8 wird dann in der offenen Position plaziert, die der Position des Rotors 17 entspricht. Die Motorsteuer­ einheit wird betrieben, um das Leistungsverhältnis zwischen den Pulsströmen, die durch Spulen 15 und 16 fließen, zu va­ riieren. Die Treibkraft, die an den Rotorkern 18 angelegt ist, wird folglich variabel abhängig von der Variation des Leistungsverhältnisses eingestellt. Als ein Resultat wird der Öffnungsgrad des Ventilkörpers 8 wie gewünscht gesteu­ ert.

Wie es aus der obigen Erörterung offensichtlich ist, kommt der elektromagnetische Betätiger 9 der vorliegenden Erfin­ dung ohne einen Permanentmagneten und eine Scheibe zum Be­ festigen des Permanentmagneten, wie für das herkömmliche Verfahren beschrieben, aus. Dementsprechend reduziert die Anordnung der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Teile des elektromagentischen Betätigers und den Herstellungsauf­ wand desselben. Aufgrund des Nicht-Verwendens des Permanent­ magneten, der eine große Magnetkraft aufweist, kann die Fließbandarbeit für den elektromagnetischen Betätiger 9 er­ leichtert werden.

Außerdem ist der Rotorkern 18 relativ zu den Statorkernen 11 mit einem kleinen axialen Zwischenraum zwischen den Pol­ stückabschnitten 13 und den vorstehenden Abschnitten 21 drehbar angeordnet. Dies kann zum Reduzieren der axialen Ab­ messung des elektromagnetischen Betätigers 9 dienen.

Zusätzlich beschränkt bei der Drehung des Ventilschafts 5 der Anschlag 23, der an dem Rotorkern 18 befestigt ist, den Ventilkörper 8 bei der geschlossenen Position durch einen Kontakt mit der Einstellschraube 24 und bei der vollständig geöffneten Position durch den Kontakt mit dem Vorstand 25. Im Vergleich zu der Anordnung des Anschlagstücks des Hebels, der an dem Ventilschaft bei dem oben beschrieben herkömm­ lichen Verfahren befestigt ist, kann die Anordnung der vor­ liegenden Erfindung verhindern, daß der Ventilschaft 5 di­ rekt bei der geschlossenen und der vollständig geöffneten Position eine Reaktionskraft aufnimmt, die durch die Feder­ kraft der Rückfeder 22 und die Treibkraft des elektromagne­ tischen Betätigers 9 verursacht wird. Dies kann eine Last, die an den Ventilschaft 5 angelegt ist, und eine leichte Torsion des Ventilschafts 5 reduzieren, die durch die Last, die an denselben angelegt ist, verursacht wird.

Bezugnehmend auf Fig. 6-9 ist das zweite Ausführungsbeispiel der Anordnung der vorliegenden Erfindung im folgenden er­ klärt. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Teile und daher werden detaillierte Erklärungen derselben ausgelassen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem obigen ersten Ausführungsbeispiel in der Anordnung der Pol­ stückabschnitte der Statorkerne und der Vorstände des Rotor­ kerns mit einem radialen Zwischenraum zwischen denselben.

Wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, umfaßt, ähnlich zu dem elektromagnetischen Betätiger 9 des ersten Aus­ führungsbeispiels, ein elektromagnetischer Betätiger 31 ei­ nen Stator 32 und einen Rotor 39, der relativ zu dem Stator 32 drehbar ist. Der Stator 32 umfaßt einen Statorkern 33, der aus einem weichen magnetischen Material, wie für das obige erste Ausführungsbeispiel erklärt, besteht. Der Sta­ torkern 33 umfaßt einen hohlen und im allgemeinen zylin­ drischen äußeren Kern 34, der in das Betätigergehäuse 3 ein­ gepaßt ist, und einen zweistufigen zylindrischen inneren Kern 35, der fest innerhalb des äußeren Kerns 34 angeordnet ist. Der äußere Kern 34 weist eine untere Wand mit einer Bohrung und eine Umfangsseitenwand auf, die mit einem äuße­ ren Umfang der unteren Wand verbunden ist. Ein Endabschnitt des inneren Kerns 35 mit reduziertem Durchmesser ist in die Bohrung der unteren Wand des äußeren Kerns 34 eingepaßt. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, umfaßt der äußere Kern 34 äußere Polstückabschnitte 36, 36, die sich radial nach innen von einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 34 er­ strecken. Die äußeren Polstückabschnitte 36, 36 liegen be­ züglich der Achse X des Ventilschafts 5 einander diametral gegenüber. Jeder äußere Polstückabschnitt 36 weist eine Um­ fangsoberfläche mit einer teilzylindrischen Form auf, die sich umfangsmäßig über einen vorbestimmten Winkel von bei­ spielsweise 40-80 Grad um die Achse X des Ventilschafts 5 erstreckt. Der innere Kern 35 umfaßt innere Polstückab­ schnitte 37, 37, die sich radial nach außen von einer äuße­ ren Umfangsoberfläche des inneren Kerns 35 erstrecken. Die inneren Polstückabschnitte 37, 37 sind, entsprechend den äußeren Polstückabschnitten 36, 36, in einer zueinander dia­ metral gegenüberliegenden Beziehung angeordnet. Jeder innere Polstückabschnitt 37 weist eine Umfangsoberfläche mit einer teilzylindrischen Form auf, die sich umfangsmäßig in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Umfangsoberfläche des äußeren Polstückabschnitts 36 erstreckt. Jede der Umfangs­ oberflächen des äußeren und des inneren Polstückabschnitts 36 und 37 weist gegenüberliegende Umfangsenden mit einer vorbestimmten gleichen axialen Länge auf. Es besteht ein Zwischenraum, der sich radial zwischen den gegenüberliegen­ den Umfangsoberflächen des äußeren und des inneren Polstück­ abschnitts 36 und 37 erstreckt, und der sich entlang der Achse X des Ventilschafts 5 über die vorbestimmte axiale Länge erstreckt. Eine radiale Länge des Zwischenraums ist geringfügig größer als eine Dicke von vorstehenden Ab­ schnitten 42 eines Rotors 39, der im folgenden erklärt ist.

Eine Spule 38 ist zwischen der unteren Wandseite der Seiten­ wand des äußeren Kerns 34 und einem Mittelabschnitt mit re­ duziertem Durchmesser des inneren Kerns 35 angeordnet, der einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des Endabschnitts mit reduziertem Durchmesser ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Der innere Kern 35 umfaßt ferner einen Kopfabschnitt mit erhöhtem Durchmesser mit einem Durch­ messer, der größer als der Durchmesser des Mittelabschnitts mit reduziertem Durchmesser ist.

Der Rotor 39 umfaßt einen Rotorkern 40, der an einem Ende des Ventilschafts 5 befestigt ist. Ähnlich zu dem Rotorkern 18 des ersten Ausführungsbeispiels besteht der Rotorkern 40 aus einem geeigneten weichen magnetischen Material, wie z. B. Siliziumstahl, Permalloy und Ferrit. Der Rotorkern 40 um­ faßt einen ringförmigen Befestigungsabschnitt 41, der sich radial nach außen an dem einen Ende des Ventilschafts 5 er­ streckt, und die vorstehenden Abschnitte 42, 42, die sich von einem äußeren Umfang des Befestigungsabschnitts 41 in der axialen Richtung des Ventilschafts 5 erstrecken. Die vorstehenden Abschnitte 42, 42 sind mit dem Befestigungsab­ schnitt 41 einstückig gebildet. Die vorstehenden Abschnitte 42, 42 sind in einer diametral gegenüberliegenden Beziehung, wie in Fig. 7 gezeigt, angeordnet. Jeder vorstehende Ab­ schnitt 42 weist ein axiales Ende auf, das mit dem äußeren Umfang des Befestigungsabschnitts 41 im wesentlichen in ei­ nem rechten Winkel relativ zu demselben verbunden ist. Der vorstehende Abschnitt 42 weist ein gegenüberliegendes axia­ les Ende auf, das in den radialen Zwischenraum zwischen den äußeren und inneren Polstückabschnitten 36 und 37 des äuße­ ren und des inneren Kerns 34 und 35 vorsteht. Der vorstehen­ de Abschnitt 42 ist, wie in Fig. 9 gezeigt, hin zu der Ven­ til-Offen-Position des Rotors 39, nämlich in der Richtung A, die in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, verjüngt. Der vorstehende Abschnitt 42 weist eine axiale Länge auf, die variiert, um hin zu der Ventil-Geschlossen-Position des Rotors 39, näm­ lich in der Richtung B, die in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, zu­ zunehmen. Wie es am besten in Fig. 9 gezeigt ist, weist der vorstehende Abschnitt 42 ein kleines Umfangsende 42A mit ei­ ner axialen Länge t1 und ein großes Umfangsende 42B mit ei­ ner axialen Länge t2, die größer als die axiale Länge t1 ist, auf.

