DE8901561U1

DE8901561U1 - Elektrisch betätigter Drehschieber für eine Kraftstoffversorungsvorrichtung

Info

Publication number: DE8901561U1
Application number: DE8901561U
Authority: DE
Original assignee: Solex SA
Current assignee: Solex SA
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1989-06-22
Also published as: GB8902385D0; BR8900649A; IT8947623A0; FR2626954B1; IT1230443B; GB2215817B; ES2010121A6; GB2215817A; FR2626954A1

Description

40/4

Elektrisch betätigter Drehschieber for eine KräftstoffVersorgungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch gesteuerte und angetriebene Ventcle und Schieber, die oft als Elektroventile bezeichnet werden und von der Art sind, umfassend ein mit Einlaß- und Auslaßdurchführungen versehenes Gehäuse und ein bewegliches Organ, das zwischen einer erste?? Stellung, in der es die Durchführungen verbindet, und einer aweiten Stellung drehbar ist, in der es die Kanäle trennt, wobei das bewegliche Organ zu einer der Stellungen durch eine Rückholfeder angezogen ist und in die andere Stellung durch eine Steuerwicklung geholt ist, wenn letztere versorgt bzw. gespeist ist.

Es sind bereits Schieber und Ventile dieser Art bekannt» bei denen das bewegliche Organ einen Verschlußschieber umfaßt, der sich im Gehäuse zwischen den beiden Stellungen drehen kann. Der (Verschluß-)Schieber und das Gehäuse, in dem er gleittt, ffiüfistn genau bearbeitet werden. Der Schieber hat ein· große Trägheit und «eine Verstellung mit hohem Ar»

beitstakt erfordert einen sehr großen Strom. Die Abnutzung ist rasch, da die Ingangsetzungs- bzw. Betätigungsfrequenz des Ventils groß ist. Der letztere Fall trifft insbesondere auf Ventile mit zwei Stellungen zu, die zur Steuerung und zum Antrieb eines Durchsatzes bzw. einer Durchflußmenge durch Modifikation der zyklischen Beziehung von Impulsen des an das Ventil angelegten elektrischen Versorgungsstroms verwendet werden.

In vielen Fällen ist es nicht erforderlich, daß das Ventil bzw. der Schieber völlig dicht ist, wenn sich das drehbare bewegliche Organ in der zweiten Stellung befindet. Ein wichtiger Anwendungsfall_v bei dem diese Bedingung nicht zwingend ist, ist die Steuerung eines Durchsatzes von Luft oder von Vergaserluft in Versorgungssystemen eines Verbrennungsmotors mit Einspritzung oder Vergasung. Insbesondere die Versorgungssysteme der Kraftfahrzeugmotoren, die mit Zusatzgeräten mit elektrischer Versorgung wie einer Klimaanlage, Servolenkung, Beleuchtung mit hoher Leistung, versehen sind, müssen häufig einen Luftzuleitungskanal parallel zur durch den Fahrer betätigten Drosselklappe umfassen. Dieser Kanal ist mit einem Schieber oder Ventil versehen, das durch einen auf die Geschwindigkeit oder Drehzahl des Motors empfindlichen Kreis gesteuert wird. Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, steuert der Kreis das

, Ventil bzw. den Schieber zur Zuführung eines ausreichenden is ' Durchsatzes, um zu verhindern, daß die Drehzahl unter einen bestimmten Wert abfällt, wenn es beispielsweise durch das Ingangsetzen eines Zusatzgerätes zu einer überlastung des Motors kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgab« zugrunde, einen Schieber

oder ein Ventil mit elektrischer Steuerung oder Antrieb zu schaffen, das besser als die bekannten Schieber und Ventile den Anforderungen der Praxis entspricht, dessen Kosten

14 · «I«

gering sind &igr; das lediglich herabgesetzte Reibung aufweist uhd geringe Trägheit hat.

Die Aufgabe ist bei einem Schieber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst· Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schiebers sind Gegenstand der Unteran-Bprüche. Außerdem ist durch die Erfindung eine Versorgungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6 geschaffen worden.

