JP6500058B2 - 付随的に可動な力貯蔵部を備えた回転レギュレータ、レギュレータを作動させるための方法、および、バルブ - Google Patents

Description

本発明は、レギュレータと、圧力をかけられた状態において付随的（ｃｏｎｃｏｍｉｔａｎｔｌｙ）に駆動されるロック解除可能渦巻ばね（ａｎ ｕｎｌｏｃｋａｂｌｅ ｓｐｉｒａｌ ｓｐｒｉｎｇ）によるフェイルセーフ機能を有する、電子的に制御されたレギュレータを作動させるための方法とに関する。

電子的に制御される回転（ｒｏｔａｒｙ）レギュレータは、例えば自動車エンジンにおける冷却回路を調節するために使用される。回転レギュレータはこの場合、回転スライド（ａ ｒｏｔａｒｙ ｓｌｉｄｅ）を含んでもよく、回転スライドは、一方では、シャフトを介して冷却剤スルーフローを制御するバルブへ連結されてもよく、または他方ではまた、冷却剤スルーフローへ直接影響を及ぼすことができてもよい。冷却剤スルーフローの制御を通じて、自動車エンジンは必要な温度に保たれる。しかしながら、いずれの場合も、回転レギュレータの故障の際の、冷却剤のスルーフローの停止の結果としての自動車エンジンの過熱は、排除されなければならない。したがって回転レギュレータは、回転スライドが、故障の状況において、安全位置をとるとともに冷却剤のスルーフローを確保することを確実にする、いわゆるフェイルセーフ機能を備えなければならない。この目的のために、以下の解決策が先行技術から既知である。

（特許文献１）は、回転スライドがばねによる負荷を受ける、自動車のエンジン冷却回路のバルブのための電気作動デバイスを説明している。ここでは、ばね力は、回転スライドの第１摺動範囲においてのみ作用し、その結果前記回転スライドは、第２摺動範囲においては、ばねにより与えられる対抗する力無しに移動させられ得る。

（特許文献２）は、少なくとも１つの復元要素を有する回転スライドを説明しており、復元要素は、ばねに対する回転可能なカウンターであるとともに、拘束デバイスにより保持され得る。拘束デバイスの解放に続いて、回転スライドを回転させるための付随的な駆動手段が復元要素により提供される。

（特許文献３）は、冷却剤フローでの使用のためのバルブを説明しており、ばねを備えたフェイルセーフディスクが設けられている。ここでは、フェイルセーフディスクはばねの予負荷によりバルブ本体において拘束され得、バルブ本体は、正常動作中、ばね力とは無関係に動作する。故障の場合、フェイルセーフディスクとバルブハウジングとの間の連結は解放され、バルブ本体はばねの予負荷により開位置へ回転される。

（特許文献４）は、エンジンの冷却回路のための電気バルブを説明しており、ロータとスタータとを有する電気モータがバルブを回転させるために設けられる。さらに、ばねがロータおよびしたがってバルブへ、開位置に対して予め負荷をかけるために設けられる。

（特許文献５）は、冷却回路のためのバルブを説明しており、渦巻ばねが２つのペグの間にバルブ軸を中心として設けられる。故障の場合、ペグのうちの一方が破壊され、ばねが、復元力により、バルブが確実に開位置へ回転するようにする。

先行技術から既知の解決策は、とりわけ、回転レギュレータにおいて高い摩擦損失が生じるという欠点を有し、フェイルセーフ機能を引き起こす際に高い材料負荷が生じるか、または、これまで実装された概念は高重量および／またはコスト上の欠点を伴う。先行する解決策のこれらの欠点を詳細に論じるために、およびその後本発明による方法の利点を提示することができるように、先行技術から既知のいくつかの実装形態が、線形等価図に基づいて以下に一例として示される。

フェイルセーフ機能が回転スライド上の単純な復元ばねにより実装された、解決策へのあるアプローチが既知である。これは、図１において線形等価図として示される。前記方法の欠点は、故障の状況において、復元ばねにより与えられる力のモーメントが、回転レギュレータを回転スライド上の駆動部とともに安全位置へ移動させることができるほど十分に高くなければならないというものである。復元ばねの前記力の高いモーメントは、通常の状況においては、永続的に対抗されなければならないため、駆動力を回転スライドへ与える電気モータは、非常に大きな寸法のものでなければならない。さらに、これには、電気モータの永続的な通電が必要である。