Der vorstehende Abschnitt 42 weist eine äußere und eine in­ nere Umfangsoberfläche mit einer allgemein teilzylindrischen Form auf, die sich umfangsmäßig über einen vorbestimmten Winkel von beispielsweise etwa 90-130 Grad um die Achse X des Ventilschafts 5 erstreckt. Die äußere und die innere Um­ fangsoberfläche des vorstehenden Abschnitts 42 sind in der Richtung A hin zu der Ventil-Offen-Position des Rotors 39 verjüngt. Die äußere Umfangsoberfläche des vorstehenden Ab­ schnitts 42 liegt mindestens teilweise gegenüber der Um­ fangsoberfläche des äußeren Polstückabschnitts 36, und die innere Umfangsoberfläche desselben liegt mindestens teil­ weise gegenüber der Umfangsoberfläche des inneren Polstück­ abschnitts 37. Es bestehen radiale Zwischenräume zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des vorstehenden Abschnitts 42 und der Umfangsoberfläche des äußeren Polstückabschnitts 36 bzw. zwischen der inneren Umfangsoberfläche des vorstehenden Abschnitts 42 und der Umfangsoberfläche des inneren Pol­ stückabschnitts 37. Die gegenseitig gegenüberliegenden Um­ fangsoberflächen des vorstehenden Abschnitts 42 und der äußeren und inneren Polstückabschnitte 36 und 37 definieren einen kontinuierlich variablen Bereich, der einen magneti­ schen Weg bei der Erregung der Spule 38 definiert. Die Be­ reiche der gegenseitig gegenüberliegenden Umfangsoberflächen des vorstehenden Abschnitts 42 und des äußeren und des inne­ ren Polstückabschnitts 36 und 37 sind minimal, wenn sich der Rotor 39 in der Ventil-Geschlossen-Position, die in Fig. 7 gezeigt ist, befindet, und maximal, wenn sich der Rotor 39 in der Ventil-Offen-Position befindet. Der Rotor 39 wird ge­ trieben, um sich in der Richtung A durch die kontinuierliche Variation des Bereichs der gegenseitig gegenüberliegenden Umfangsoberflächen des vorstehenden Abschnitts 42 und des äußeren und des inneren Polstückabschnitts 36 und 37 bei der Erregung der Spule 38 zu drehen.

Wenn die Spule 38 erregt wird, wirken der äußere Kern 34, der innere Kern 35 und der Rotorkorn 40 zusammen, um eine magnetische Schaltung zu bilden, so daß ein Magnetfeld H2 durch dieselben, wie in Fig. 6 gezeigt, läuft. Bei dieser Bedingung wird ein magnetischer Weg durch den Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden Umfangsoberflächen des vor­ stehenden Abschnitts 42 und der Polstückabschnitte 36 und 37 gebildet. Ein Magnetfluß erstreckt sich radial durch den Be­ reich zwischen den äußeren und den inneren Polstückab­ schnitten 36 und 37 und den vorstehenden Abschnitten 42. So­ wie der Bereich der gegenseitig gegenüberliegenden Umfangs­ oberflächen des vorstehenden Abschnitts 42 und der Polstück­ abschnitte 36 und 37 größer wird, nimmt die Menge des Ma­ gnetflusses, der sich durch den Bereich zwischen den Pol­ stückabschnitten 36 und 37 und den vorstehenden Abschnitten 42 erstreckt, zu. Eine magnetische Treibkraft wird durch den zunehmenden Magnetfluß verursacht und wird an den Rotorkern 40 in einer solchen Richtung angelegt, daß der Magnetfluß zunimmt. Der Rotor 39 wird durch die Treibkraft getrieben, um sich in der Richtung A hin zu der Ventil-Offen-Position gegen die Federkraft der Rückfeder 22 zu drehen. Der Ventil­ körper 8 wird folglich hin zu der vollständig geöffneten Position bewegt.

