EP1148223A2 - Drosselklappensteller - Google Patents

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EP1148223A2
EP1148223A2 EP01105227A EP01105227A EP1148223A2 EP 1148223 A2 EP1148223 A2 EP 1148223A2 EP 01105227 A EP01105227 A EP 01105227A EP 01105227 A EP01105227 A EP 01105227A EP 1148223 A2 EP1148223 A2 EP 1148223A2
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EP
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throttle valve
valve actuator
conductor
actuator according
conductors
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Günther BENDER
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Mannesmann VDO AG
Siemens AG
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    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1065—Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like
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    • F02D2011/101—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve actuator for a motor vehicle engine, which one with electrical Energy to be supplied to the servomotor and spatially separated one of which is a potentiometer for determining the position of a Has throttle valve shaft.
  • Throttle valve actuators of the above type are in today's Motor vehicles with so-called E-gas available and therefore known. Their performance is adjusted no longer through mechanical coupling of the accelerator pedal with the throttle valve, but through electrical control commands depending on the accelerator pedal position.
  • a wiring harness leads into the throttle valve actuator, around the potentiometer with the control electronics and around the Actuator with controlled by the control electronics to connect electrical energy.
  • Problematic with such electrical connections via cable is that it relatively easy to break cables due to resonance can come. Often there is during assembly also the risk that cables between a housing and a lid to be placed on it. At internal plug connections are caused by movements in the field of electrical connections and under the influence of temperature on contact fretting (Friction oxidation).
  • the invention is based on the problem of a throttle valve actuator of the type mentioned at the beginning that its necessary electrical connections if possible simply designed, but against vibrations and the high temperatures occurring in a motor vehicle are as insensitive as possible.
  • the throttle valve actuator one with supports fixed in the Throttle valve actuator has supported conductor bridge, which are two rigid conductor rails for energy supply of the servomotor and conductor for contacting conductor tracks of the potentiometer, and that each of the two Conductor rails and the conductors each with a connector pin connected to a connector of the conductor bridge are.
  • the current distribution takes place over a rigid component that is not made to vibrate tends to do so while sliding or peeling the connector for connecting to the control electronics none Forces in the electrical connections with the potentiometer and the servomotor.
  • the invention ensures that when putting a lid on the case of the throttle valve actuator no electrical cables can be pinched.
  • the invention Ladder bridge could even be used as a support for additional components serve, for example for a suppression choke, bleeder resistors, Motor carbon brushes with connecting strands and the same. About one provided in the plastic The predetermined breaking point can then be exposed by kinking Track sections used for tolerance compensation become.
  • the conductor bridge is particularly simple in design, if the conductor rails two by injection molding plastic bodies produced in an injection mold with one another connect, each one of the supports exhibit.
  • the conductor bridge can with its two plastic bodies are produced in a single injection molding process, if according to another development of the invention the conductor rails together with the conductors and the connector pins as insertable in an injection mold and there to form the plastic body at the ends Insert are formed.
  • the insert can be inserted into the injection mold be formed as a single, one-piece component, if it is in the area of the plastic body after the Injection molding connecting bars to be removed by punching between the conductor rails and the conductors having.
  • the insert has a particularly good electrical conductivity and particularly low electrical contact resistance and overall has little tendency to corrode if it is completely covered with silver.
  • the contacting of the servomotor is simple
  • the conductor bridge can be pushed open without the danger a contact definition exists if according to another Development of the invention the conductor rails in the plastic body assigned to the servomotor with two Contact posts end and the servomotor two in one acute angle against these contact posts, contact tabs that enable a clamping-cutting connection Has.
  • the throttle valve actuator can also be designed that there are no plug connections within its housing must be done if the connector pins in one sealingly led out of the throttle valve actuator, outer connector are arranged.
  • FIG. 1 shows a brush holder of an actuator 1 and by far a potentiometer 2, which the position tap of a throttle valve shaft is used.
  • A is used for the electrical connection of these components
  • Conductor bridge 3 This has two conductor rails 4, 5, which at both ends with two conductor rails 4, 5 molded plastic body 6, 7 are. Both plastic bodies 6, 7 have at the lower end a support 8, 9 with which they are in a throttle valve actuator sit up and are fastened.