故障の状況において、回転スライドを、その駆動部から分離された状態で、安全位置へ移動させるために、図２において線形等価図として示される概念が開発された。電気モータは、回転スライドを、それに結合された調整ユニットにより変位させる。故障の状況において、前記結合は解除され、回転スライドへ固定されたままである復元ばねが、前記回転スライドを安全位置へ変位させる。この場合において、電気モータとともに駆動部の慣性のモーメントおよび摩擦モーメントが克服される必要はないため、復元ばねの力のモーメントは、図１において関係する方法の場合におけるもの未満となるように構成され得る。しかしながら、復元ばねが永続的に対抗されることが今度は必要であり、したがって電気モータは永続的に通電されなければならない。

復元ばねにより負荷を永続的にかけることを無くすため、図３において線形等価図として示される方法が開発された。ここで、復元ばねは、初期化プロセスにおいて、最初に予め負荷をかけられるとともにロックされる。故障の状況において、復元ばねはロック解除され得るとともに、回転スライドが安全位置へ変位されるように、回転スライドに作用し得る。前記方法の欠点は、故障の状況における復元ばねの解放の際に、非常に高い復元インパルスが、連結された駆動部とともに負荷をかけられた回転スライドへ作用することである。クッション作用を備えた考えられるダンパ要素が、比較的高い重量および／またはコスト要因をもたらし得る。通常の状況においては、電気モータが復元ばねに対抗して前記電気モータの通電が低減されることを可能にする必要はないが、しかしながら、前記電気モータは、初期化プロセスの間、復元ばねの力のモーメントおよび回転スライドの摩擦モーメントを克服するために、十分に大きな寸法でなければならない。これはまた、重量およびコスト要因を構成する。最後に、前記概念の場合、例えばウォーム駆動部により実現される、回転スライドへの自動ロック式の駆動部による、通常の状況の単純な実装形態に頼ることが可能ではなく、その理由は前記タイプの駆動部は高い復元インパルスに対抗するからである。

独国特許出願公開第１０２ ４３ ７７８ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００８ ０３０ ７６９ Ｂ４号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２０８ ６５２ Ｂ３号明細書 欧州特許出願公開第１ ０８５ １８１ Ａ２号明細書 欧州特許出願公開第１ ０３５ ３０７ Ａ１号明細書

レギュレータにおいてフェイルセーフ機能を起動させたときの高い摩擦損失、および高い材料負荷を回避するための設備を提供することが、本発明の目的であった。

この背景に対して、独立特許クレームの特徴を有するレギュレータ、方法およびバルブが提示される。本発明の改良形態は、対応する下位クレームおよび以下の説明から明らかになる。

本発明によるレギュレータは、少なくとも１つの調節（ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）ユニットと、調整ユニットと、調整ユニットを調整するよう構成された駆動ユニットと、ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部とを含む。調節ユニットおよび調整ユニットは力貯蔵部を介して互いに間接的に接触している。調節ユニットは、ロックされ蓄勢された力貯蔵部の場合、調整ユニットにより調整範囲内で、力貯蔵部を付随的に駆動するように変位され得る。蓄勢された力貯蔵部のロック解除の場合、ここで少なくとも部分的に生じる力貯蔵部の放勢が、調節ユニットを調整ユニットとは無関係に自動的に安全位置へ移動させる。

可能性がある一改良形態において、力貯蔵部はばね、特に渦巻ばねである。ここで、蓄勢された力貯蔵部はこのとき、プレストレスを施されたばねまたはプレストレスを施された渦巻ばねに対応する。本開示との関連において、「ばね」および「復元ばね」という表現は、互いに同義的に使用される。渦巻ばねは、ばねまたは復元ばねの特定の実施形態である。

「継手（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」および「結合器（ｃｏｕｐｌｅｒ）」という表現は、以下で同様に互いに同義的に使用される。

さらなる改良形態において、本発明によるレギュレータは回転レギュレータとして設計され、調節ユニットは回転スライドとして実現される。

本発明によるレギュレータのさらなる実施形態において、駆動ユニットは、力貯蔵部を蓄勢する、すなわち、ばねの場合、前記ばねに、対応してプレストレスを施すようにさらに構成される。