In Fig. 6 bezeichnet die Bezugsziffer 43 einen hebelförmigen Anschlag, der an dem Ventilschaft 5 befestigt ist. Der An­ schlag 43 beschränkt die Drehbewegung des Ventilschafts 5 durch Kontaktieren der Einstellschraube 24, die in Fig. 8 gezeigt ist. Der Ventilkörper 8 wird dann in der geschlosse­ nen Position plaziert. Der Ventilkörper 8 kann in der voll­ ständig geöffneten Position durch den Kontakt des Anschlags 43 mit dem Vorstand des Betätigergehäuses 3, wie bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel erklärt, gehalten werden.

Dieses Ausführungsbeispiel kann im wesentlichen die gleichen Effekte wie die des ersten Ausführungsbeispiels zeigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die jeweiligen äußeren und inneren Polstückabschnitte 36 und 37 des äußeren und des in­ neren Statorkerns 34 und 35 ferner den jeweiligen vorstehen­ den Abschnitten 42 des Rotorkerns 40 über den Bereich gegen­ über liegen, der sich in einer ausreichenden axialen Rich­ tung erstreckt, und die jeweiligen radialen Zwischenräume zwischen densselben können wie gewünscht eingestellt werden. Dies kann zum Reduzieren der radialen Abmessung des elektro­ magnetischen Betätigers 31 dienen.

Bei der Erregung der Spule 38 erstreckt sich ferner der Ma­ gnetfluß radial zwischen den jeweiligen Polstückabschnitten 36 und 37 der äußeren und inneren Statorkerne 34 und 35 und den jeweiligen vorstehenden Abschnitten 42 des Rotorkerns 40, so daß verhindert werden kann, daß der Ventilschaft 5 unerwünscht in der axialen Richtung verschoben wird. Zu­ sätzlich wird unter Verwendung der allgemeinen Lager 6 und 7 verhindert, daß sich der Ventilschaft 5 unerwünscht in der radialen Richtung verschiebt. Als ein Resultat kann der ra­ diale Zwischenraum zwischen dem Statorkern 33 und dem Ro­ torkern 40 mit einer hohen Genauigkeit gehalten werden. Dies kann zum Stabilisieren des Treibdrehmoments des elektroma­ gnetischen Betätigers 31 und der Öffnungscharakteristika des Ventilkörpers 8 dienen.

Bezugnehmend nun auf Fig. 10 und 11 wird das dritte Ausfüh­ rungsbeispiel der Anordnung der vorliegenden Erfindung er­ klärt. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Teile und es wird daher eine detaillierte Erklärung derselben ausgelas­ sen. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem obigen ersten Ausführungsbeispiel in der Anordnung der Spule des Stators.

Wie in Fig. 10 dargestellt umfaßt ein elektromagnetischer Betätiger 51 einen Stator 52, der axial von dem Rotor 17 beabstandet ist. Der Stator 52 umfaßt ein Paar von Stator­ kernen 11, 11 und ein Paar von Spulen 53 und 54, die jeweils auf die Spulenbefestigungsabschnitte 12, 12 der Statorkerne 11, 11 gewickelt sind. Die Spule 53 umfaßt eine Hauptspule 53A, die für eine normale Betätigung des Drosselventils er­ regt wird, und eine Hilfs- oder Sicherheits-Spule 53B, die zum Unterstützen der Hauptspule 53A für den Fall, daß die Hauptspule 53A nicht erregt wird, beispielsweise wenn die Hauptspule 53A unterbrochen ist, dient. Die Hauptspule 53A weist eine höhere Kompaktheit und eine höhere Wicklungsdich­ te als die Spule 15 des ersten Ausführungsbeispiels auf, bei dem die Wicklungszahl der Hauptspule 53A im wesentlichen gleich der Wicklungszahl der Spule 15 ist. Die Hilfsspule 53B ist um die Hauptspule 53A, wie in Fig. 11 gezeigt in der gleichen Wicklungsrichtung wie die der Hauptspule 53A ge­ wickelt, und weist eine vorbestimmte Wicklungszahl auf, die kleiner als die Wicklungszahl der Hauptspule 53A ist. Diese Spulen 53A und 53B sind parallel zueinander mit der Motor­ steuereinheit verbunden.