Ein erfindungsgemäüer elektrisch betätigter "slssnschieberj d.h. Ventil mit drehbarem Ventilkörper» umfaßt ein Gehäuse, das mit Fluideinlaß- und Auelaßdurchführungen und mit einem drehbaren beweglichen Organ zum öffnen und Schließen der Durchfuhrungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ einen rotierenden Teil (im folgenden Rotor), der zwischen zwei Winkelendstellungen im Gehäuse auswechselbar ist, und eine Spiralfeder umf&ßt, deren eines Ende am Gehäuse befestigt ist, wobei sie das bewegliche Organ zu einer der Winkelendstellungen hin anzieht und belastet, angeordnet, um in einer der beiden Winkelendstellungen des beweglichen drehbaren Organs gegen wenigstens eine der Durchführungen angesetzt zu sein und diese zu verschließen.

Im allgemeinen ist die Spiralfeder zur Befestigung bzw. zum Ansetzen gegen die Wand des Gehäuses und zum Schließen der Durchführungen vorgesehen, wenn sich das bewegliche Organ in der Stellung befindet, zu der es die Rückholfeder hin anzieht.

Der Rotor kann einem Stator zugeordnet sein» der zur Aufnahme der Stromimpulse mit veränderlicher zyklischer Beziehung vorgesehen ist. Eine Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoff kann einen Luftoder Vergaserluftkanal parallel zu der durch den Fahrer

betätigten Drosselklappe umfassen, der mit einem Schieber ader Vuntil der obigen Art versehen ist« betätigt durch einen Kreis« der auf die Motordrehzahl im Leerlauf empfindlich ist und die Stromimpuls© liefert.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines lediglich als Beispiel dienenden und nicht einschränkend anzusehenden Ausführungsbeispiels und der Zeichnung weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Schieber* in einer Ebene senkrecht zu seiner Achse, wobei sich das bewegliche Organ in der Schließstellung befindet und der dargestellte Schieber in einem Leerlaufluftkanal eines Versorgungssystems für einen Verbrennungsmotor zur Steuerung eines Luftdurchsatzes angeordnet ist;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei sich das bewegliche Organ in der Öffnungsstellung des Schiebers befindet; und

Fig. 3 eine vereinfachte Schnittansicht längs Linie III-

vwii rx£* £ ·

Der in Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellte Schieber umfaßt ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 12» das mit Böden versehen ist und ein drehbares bewegliches Organ 14 enthält. Das bewegliche Organ 14 ist aus einer zum Gehäuse 12« in dem sie sich drehen kann, koaxialen Welle 18 und aus einem Rotor 16 gebildet, der mit einem vom Gehäuse getragenen Stator zusammenwirkt, um einen Motor mit hin- und hergehendem Betrieb bzw. Lauf zu bilden. Im veranschaulichten Ausfuhrungsbeispiel trägt der Rotor 16 eine von außen durch das Gehäuse 12 durchquerende Eontakte 20 versorgte Wicklung und das Gehäuse trägt Polmassen 22, die

&iacgr;&iacgr;&iacgr;&iacgr;&iacgr; · ·· · ·

beispielsweise durch die Enden eines Dauermagneten gebildet sind· Wenn die durch beispielsweise zwei Spulen gebildete Wicklung erregt ist« hat sie die Tendenz« den Rotor in die Stellung heranzubringen« in der er in Fig· 2 dargestellt ist und die durch einen nicht dargestellten Anschlag begrenzt ist.

Der Rotor 16 und das Gehäuse 12 begrenzen eine von der Welle 18 durchquerte Kammer, die in der axialen Richtung zur Wicklung versetzt ist und mit zwei Kanälen 24 und 26 versehen ist, von denen einer einen Einlaß und der andere einen Auslaß bildet. In der Kammer ist eine spiralförmige Rückholfeder 28 angeordnet, von der ein Anschluß- bzw. Endteil platt gegen die Wand des Gehäuses, beispielsweise mittels einer Schraube 30 befestigt ist und deren anderer Endteil in der Welle 18 eingebaut ist. Die Feder ist auf solche Weise angebracht, daß sie auf die Welle ein Moment ausübt, das die Tendenz hat, das drehbare bewegliche Organ in die in Fig. dargestellte Stellung heranzuholen und das schwächer als das vom Motor bei versorgten Spulen ausgeübte elektromagnetische Moment ist.