可能性がある一改良形態において、駆動ユニットは自動ロック式の駆動部、特にウォーム駆動部である。

さらなる改良形態において、駆動ユニットは電気モータを含む。

ここで、力貯蔵部のロックおよびロック解除は、調節ユニットと調整ユニットとの間の電磁継手により実現される。

さらなる改良形態において、本発明によるレギュレータは、必要に応じて力貯蔵部をロックするように、および特に、故障の状況において力貯蔵部を自動的にロック解除するように構成されたロックおよびロック解除機構を含む。前記ロックおよびロック解除機構は、一改良形態において、調節ユニットと調整ユニットとの間の電磁継手により実現される。

本発明により提供されるとおりの、調節ユニット、力貯蔵部および調整ユニットの継手には、力貯蔵部を蓄勢するために与えられなければならない力、または、力貯蔵部がばね、特に渦巻ばねにより実現される場合、ばねにプレストレスを施すために与えられなければならないトルクが、導入部で述べたとおりの先行技術からの提案に対してほぼ５０％減少され得るという効果がある。これは、フェイルセーフ機能のために求められる力貯蔵部を、調節ユニットが移動される必要無しに第１ステップにおいて蓄勢するという点において達成される。力貯蔵部がばね、特に復元ばねにより実現される場合、前記ばねは、調節ユニット、例えば回転スライドが移動されること無しに、第１ステップにおいてプレストレスを施される。したがって、ばねのトルクおよび回転スライドの摩擦モーメントが同時に克服される必要はない。復元ばねが十分にプレストレスを施されると、すなわち力貯蔵部を十分に蓄勢すると、回転スライドおよび調整ユニット、すなわち調節ユニットおよび調整ユニットは、確動ロック（ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｌｏｃｋｉｎｇ）および／または非確動ロック（ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｌｏｃｋｉｎｇ）形式で互いに連結される。非確動ロックは、この場合において電磁継手により実現され得る。この状態において、回転スライド、すなわち調節ユニットは提供された調整範囲全体にわたって移動され得る。ここで、回転スライドの、すなわち調節ユニットの摩擦モーメントが克服される必要があるだけである。故障の場合、すなわち故障の状況において、例えば駆動ユニットの故障の場合、回転スライド、すなわち調節ユニットと調整ユニットとの間の連結が解放され、すなわち力貯蔵部がロック解除される。ここで、力貯蔵部は少なくとも部分的に放勢する、すなわちエネルギーが解放される。回転スライド、すなわち調節ユニットとばね、すなわち力貯蔵部との間の連結により、解放されたエネルギーが、ばねの回転スライドへ作用する復元モーメントまたはトルクにより、回転スライド、すなわち調節ユニットへ伝達される。結果として、回転スライド、すなわち調節ユニットが安全位置へ移動する、すなわち初期位置へ略戻る。

ここで、克服されるトルクは互いに合計されず、むしろ予負荷モーメントおよび調節モーメントへ分割される。

本発明により、回転スライド、すなわち調節ユニットと、調整ユニットとの直接接触をなくすことにより、自動ロック式の駆動部、例えばウォーム駆動部が使用されてもよい。これには、調整ユニットにより、作動中、振動の結果として、または、冷却剤回路における使用の場合、水圧の変化の結果として変化しない、定められた位置が想定され得るという利点がある。調節範囲における回転スライド、すなわち調節ユニットの開口の度合いは、したがって調整ユニットによる影響のみ受け得る。ここで、フェイルセーフ機能は確保される。

回転スライド、すなわち調節ユニットと、ばね、すなわち力貯蔵部との間の本発明により提供された直接連結により、これは、故障の状況において、それぞれのコンポーネントが、先行技術から既知の解決策へのアプローチにおけるよりもかなり低いインパルスの作用を受ける場合である。力貯蔵部のロック解除の際に、すなわち、力貯蔵部としてのばねの場合のばねの解放の際、回転スライド、すなわち調節ユニットが、他のコンポーネントへのインパルスが比較的低くなるように、減衰要素として機能する。

本発明による回転レギュレータが自動車の冷却剤回路として使用される場合、自動ロック式の駆動部を使用して、自動車が停止されると回転スライドが初期位置へ戻されることが可能であり、自動車の再始動に際して復元ばねが再びプレストレスを施される必要はない。プレストレスは維持される。回転スライドと調整ユニットとの間の連結が、プレストレスを施されたばねにより生じさせられることだけが必要である。