Die Spule 54 weist eine Struktur auf, die ähnlich zu der Spule 53 ist, einschließlich einer Hauptspule 54A und einer Hilfs- oder Sicherheits-Spule 54B, die auf die Hauptspule 54A, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, gewickelt ist. Die Spu­ len 54A und 54B sind in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Spulen 53A und 53B gewickelt. Die Wick­ lungszahl der Hilfsspule 54B ist eine vorbestimmte Wick­ lungszahl, die kleiner als dieselbe der Hauptspule 54A ist. Die vorbestimmte Wicklungszahl jeder Hilfsspule 53B und 54B ist eingestellt, um ein Treibdrehmoment zum Halten des Ven­ tilkörpers 8 in einer vorbestimmten Sicherheits-Offen-Po­ sition selbst dann zu erzeugen, wenn lediglich die Siche­ rheits-Spulen 53B und 54B aufgrund des Auftretens von Pro­ blemen, wie z. B. einem Bruch der Hauptspulen 53A und 54A, erregt werden. Die vorbestimmte Sicherheits-Offen-Position ist eine Zwischen-Offen-Position, um eine minimale Ansaug­ luftmenge sicherzustellen, die zum Fahren des Fahrzeugs zu einer Reparaturwerkstatt bei plötzlich auftretenden Proble­ men erforderlich ist.

Während des Motorbetriebs erregt die Motorsteuereinheit die Hauptspulen 53A und 54A des elektromagnetischen Betätigers 51, um den Ventilkörper 8 zwischen der geschlossenen Posi­ tion und der vollständig geöffneten Position für eine varia­ ble Steuerung der Ansaugluftmenge abhängig von einer Manipu­ lationsmenge des Beschleunigers zu bewegen. Die Motorsteu­ ereinheit überwacht ferner den Strom und die Spannung die in den Hilfs-Spulen 53B und 54B durch die Erregung der Haupt­ spulen 53A und 54A induziert werden. Die Motorsteuereinheit bestimmt einen Bruch der Hilfsspulen 53B und 54B auf der Ba­ sis der Überwachungsresultate. Die Motorsteuereinheit be­ stimmt ferner den Bruch der Hauptspulen 53A und 54A unter Verwendung von Erfassungsresultaten des Drosselsensors 26. Wenn der Bruch der Hauptspulen 53A und 54A bestimmt ist, dann beginnt die Motorsteuereinheit die Hilfs-Spulen 53B und 54B zu erregen. Als ein Resultat wird der Ventilkörper 8 in der Sicherheits-Offen-Position gehalten, so daß das Fahrzeug zu dem Sicherheits-Fahr-Zustand geschaltet wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel zeigt im wesentlichen die gleichen Effekte wie das obige erste Ausführungsbeispiel. Zusätzlich können die Hilfsspulen 53B und 54B bei diesem Ausführungsbeispiel den Ventilkörper 8 in der Sicherheits- Offen-Position selbst dann halten, wenn die Hauptspulen 53A und 54A aufgrund eines Problems, wie z. B. einem Bruch, nicht erregt werden. Dies kann die Zuverlässigkeit der Be­ tätigeranordnung erhöhen. Ferner kann die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels strukturell im Vergleich zu einer An­ ordnung, bei der eine andere mechanische Struktur zum Halten des Ventilkörpers 8 in der Sicherheits-Offen-Position in­ nerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, vereinfacht werden. Außerdem kann die Diagnose eines Problems der Hilfs-Spulen 53B und 54B durch das Überwachen des Stroms oder der Span­ nung, die in den Hilfsspulen 53B und 54B bei der Erregung der Hauptspulen 53A und 54A induziert werden, durchgeführt werden.

Die Anordnung der vorstehenden Abschnitte ist unterdessen nicht auf die vorstehenden Abschnitte 21 und 42 der Rotor­ kerne 18 und 40 der obigen Ausführungsbeispiele begrenzt. Die vorstehenden Abschnitte können in den Statorkernen der­ art angeordnet sein, daß zumindest ein Teil jedes vorste­ henden Abschnitts dem entsprechenden Abschnitt des Rotor­ kerns gegenüberliegt.

Die Spule 38 des zweiten Ausführungsbeispiels kann ferner durch ein Paar von getrennten Spulen gebildet sein, wie z. B. die Haupt- und Hilfs-Spulen 53 und 54 des dritten Ausfüh­ rungsbeispiels.