  • the plastic body 7 has a connector receptacle 10 Connector pins 11 to 16.
  • the two right connector pins 15, 16 each have one of the conductor rails 4, 5 connection.
  • From the plastic body 7 lead elastic Connection lugs 17 - 20 to conductor tracks 21 - 24 of the potentiometer 2.
  • These connecting lugs 17 - 20 were by laser welding with the conductor tracks 21-24 connected, with each connection lug to increase embossed the roughness of their surface has been.
  • FIG. 2 shows the conductor bridge 3 as an individual part.
  • the contact post 25 is connected to the conductor rail 5, during the contact post 26 with the conductor rail 4 Has connection.
  • a contact flag not shown, in the assembled state of the brush holder 1 at an acute angle such that the brush holder 1 from above onto the Contact posts 25, 26 can be pushed on, the contact flags get stuck like barbs though you wanted to remove the brush holder 1 again.
  • a receptacle 33 can be seen in the left part of FIG. which serves to pre-fix the component and which during assembly over the corresponding range of the potentiometer 2 is pushed.
  • FIG. 3 shows an insert 27 which the conductor rails 4, 5 with the contact posts 25, 26, the connector pins 11-16 and the connecting lugs 17-20 having.
  • Each of the connection lugs 17-20 is over one Conductor 28 with one of the plug pins 11-15 electrically connected.
  • the insert 27 first of all a uniform, one-piece component is, for example, the conductor rails 4, 5 and the conductors 28 are connected to one another by connecting webs 29, 30 connected. In the figure 2 explained above are on the corresponding places to recognize cut-outs 31, 32.
  • FIG 3 insert 27 shown in an injection mold and then injects the plastic bodies 6 and 7 in one operation. Then you take the generated part of the Injection mold and produced in a separate operation the cutouts 31, 32, which makes the connecting webs 29, 30 are severed and therefore electrically from one another separate current paths arise.

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Abstract

Zur Verbindung eines Potentiometers (2) und eines Bürstenhalters (1) eines Stellmotors eines Drosselklappenstellers für einen Kraftfahrzeugmotor mit einer Stellelektronik dient eine Leiterbrücke (3). Diese hat Abstützungen (8, 9), mit welchen sie sich im Drosselklappensteller abstützt. Weiterhin ist die Leiterbrücke (3) mit zwei starre Leiterschienen (4, 5) zur Energieversorgung des Stellmotors und Leiter zur Kontaktierung von Leiterbahnen (21 - 24) des Potentiometers versehen. Jede der beiden Leiterschienen (4, 5) und die Leiter sind jeweils mit einem Steckerstift (11 - 16) einer Steckeraufnahme (10) der Leiterbrücke (3) verbunden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Drosselklappensteller für einen Kraftfahrzeugmotor, welcher einen mit elektrischer Energie zu versorgenden Stellmotor und räumlich getrennt davon ein Potentiometer zur Positionsermittlung einer Welle der Drosselklappe hat.
Drosselklappensteller der vorstehenden Art sind in heutigen Kraftfahrzeugen mit sogenanntem E-Gas vorhanden und deshalb bekannt. Bei ihnen erfolgt die Leistungsverstellung nicht mehr durch mechanische Kopplung des Fahrpedals mit der Drosselklappe, sondern durch elektrische Stellbefehle in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung. Dabei führt ein Kabelbaum in den Drosselklappensteller hinein, um das Potentiometer mit der Stellelektronik und um den Stellmotor mit durch die Stellelektronik gesteuerter, elektrischer Energie zu verbinden. Problematisch bei solchen elektrischen Verbindungen über Kabel ist, dass es relativ leicht zu Kabelbrüchen durch Aufschwingen in Eigenresonanz kommen kann. Oftmals besteht bei der Montage auch die Gefahr, dass Kabel zwischen einem Gehäuse und einem darauf zu setzenden Deckel eingeklemmt werden. Bei geräteinternen Steckverbindungen kommt es durch Bewegungen im Bereich der elektrischen Verbindungen und unter dem Einfluss der Temperatur zu Kontaktfretting (Reiboxidation).