本発明はさらに、電子的に駆動される調整ユニットにより調整可能な調節ユニットを有する電子的に制御されたレギュレータを作動させるための方法に関し、この方法において、フェイルセーフ機能は、ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部により実現され、ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部は、正常動作において、蓄勢されロックされた状態において、調整ユニットと調節ユニットとの間に作動的接触を生じさるとともに、調節ユニットの調整中に調節ユニットに付随して駆動され、故障の状況において、ロック解除され、それにより少なくとも部分的に放勢し、それにより調節ユニットが、調整ユニットとは無関係に、安全位置へ自動的に移動する。

本発明による方法の可能性がある一改良形態において、力貯蔵部はばね、特に渦巻ばねにより形成される。

さらなる改良形態において、レギュレータは、調節ユニットとして回転スライドを備える回転レギュレータとなるように選択される。

調整ユニットへ負荷をかけることおよび力貯蔵部の蓄勢が、電気モータを含む電磁駆動部により実現されることがさらに考えられる。

本発明による方法および本発明によるレギュレータの両方が、特に自動車における冷却剤調節のためだけでなく、他の用途、例えば線形配置構成または回転配置構成のいずれかにおける、必要なフェイルセーフ設備を備えた作動要素においても、使用され得る。

本発明のさらなる利点および改良形態は、説明および添付図面から明らかになる。

上で言及された特徴および以下でこれから検討される特徴は、それぞれ特定された組合せにおいてだけでなく、本発明の範囲から逸脱すること無く、他の組合せにおいて、または独立して、使用され得ることは自明である。

フェイルセーフ機能を有する、すなわち故障の場合安全位置をとる回転レギュレータのための、先行技術から既知の解決策のための例示的な線形等価図を示す。 フェイルセーフ機能を有する、すなわち故障の場合安全位置をとる回転レギュレータのための、先行技術から既知の解決策のための例示的な線形等価図を示す。 フェイルセーフ機能を有する、すなわち故障の場合安全位置をとる回転レギュレータのための、先行技術から既知の解決策のための例示的な線形等価図を示す。 本発明による方法の実施形態のある実装形態における、本発明による回転レギュレータの実施形態の機能原理が平面図において示される。 本発明による方法の実施形態のある実装形態における、本発明による回転レギュレータの実施形態の機能原理が平面図において示される。 図４および５と関連する線形等価図を示す。 本発明による回転レギュレータのさらなる実施形態を、それぞれの断面図において示す。 本発明による回転レギュレータのさらなる実施形態を、それぞれの断面図において示す。 トルクについての本発明による方法の実施形態の特徴曲線を、調整角度の関数として、先行技術から既知の方法との比較においても示す。 トルクについての本発明による方法の実施形態の特徴曲線を、調整角度の関数として、先行技術から既知の方法との比較においても示す。 本発明による方法の実施形態を実施し得る、本発明による回転レギュレータの実施形態のための設計の可能性がある実装形態の例を示す。 本発明による方法の実施形態を実施し得る、本発明による回転レギュレータの実施形態のための設計の可能性がある実装形態の例を示す。 本発明による方法の実施形態を実施し得る、本発明による回転レギュレータの実施形態のための設計の可能性がある実装形態の例を示す。

図１は、駆動部１２０により調整範囲１３０内で変位されるまたは変位され得る回転スライド１２２を有する回転レギュレータの２つの作動状態１０１、１０２、すなわち、初期位置１０１および通常の状況１０２を示す。フェイルセーフ機能が、単純な復元ばね１１０、１１２により実装される。復元ばね１１０が弛緩状態にあるとき、初期位置１０１が形成され、これはまた、冷却剤スルーフローが確保される安全位置を示す。回転スライド１２２は、調整範囲１３０全体から出ている。通常の状況１０２において、回転スライド１２２は、調整範囲１３０の完全な閉鎖のポイントまで変位されている。例えば駆動部１２０の故障により引き起こされ得る故障の状況において、圧力をかけられた復元ばね１１２が回転スライド１２２を初期位置１０１へ再び移動させるが、この目的のために、前記復元ばねは力の高いモーメントを呈さなければならず、その理由は、回転スライド１２２および回転スライド１２２と噛み合う駆動部１２０を備える回転レギュレータ全体が移動されなければならないからである。復元ばね１１２の前記力の高いモーメントは、通常の状況１０２において駆動部１２０により永続的に対抗されなければならないため、駆動部１２０へ負荷をかける電気モータは、非常に大きな寸法のものでなければならない。さらに、これには電気モータの永続的通電が必要とされる。