Wenigstens einer der Kanäle (bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeiepiel der Kanal 24) ist derart angeordnet., daß seine spiralförmige Rückholfeder 28 gegen seinen Abfluß, d.h. die Abflußöffnung, anliegt und diese wenigstens annähernd verschließt, wenn die Feder druckentlastet und entspannt ist (d.h. wenn die Spulen nicht versorgt sind). Hingegen ist die Feder von der Wand abgehoben bzw. verschoben und öffnet die Durchführung, wenn das drehbare bewegliche Organ durch das elektromagnetische Moment des Motors in die in Fig. 2 dargestellte Stellung her" angeholt worden ist.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung ist für zahlreiche Varianten geeignet. Die Anordnung der Elemente des

tu ti¹ * * i

Motors kann umgekehrt werden, wobei der Rotor nun einen oder mehrere Dauermagneten trägt und das Gehäuse die Spulen trägt. Der Rotor kann ebenso durch einen einfachen Weich-( eisenkern gebildet sein. Die Durchführungen 24 und 26 können &uacgr; statt in einer Anordnung mit Abstand voneinander dicht bei-&rgr; einander angeordnet sein« damit sie beide durch die Feder 28 verschlossen werden. Die beiden Enden der Rückholfeder können am Gehäuse befestigt sein, wobei der zentrale Teil nun in der Welle eingebaut bzw. in diese eingefügt ist, wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist. Der Abfluß der durch die spiralförmige Rückholfeder 28 verschließbaren Durchführung kann verschiedene Formen haben, beispielsweise kreisförmig, in Umfangsrichtung verlängert, dreieckförmig, etc. sein. Durch Modifizierung der Form des Abflusses wird m der Änderungsverlauf des Durchsatzes abhängig von der Win-&xgr;; keiversteliung des drehbaren beweglichen Organs geändert.

Es ist ersichtlich, daß das bewegliche Organ eine minimale &igr; Trägheit hat, da seine Masse praktisch diejenige des Rotors ist. Die Abnutzung des Verschlußelementes, das durch die spiralförmige Rückholfeder 28 gebildet ist, ist sehr gering, denn diese Feder sitzt auf und hebt sich gegen die Wand ohne relatives Gleiten. Durch Verwendung einer spiralförmigen Feder 28. die durch ein dünnes Blatt und sehr weich gebildet ist, wobei sie in der Lage ist, den gesamten Abfluß des Kanals 24 zu überdecken, kann der den Schieber durchströmende Durchsatz praktisch Null sein, wenn die Spulen des Schiebers nicht versorgt sind.

In Fig. 1 ist der Schieber auf einer Vorrichtung zur Luft-Versorgung eines Verbrennungsmotors, beispielsweise mit f. indirekter Kraftstoffeinspritzung, angebracht dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Rohrkörper 32, in dem eine

§ Einlaßleitung 34 ausgespart ist. In der Leitung 34 ist eine

5§ Drosselklappe 36 angeordnet, die von einer durch den Fahrer fü betätigten Achse 38 getragen ist. Wenn sich der Motor im

Leerlauf befindet, nimmt die Drosselklappe 36 die in Fig. gezeigte Ftellung ein, zu der sie durch eine Rückholfeder hin angezogen ist, und verschließt die Leitung. Die für den Betrieb des Motors im Leerlauf erforderliche Luft wird durch einen Kanal 40 zugeführt, der im Rohrkörper 32 ausgespart ist und zwei jeweils stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe liegende Punkte der Einlaßleitung verbindet. Auf diesem Kanal ist der Schieber 10 eingefügt. Die Steuerwicklung des Schiebers ist durch einen Kreis 42 mit Stromimpulsen (Rechteckimpulsen) mit einer Frequenz von einigen 10 bis einigen 100 Hertz versorgt, die im allgemeinen fest ist und beispielsweise 100 Hz beträgt. Der Kreis empfängt von einem Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 44 des Motors, der beispielsweise durch einen auf dem Zündunterbrecher angeordneten Aufnehmer gebildet ist, geliefertes Eingangssignal. Der Kreis ist vorgesehen, um die zyklische Beziehung der zum Schieber 10 gesendeten Impulse derart zu modifizieren, daß eine Abnahme der Leerlaufdrehzahl unter einen vorbestimmten Wert untersagt, d.h. gesperrt ist. Wenn der Motor unter Last steht und sich mit einer Drehzahl oberhalb seiner normalen Leerlaufdrehzahl dreht, sendet der Kreis 42 keinen Stromimpuls zum Elektroventil, das in Permanenz geschlossen bleibt. Kein Luftdurchsatz durchläuft den Kanal 40. Wenn eich der Motor hingegen in Leerlauf befindet und seine Drehzahl die Tendenz hat &igr; sich unter einen vorbestimmten Wert zu verringern, der | einmal für sämtliche oder gegebenenfalls Abhängigkeit von £

der durch einen zweiten Aufnehmer 46 gelieferten Temperatur | des Motors vorab dargestellt ist, sendet der Kreis 42 einen % elektrischen Strom in Form von Strom- oder Rechteckimpuleen ..;■

mit zyklischer Beziehung, die mit der Abweichung zwischen der vorbestimmten Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl

zunimmt. Demzufolge nimmt der dem Motor durch den Kanal 40 *

gelieferte Luftdurchsatz zu und führt die Leerlaufdrehzahl §

zu deren Einstellwert zurück. Parallel hierzu wirkt sieh das gj

System eur Steuerung des Durchsatzes an pro Zyklus einge- f.

spritztem Kraftstoff zur Vergrößerung der eingespritzten Kraftstoffmenge aus.