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Drosselklappensteller der eingangs genannten Art so auszubilden, dass seine erforderlichen elektrischen Verbindungen möglichst einfach gestaltet, jedoch gegenüber Schwingungen und den in einem Kraftfahrzeug auftretenden, hohen Temperaturen möglichst unempfindlich sind.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drosselklappensteller eine mit Abstützungen fest im Drosselklappensteller abgestützte Leiterbrücke aufweist, welche zwei starre Leiterschienen zur Energieversorgung des Stellmotors und Leiter zur Kontaktierung von Leiterbahnen des Potentiometers hat, und dass jede der beiden Leiterschienen und die Leiter jeweils mit einem Steckerstift einer Steckeraufnahme der Leiterbrücke verbunden sind.
Durch diese erfindungsgemäße, in dem Drosselklappensteller abgestützte Leiterbrücke erfolgt die Stromverteilung über ein starres Bauteil, welches nicht zum Schwingen neigt und bei dem während des Aufschiebens oder Abziehens des Steckers zum Verbinden mit der Stellelektronik keine Kräfte in die elektrischen Verbindungen mit dem Potentiometer und dem Stellmotor geleitet werden. Weiterhin macht die Leiterbrücke die Verlegung einzelner Kabel im Drosselklappensteller und das Erstellen einzelner, elektrischer Verbindungen unnötig. Dadurch verringert sich der Montageaufwand und es kann Platz für solche Kabel eingespart werden. Weiterhin wird durch die Erfindung sichergestellt, dass beim Aufbringen eines Deckels auf das Gehäuse des Drosselklappenstellers keine elektrischen Leitungen eingeklemmt werden können. Die erfindungsgemäße Leiterbrücke könnte sogar als Träger für zusätzliche Bauteile dienen, beispielsweise für eine Entstördrossel, Ableitwiderstände, Motorkohlebürsten mit Anschlusslitzen und dergleichen. Über eine im Kunststoff vorgesehene Sollbruchstelle können durch Abknicken danach frei liegenden Leiterbahnstücke zum Toleranzausgleich genutzt werden.
Konstruktiv besonders einfach ist die Leiterbrücke gestaltet, wenn die Leiterschienen zwei durch Spritzgießen in einer Spritzgießform erzeugte Kunststoffkörper miteinander verbinden, welche jeweils eine der Abstützungen aufweisen.
Die Leiterbrücke kann mit ihren beiden Kunststoffkörpern in einem Arbeitsgang im Spritzgießverfahren erzeugt werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Leiterschienen zusammen mit den Leitern und den Steckerstiften als in eine Spritzgießform einsetzbares und dort zur Bildung der Kunststoffkörper an den Enden zu umspritzendes Einlegeteil ausgebildet sind.
Das Einlegeteil kann zum Einlegen in die Spritzgießform als ein einziges, einstückiges Bauteil ausgebildet werden, wenn es im Bereich der Kunststoffkörper nach dem Spritzgießen durch Freistanzungen zu entfernende Verbindungsstege zwischen den Leiterschienen und den Leitern aufweist.
Kontaktkorossionen durch Relativbewegungen zwischen den Anschlussfahnen der Kontaktbrücke und den Leiterbahnen des Potentiometers lassen sich gänzlich ausschließen, wenn die Leiter mit elastischen Anschlussfahnen auf den Leiterbahnen des Potentiometers aufsitzen und mit diesen jeweils durch eine Laserlichtschweißung verbunden sind.
Elektrische Leiter lassen sich sehr gut vor Korrosionen schützen und besitzen ein hohes elektrisches Leitvermögen, wenn man sie mit einer hochglänzenden Metallschicht überzieht, insbesondere vergoldet oder versilbert. Solche Beschichtungen haben jedoch ein hohes Reflexionsvermögen, so dass zum Laserschweißen eine hohe Leistung erforderlich ist. Das hat jedoch den Nachteil, dass sehr leicht durch den Laserstrahl Löcher in dem zu schweißenden Material entstehen und deshalb keine Schweißverbindung zu Stande kommt. Schwierigkeiten beim Laserschweißen durch ein zu hohes Reflexionsvermögen lassen sich auch dann vermeiden, wenn das Einlegeteil vollständig mit einer elektrisch leitenden, hochglänzenden Metallschicht überzogen ist, wenn die Anschlussfahnen im Bereich der Laserlichtschweißung durch eine Prägung eine raue Oberfläche aufweisen. Hierdurch wird eine unerwünscht hohe Reflexion des Laserlichtes verhindert.