図２は、故障の状況において、回転スライドを、駆動部から分離された状態で、安全位置へ移動させる可能性を示す。駆動部２２０は、ロックされた継手２２６により互いに連結された調整ユニット２２４を介して回転スライド２２２を変位させる。初期位置２０１において、回転スライド２２２は調整範囲２３０全体から出ている。ここで、復元ばね２１０は弛緩状態にある。通常の状況２０２において、回転スライド２２２は、調整範囲２３０内を、復元ばね２１２が最大限圧力をかけられたポイントまで変位される。故障の状況２０３が生じた場合、参照符号２２８により示されるとおり継手が解放され、回転スライドへ締結されるとともに解放された継手により弛緩した復元ばね２１４が、前記回転スライドを、いわゆる「フェイルセーフ」範囲２３２内へ変位させる。この場合において慣性のモーメントならびに、駆動部２２０およびそれに負荷をかける電気モータの摩擦モーメントが克服される必要はないため、復元ばねの力のモーメントは、図１に基づいて説明された方法の場合におけるもの未満となるように構成され得る。しかしながら、この場合においても、復元ばねが永続的に対抗されることが必要であり、したがって電気モータは永続的に通電されなければならない。

図３に示される方法は、復元ばね３１０により永続的に負荷をかけることを回避する。初期化プロセス３０１、３０２の間、回転スライド３２２が、駆動部３２０により、初期位置３０１からプレストレスを施す範囲３３２を通じて変位される。最初に弛緩している復元ばね３１０が、ここでは圧力をかけられた状態３１２に置かれるとともに、湾曲した矢印により示されるとおり下方へ枢動するラッチ３４０によるロックプロセス３０２により、前記圧力をかけられた状態において保持される。ここで、通常の状況３０３において、回転スライド３２２は、係合したラッチ３４２により保持された復元ばね３１４により負荷をかけることなく、調整範囲３３０内を変位され得る。故障の状況において、復元ばね３１４はロック解除され得るとともに、回転スライド３２２に、回転スライド３２２が、初期位置３０１に対応する安全位置へ変位されるように、作用し得る。前記方法の欠点は、故障の状況における復元ばねの解放の際、非常に高い復元インパルスが、連結された駆動部３２０とともに、負荷をかけられた回転スライド３２２へ作用するということである。

参照符号は以下で概してそれぞれの図に関連する。したがって、同一のコンポーネントであっても、一部、対応して異なる参照符号が付される。しかしながらこれに関連して、図の説明はまた図の全てを含むものとして理解されることが明らかになるだろう。

図４は、本発明による方法の実施形態を実現し得る回転レギュレータを平面図において概略的に示す。回転スライド４２２が、外側ばねホルダ４２４とともに、第１アセンブリ「回転スライド」を形成するとともに、この図では見えない方法において、冷却剤スルーフローを制御するためにバルブへフランジ取付けされる。外側ばねホルダ４２４が位置４０４にあるときバルブは最大限開いており、一方で前記バルブは、回転スライド４２２が時計回りに１３５度の角度を通って位置４０８へ回転されると、閉じられる。調整範囲は前記２つの位置４０４と４０８との間にある。この場合において力貯蔵部として機能する、渦巻ばねの形態の復元ばね４１２にプレストレスを施すために、コイルを含むブレーキ本体４０６が、最大冷却剤スルーフローを表す安全位置４０４と前記ブレーキ本体が同様に１３５度の角度を通って反時計回りに回転されたロック位置４１０との間のプレストレスを施す範囲４０２を通過する。ブレーキ本体４０６は駆動部４１４による負荷を受ける。ブレーキ本体４０６がロック位置４１０にあるとき、ブレーキ本体４０６に含まれるコイルの通電により生成される電磁場は、ブレーキとして形成されたラッチ４１６に作用するとともに、ブレーキが回転スライド４２２でロックされるように、前記ラッチを偏向させる。ブレーキ本体４０６、ブレーキとして形成されたラッチ４１６、内側ばねホルダとして形成された回転シャフト４１８、および開口部４２０が、第２アセンブリ「調整ユニット／ラッチ」を形成する。ロック作用により、駆動部４１４はこのとき第２アセンブリ「調整ユニット／ラッチ」とともに第１アセンブリ「回転スライド」へ作用する。図において選択された１３５度の開口角度は、本発明による方法の説明のためだけのものである。一般に、例えば９０度または１８０度などの他の開口角度もまた考えられるが、閉鎖とバルブ位置により画定される最大開口との間の調整範囲へ結合される。