Claims (42)

1. Drehventilbetätigeranordnung mit folgenden Merkmalen:
einem Gehäuse (1) mit einem Ansaugluftdurchgang;
einem Drehventil, das innerhalb des Gehäuses (1) ange­ ordnet ist, wobei das Drehventil eine Ventilwelle (5), die um eine Achse drehbar ist, und einen Ventilkörper (8) aufweist, der auf der Ventilwelle (5) angeordnet ist und mit derselben drehbar ist, um den Ansaugluft­ durchgang zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventil­ körper (8) eine geschlossene Position und eine voll­ ständig geöffnete Position aufweist; und
einem elektromagnetischen Betätiger (9; 31; 51), der den Ventilkörper (8) hin zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei der elektromagnetische Betätiger (9; 31; 51) einen Statorkern (11; 33), eine Spule (15, 16; 38; 53, 54), die auf den Statorkern (11; 33) ge­ wickelt ist, und einen Rotor (17; 39), der dem Stator (10; 32; 52) gegenüberliegt, aufweist, wobei der Rotor (17; 39) an der Ventilwelle (5) befestigt ist, und wo­ bei der Rotor (17; 39) eine Ventil-Geschlossen-Posi­ tion, die der geschlossenen Position des Ventilkörpers (8) entspricht, und eine Ventil-Offen-Position, die der vollständig geöffneten Position des Ventilkörpers (8) entspricht, aufweist;
wobei der Statorkern (11; 33) und der Rotor (17; 39) zusammenwirken, um ein Magnetfeld (H1; H2) zu erzeugen, das durch dieselben läuft, wenn die Spule (15, 16; 38; 53, 54) erregt ist, wobei der Rotor (17; 39) hin zu der Ventil-Geschlossen-Position durch eine magnetische An­ ziehung, die durch das Magnetfeld verursacht wird, drehbar bewegt wird.

2. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 1, bei der der Statorkern (11; 33) eine erste Oberfläche aufweist, und der Rotor (17; 39) eine zweite Oberfläche aufweist, wobei entweder die erste oder die zweite Oberfläche mindestens teilweise der anderen von der ersten und der zweiten Oberfläche gegenüberliegt, um einen Bereich zu definieren, durch den das Magnetfeld (H1; H2) läuft, wobei sich der Rotor (17; 39) in eine solche Richtung dreht, daß der Bereich bei der Erregung der Spule (15, 16; 38; 53, 54) kontinuierlich zunimmt.

3. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 2, bei der sich die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche in einer radialen Richtung, die senkrecht zu der Achse ist, erstreckt, und eine allgemein teilsektorförmige Form aufweist, die in der einen Richtung verjüngt ist.

4. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die eine von der ersten und der zweiten Ober­ fläche ein Ende (21A) mit einer ersten radialen Länge (r1) und ein gegenüberliegendes Ende (21B) mit einer zweiten radialen Länge (r2), die größer als die erste radiale Länge (r1) ist, aufweist, wobei das eine Ende (21A) der anderen von der ersten und der zweiten Ober­ fläche mit einem axialen Zwischenraum gegenüberliegt, wenn der Rotor (17) in der Ventil-Geschlossen-Position plaziert ist.

5. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 2, bei der die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche eine allgemein teilzylindrische Form aufweist, die sich um­ fangsmäßig über einen ersten Winkel um die Achse er­ streckt und in der einen Richtung verjüngt ist.

6. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 5, bei der die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche ein Umfangsende (42A) mit einer ersten axialen Länge (t1) und ein gegenüberliegendes Umfangsende (42B) mit einer zweiten axialen Länge (t2), die größer als die erste axiale Länge (t1) ist, aufweist, wobei das eine Um­ fangsende der anderen von der ersten und der zweiten Oberfläche mit einem radialen Zwischenraum gegenüber­ liegt, wenn der Rotor (39) in der Ventil-Geschlossen- Position plaziert ist.

7. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der die andere von der ersten und der zweiten Ober­ fläche eine teilzylindrische Form aufweist, die sich umfangsmäßig über einen zweiten Winkel erstreckt, der kleiner als der erste Winkel um die Achse ist.

8. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Rotor (17; 39) einen Anschlag (23; 43) aufweist, der die Drehung des Rotors (17; 39) in mindestens entweder der Ventil-Geschlossen-Position oder der Ventil-Offen-Position begrenzt.

9. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 8, bei der das Gehäuse (1) einen zweiten Anschlag (24) aufweist, der dem ersten Anschlag (23; 43) zugeordnet ist.

10. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner eine Feder (22) aufweist, die den Rotor (17; 39) hin zu der Ventil-Geschlossen-Position vorspannt.

11. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Rotor (17; 39) eine Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten (21; 42) aufweist, die die zweite Oberfläche definieren.

12. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 11, bei der der Rotor (17; 39) ein Paar von vorstehenden Abschnit­ ten (21, 42) aufweist, die bezüglich der Achse einander diametral gegenüberliegen.

13. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 1, bei der der Statorkern (11; 33) eine Mehrzahl von Kernen (11; 34, 35) aufweist, die die erste Oberfläche definieren.

14. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 13, bei der der Statorkern (11) ein Paar von Kernen (11, 11) auf­ weist, die bezüglich der Achse einander diametral ge­ genüberliegen.

15. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 13 oder 14, bei der die Spule (15, 16; 53, 54) eine Mehrzahl von Spulen (15, 16; 53, 54) aufweist, die jeweils auf die Mehrzahl von Kernen (11, 11) gewickelt sind.

16. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 15, bei der jede der Mehrzahl von Spulen (53, 54) eine Hauptspule (53A, 54A) und eine Hilfsspule (53B, 54B), die um die Hauptspule (53A, 54A) gewickelt ist, aufweist, wobei eine Wicklungszahl der Hilfsspule (53B, 54B) kleiner als eine Wicklungszahl der Hauptspule (53A, 54A) ist.

17. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 13, bei der der Statorkern (33) ein Paar von allgemein zylindri­ schen inneren und äußeren Kernen (35, 34) aufweist, die voneinander radial beabstandet sind.

18. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 17, bei der die Spule (38) zwischen dem Paar von inneren und äuße­ ren Kernen (35, 34) angeordnet ist.

19. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 18, bei der die Spule (38) eine Hauptspule und eine Hilfsspule, die um die Hauptspule gewickelt ist, aufweist, wobei eine Wicklungszahl der Hilfsspule kleiner als eine Wick­ lungszahl der Hauptspule ist.

20. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der sowohl der Statorkern (11; 33) als auch der Rotor (17; 39) aus einem weichen magnetischen Material bestehen.

21. Drehventilbetätigeranordnung mit folgenden Merkmalen:
einem Drehventil, das eine Ventilwelle (5), die um eine Achse drehbar ist, und einen Ventilkörper (8), der auf der Ventilwelle (5) für eine einheitliche Drehung mit derselben angeordnet ist, aufweist, wobei der Ventil­ körper (8) eine geschlossene Position und eine voll­ ständig geöffnete Position aufweist; und
einem elektromagnetischen Betätiger (9; 31; 51), der das Drehventil betätigt, wobei der elektromagnetische Betätiger (9; 31; 51) folgende Merkmale aufweist:
eine Spule (15, 16; 38; 53, 54); einen Statorkern (11; 34, 35), der die Spule (15, 16; 38; 53, 54) trägt und eine erste Oberfläche aufweist; und
einen Rotor (17; 39), der um die Achse zwischen einer Ventil-Geschlossen-Position, die der geschlossenen Po­ sition des Ventilkörpers (8) entspricht, und einer Ventil-Offen-Position, die der vollständig geöffneten Position des Ventilkörpers (8) entspricht, drehbar ist, wobei der Rotor (17; 39) eine zweite Oberfläche aufweist, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, um einen kontinuierlich variablen Bereich zu definieren, der einen magnetischen Weg bei der Erregung der Spule (15, 16; 38; 53, 54) bildet.

22. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 21, bei der der Rotor (17; 39) getrieben wird, um sich in eine solche Richtung zu drehen, daß der variable Bereich allmählich zunimmt.

23. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 21 oder 22, bei der entweder die erste oder die zweite Oberfläche in der einen Richtung verjüngt ist.

24. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 23, bei der sich die eine von der ersten oder der zweiten Ober­ fläche in einer radialen Richtung senkrecht zu der Achse erstreckt und eine allgemein teilsektorförmige Form aufweist, wobei die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche ein Ende (21A) mit einer ersten ra­ dialen Länge (r1) und ein gegenüberliegendes Ende (21B) mit einer zweiten radialen Länge (r2), die größer als die erste radiale Länge (r1) ist, aufweist, wobei das eine Ende (21A) der anderen von der ersten und der zweiten Oberfläche mit einem axialen Zwischenraum ge­ genüberliegt, wenn der Rotor (17) in der Ventil-Ge­ schlossen-Position plaziert ist.

25. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 24, bei der die andere von der ersten und der zweiten Oberfläche eine allgemein sektorförmige Form aufweist, die sich in einer radialen Richtung senkrecht zu der Achse er­ streckt, wobei die andere von der ersten und der zwei­ ten Oberfläche gegenüberliegende Enden aufweist, die die gleiche radiale Länge aufweisen.

26. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 25, bei der die erste und die zweite Oberfläche jeweils Mittelwin­ kel (α, β) um die Achse aufweisen, wobei der Mittelwin­ kel (β) der einen von der ersten und der zweiten Ober­ fläche größer als der Mittelwinkel (α) der anderen von der ersten und der zweiten Oberfläche ist.

27. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 23, bei der die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche eine allgemein teilzylindrische Form aufweist, die sich um­ fangsmäßig über einen ersten Winkel um die Achse er­ streckt, wobei die eine von der ersten und der zweiten Oberfläche ein Umfangsende (42A) mit einer ersten axia­ len Länge (t1) und ein gegenüberliegendes Umfangsende (42B) mit einer zweiten axialen Länge (t2), die größer als die erste axiale Länge (t1) ist, aufweist, wobei das eine Umfangsende (42A) der anderen von der ersten und der zweiten Oberfläche gegenüberliegt, wenn der Rotor (39) in der Ventil-Geschlossen-Position plaziert ist.

28. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 27, bei der die andere von der ersten und der zweiten Oberfläche eine teilzylindrische Form aufweist, die sich umfangs­ mäßig über einen zweiten Winkel um die Achse erstreckt, wobei die andere von der ersten und der zweiten Ober­ fläche gegenüberliegende Umfangsenden mit der gleichen axialen Länge aufweist.

29. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 28, bei der der zweite Winkel kleiner als der erste Winkel ist.

30. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 29, bei der der Rotor (17; 39) einen Anschlag (23; 43) aufweist, der die Drehung des Rotors (17; 39) in mindestens entweder der Ventil-Geschlossen-Position oder der Ventil-Offen-Position begrenzt.

31. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 30, die ferner eine Feder (22) aufweist, die den Rotor (17; 39) hin zu der Ventil-Geschlossen-Position vorspannt.

32. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 30, die ferner ein Gehäuse (1) aufweist, das das Drehventil aufnimmt, wobei das Gehäuse (1) einen zweiten Anschlag (24) aufweist, der dem ersten Anschlag (23; 43) zuge­ ordnet ist.

33. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 32, bei der der Rotor (17; 39) eine Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten (21; 42) aufweist, die die zweite Oberfläche definieren.

34. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 33, bei der der Rotor (17; 39) ein Paar von vorstehenden Abschnit­ ten (21; 42) aufweist, die bezüglich der Achse einander diametral gegenüberliegen.

35. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 21, bei der der Statorkern (11; 33) eine Mehrzahl von Kernen (11; 34, 35) aufweist, die die erste Oberfläche definieren.

36. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 35, bei der der Statorkern (11) ein Paar von Kernen (11, 11) auf­ weist, die bezüglich der Achse einander diametral ge­ genüberliegen.

37. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 35 oder 36, bei der der Kern (15, 16; 53, 54) eine Mehrzahl von Spulen (15, 16; 53, 54) aufweist, die jeweils auf die Mehrzahl von Kernen (11, 11) gewickelt sind.

38. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 37, bei der jede der Mehrzahl von Spulen (53, 54) eine Hauptspule (53A, 54A) und eine Hilfsspule (53B, 54B), die um die Hauptspule (53A, 54A) gewickelt ist, aufweist, wobei eine Wicklungszahl der Hilfsspule (53B, 54B) kleiner als eine Wicklungszahl der Hauptspule (53A, 54A) ist.

39. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 35, bei der der Statorkern (33) ein Paar von allgemein zylindri­ schen inneren und äußeren Kernen (35, 34) aufweist, die voneinander radial beabstandet sind.

40. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 39, bei der die Spule (38) zwischen dem Paar von inneren und äuße­ ren Kernen (35, 34) angeordnet ist.

41. Drehventilbetätigeranordnung gemäß Anspruch 40, bei der die Spule (38) eine Hauptspule und eine Hilfsspule, die um die Hauptspule gewickelt ist, aufweist, wobei eine Wicklungszahl der Hilfsspule kleiner als eine Wick­ lungszahl der Hauptspule ist.

42. Drehventilbetätigeranordnung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 41, bei der sowohl der Statorkern (11; 33) als auch der Rotor (17; 39) aus einem weichen magnetischen Material bestehen.