Das Einlegeteil hat eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit und besonders geringe elektrische Übergangswiderstände und neigt insgesamt wenig zu Korrosionen, wenn es vollständig mit Silber überzogen ist.
Die Kontaktierung des Stellmotors ist durch einfaches Aufschieben der Leiterbrücke möglich, ohne dass die Gefahr eines Kontaktfrettings besteht, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Leiterschienen in dem dem Stellmotor zugeordneten Kunststoffkörper mit zwei Kontaktpfosten enden und der Stellmotor zwei in einem spitzen Winkel gegen diese Kontaktpfosten anliegende, eine Klemm-Schneidverbindung ermöglichende Kontaktfahnen hat.
Der Drosselklappensteller kann auch so ausgebildet werden, dass innerhalb seines Gehäuses keinerlei Steckverbindungen erfolgen müssen, wenn die Steckerstifte in einem dichtend aus dem Drosselklappensteller herausgeführten, äußeren Gerätestecker angeordnet sind.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig.1
eine perspektivische Ansicht von Einbauteilen eines Drosselklappenstellers mit einer Leiter- brücke nach der Erfindung,
Fig.2
die Leiterbrücke in perspektivischer Ansicht,
Fig.3
ein Einbauteil der Leiterbrücke in perspek- tivischer Ansicht.
Die Figur 1 zeigt von einem Stellmotor einen Bürstenhalter 1 und mit Abstand daneben ein Potentiometer 2, welches dem Lagenabgriff einer Drosselklappenwelle dient. Zur elektrischen Verbindung dieser Bauteile dient eine Leiterbrücke 3. Diese hat zwei Leiterschienen 4, 5, welche an ihren Enden jeweils mit einem beiden Leiterschienen 4, 5 gemeinsamen Kunststoffkörper 6, 7 umspritzt sind. Beide Kunststoffkörper 6, 7 haben am unteren Ende eine Abstützung 8, 9, mit der sie in einem Drosselklappensteller aufsitzen und befestigt sind.
Der Kunststoffkörper 7 hat eine Steckeraufnahme 10 mit Steckerstiften 11 bis 16. Die beiden rechten Steckerstifte 15, 16 haben jeweils mit einem der Leiterschienen 4, 5 Verbindung. Von dem Kunststoffkörper 7 führen elastische Anschlussfahnen 17 - 20 zu Leiterbahnen 21 - 24 des Potentiometers 2. Diese Anschlussfahnen 17 - 20 wurden durch Laserschweißen mit den Leiterbahnen 21 - 24 verbunden, wobei zuvor jede Anschlussfahne zur Erhöhung der Rauigkeit ihrer Oberfläche mit Verprägungen versehen wurde.
Die Figur 2 zeigt die Leiterbrücke 3 als Einzelteil. Zu sehen sind in der Abstützung 9 des Kunststoffkörpers 6 zwei nach oben ragende Kontaktpfosten 25, 26. Der Kontaktpfosten 25 ist mit der Leiterschiene 5 verbunden, während der Kontaktpfosten 26 mit der Leiterschiene 4 Verbindung hat. Gegen jede der Kontaktpfosten 25, 26 liegt im montierten Zustand eine nicht dargestellte Kontaktfahne des Bürstenhalters 1 in einem spitzen Winkel derart an, dass der Bürstenhalter 1 von oben her auf die Kontaktpfosten 25, 26 aufgeschoben werden kann, die Kontaktfahnen sich jedoch widerhakenartig verklemmen, wenn man den Bürstenhalter 1 wieder abziehen wollte.
Im linken Teil der Figur 2 erkennt man eine Aufnahme 33, welche der Bauteilvorfixierung dient und die bei der Montage über den entsprechenden Bereich des Potentiometers 2 geschoben wird.