Der Kreis kann ebenso vorgesehen sein, um dem Motor eine Zusatzluftzufuhr zu liefern, wenn er unbelastet arbeitet, sobald er kalt ist.

Der erfindungsgemäße Schieber ist für zahlreiche Anwendungen verschieden von der soeben beschriebenen geeignet. Insbesondere kann der Kanal 40 im Körper bzw. Gehäuse eines Vergasers ausgespart sein, um dem Motor einen Luftanschluß bzw. eine Luftverbindung zu liefern. Der Schieber ist jedesmal verwendbar, wenn ein Gasdurchsatz in einem Kanal mittels eines elektrischen Signals gesteuert werden soll, das in der Form von Stromimpulsen wie zum Beispiel Rechteckimpulsen mit veränderlicher zyklischer Beziehung vorliegt.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung somit auf ein Ventil, d.h. einen Schieber, der insbesondere in einer Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors verwendbar ist, um einen Luftdurchsatz zu regeln. Der Schieber umfaßt ein Gehäuse 12, das mit Einlaß- und Auslaßdurchführungen 24, 26 und mit einem beweglichen Organ versehen ist, das zwischen einer ersten Stellung, in der es die DruchfUhrungen verbindet, und einer zweiten Stellung drehbar ist, in der es die Durchführungen trennt, und durch eine Rückholfeder zu einer der Stellungen hin angezogen ist und durch eine Steuerwicklung zur anderen Stellung herangeholt ist, wenn letztere versorgt ist. Die Rückholfeder ist durch eine spiralförmige Feder gebildet, die am beweglichen Organ 14 und am Gehäuse 12 befestigt ist und auf solche Weise angeordnet ist, daß sie gegen wenigstens eine der Durchführungen 24, 26 angesetzt ist und diese in einer der beiden Stellungen dee beweglichen drehbaren Organe verschließt.

• ·■· I · · ti

Claims

1 Ansprüche

1. Elektrisch betätigter Drehschieber, umfassend ein Gehäuse, das mi.t Fluideinlaß- und Auslaßdurchführungen und einem drehbaren Organ zum öffnen und Verschließen der Durchführungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ (14) einen Rotor (16), der zwischen zwei Winkelendstellungen im Gehäuse (12) verstellbar ist, und eine Spiralfeder (28) umfaßt, deren eines Ende im Gehäuse befestigt ist, wobei sie das bewegliche Organ zu einer der Winkelendstollungen hin anzieht und so angeordnet ist, daß sie gegen wenigstens eine der Durchführungen (24) aufgesetzt ist und diese in einer der beiden Winkelendstellungen des drehbaren Organs verschließt.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (28) zum Aufsetzten gegen die Wand des Gehäuses (12) und zum Verschließen der Durchführung (24) vorgesehen ist, wenn sich das bewegliche Organ (14) in der Stellung befindet, zu der es die Feder hin anzieht.

3. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Endteile der Sp$|alfeder (28) flach gegen das Gehäuse (12) befestigt ist, während der andere Endteil der Feder in einer zum drehbaren Organ (14) gehörenden Welle (18) eingebaut ist.

4. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile der Spiralfeder flach gegen das Gehäuse befestigt sind, während der zentrale Teil der Feder in einer zum drohbaren Organ gehörenden Wellrj eingebaut ist.

5. Schieber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungen (24, 26) nebeneinander derart angeordnet sind, daß beide durch die Rück holfeder (28) verschlossen sind.

Schieber nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß sein Gehäuse (12) öffnungen (24, 26) für den Durchtritt von Luft aufweist, und daß der Rotor (16) mit einer Wicklung versehen ist, der am Gehäuse angebrachte Dauermagneten zugeordnet sind, oder umgekehrt act Rotor (16) Dauermagneten angebracht sind und am Gehäuse eine Wicklung vorgesehen ist.