Die Figur 3 lässt ein Einlegeteil 27 erkennen, welches die Leiterschienen 4, 5 mit den Kontaktpfosten 25, 26, die Steckerstifte 11 - 16 und die Anschlussfahnen 17 - 20 aufweist. Jede der Anschlussfahnen 17 - 20 ist über einen Leiter 28 mit einem der Steckerstifte 11 - 15 elektrisch verbunden. Um zu erreichen, dass es sich bei dem Einlegeteil 27 zunächst um ein einheitliches, einstückiges Bauteil handelt, sind beispielsweise die Leiterschienen 4, 5 und die Leiter 28 durch Verbindungsstege 29, 30 miteinander verbunden. In der zuvor erläuterten Figur 2 sind an den entsprechenden Stellen Freistanzungen 31, 32 zu erkennen.
Zur Herstellung der Leiterbrücke 3 legt man das in Figur 3 gezeigte Einlegeteil 27 in eine Spritzgießform ein und spritzt dann die Kunststoffkörper 6 und 7 in einem Arbeitsgang. Danach entnimmt man das erzeugte Teil der Spritzgießform und erzeugt in einem separaten Arbeitsgang die Freistanzungen 31, 32, wodurch die Verbindungsstege 29, 30 durchtrennt werden und deshalb elektrisch voneinander getrennte Strompfade entstehen.

Claims (9)

  1. Drosselklappensteller für einen Kraftfahrzeugmotor, welcher einen mit elektrischer Energie zu versorgenden Stellmotor und räumlich getrennt davon ein Potentiometer zur Positionsermittlung einer Welle der Drosselklappe hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappensteller eine mit Abstützungen (8, 9) fest im Drosselklappensteller abgestützte Leiterbrücke (3) aufweist, welche zwei starre Leiterschienen (4, 5) zur Energieversorgung des Stellmotors und Leiter (28) zur Kontaktierung von Leiterbahnen (21 - 24) des Potentiometers hat, und dass jede der beiden Leiterschienen (4, 5) und die Leiter (28) jeweils mit einem Steckerstift (11 - 16) einer Steckeraufnahme (10) der Leiterbrücke (3) verbunden sind.
  2. Drosselklappensteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschienen (4, 5) zwei durch Spritzgießen in einer Spritzgießform erzeugte Kunststoffkörper (6, 7) miteinander verbinden, welche jeweils eine der Abstützungen (8, 9) aufweisen.
  3. Drosselklappensteller nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschienen (4, 5) zusammen mit den Leitern (28) und den Steckerstiften (11 - 16) als in eine Spritzgießform einsetzbares und dort zur Bildung der Kunststoffkörper (6, 7) an den Enden zu umspritzendes Einlegeteil (27) ausgebildet sind.
  4. Drosselklappensteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (27) im Bereich der Kunststoffkörper (6, 7) nach dem Spritzgießen durch Freistanzungen (31, 32) zu entfernende Verbindungsstege (29, 30) zwischen den Leiterschienen (4, 5) und den Leitern (28) aufweist.
  5. Drosselklappensteller nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (28) mit elastischen Anschlussfahnen (17 - 20) auf den Leiterbahnen (21 - 24) des Potentiometers (2) aufsitzen und mit diesen jeweils durch eine Laserlichtschweißung verbunden sind.
  6. Drosselklappensteller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (27) vollständig mit einer elektrisch leitenden, hochglänzenden Metallschicht überzogen ist und dass die Anschlussfahnen (17 - 20) im Bereich der Laserlichtschweißung durch eine Prägung eine raue Oberfläche aufweisen.
  7. Drosselklappensteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (27) vollständig mit Silber überzogen ist.
  8. Drosselklappensteller nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschienen (4, 5) in dem dem Stellmotor zugeordneten Kunststoffkörper (6) mit zwei Kontaktpfosten (25, 26) enden und der Stellmotor zwei in einem spitzen Winkel gegen diese Kontaktpfosten (25, 26) anliegende, eine Klemm-Schneidverbindung ermöglichende Kontaktfahnen hat.
  9. Drosselklappensteller nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (11 - 16) in einem dichtend aus dem Drosselklappensteller herausgeführten, äußeren Gerätestecker angeordnet sind.
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