図５は、図４に示される回転レギュレータの異なる作動状態を詳細に示す。初期位置５０１において、第１アセンブリ「回転スライド」は第２アセンブリ「調整ユニット／ラッチ」へロックされていない。外側ばねホルダ４２４は開口部４２０の左側当接ポイントにある。画像５０２において、復元ばね４１２にプレストレスを施すために、第２アセンブリ「調整ユニット／ラッチ」が駆動部４１４により反時計回りにロック位置４１０へ１３５度回転される。外側ばねホルダ４２４はこのとき開口部４２０の右側当接ポイントに位置する。ロック作用のために、ブレーキ本体４０６に含まれるコイルの通電により生成される電磁場が、ブレーキとして形成されたラッチ４１６へ作用するとともに、前記ラッチを、ブレーキが回転スライド４２２と同一平面でロックされるように偏向させる。２つの一緒にロックされたアセンブリ「回転スライド」および「調整ユニット／ラッチ」はこのときともに駆動部４１４による負荷を受ける。通常の状況５０３全体にわたって、コイルにより生成された電磁場、およびしたがってロック作用は維持される。２つのアセンブリは、アセンブリ「回転スライド」にある外側ばねホルダが、最大バルブ開口に対応する位置４０４とバルブ閉鎖に対応する４０８との間の調整範囲にあるように、駆動部４１４による負荷を受ける。故障の状況５０４において、本発明による方法のフェイルセーフ機能が引き起こされる。電磁場を生成するコイルの通電は停止され、それにより、ブレーキとして形成されたラッチ４１６が回転スライド４２２から解放され、それにより、２つのアセンブリ「回転スライド」および「調整ユニット／ラッチ」は互いに別々に回転することができる。第２アセンブリ「調整ユニット／ラッチ」は、故障の状況において機能していない駆動部による負荷を受けるため、プレストレスを施された復元ばね４１２は、外側ばねホルダ４２４を偏向させることにより放勢し、それにより、第１アセンブリ「回転スライド」が、最大バルブ開口に対応するとともに、故障の状況において、安全位置を構成する位置４０４へ移動される。開口部４２０により許されたアセンブリ「回転スライド」のさらなる反時計回りの変位は、調整範囲の限界を通じて妨げられる。

図６において、図５の作動状態が線形等価図において示される。初期位置６０１において、回転スライド６２２が、最大冷却剤フローに対応する調整範囲６３０全体から完全に出ている。開いたラッチ６４４が、駆動部６２０による負荷を受ける調整ユニット６２４、または回転スライド６２２にある。回転スライド６２２および調整ユニット６２４は復元ばね６１０により互いに連結される。復元ばねの位置に依存して、前記復元ばねは以下で、図６との関連において、参照符号６１０（初期位置−弛緩状態）、６１２（プレストレスを施された状態）、６１４（プレストレスを施されロックされた状態）および６１６（ロック解除された弛緩状態）を使用して示される。プレストレスを施す作用６０２のために、駆動部６２０は、調整ユニット６２４を、回転スライド６２２に向かってプレストレスを施す範囲６３２内で変位させ、その際に復元ばね６１２に圧力をかける。ラッチ６４０はこのとき下向きに枢動するとともに回転スライド６２２を調整ユニット６２４へロックする。通常の状況６０３において、駆動部６２０は、回転スライド６２２、圧力をかけられた復元ばね６１４、閉鎖ラッチ６４２および共通のユニットとしての調整ユニット６２４からなるアセンブリへ負荷をかるとともに、前記ユニットを、調整範囲６３０内で変位させる。故障の状況６０４において、フェイルセーフ機能が効力を生じ、ラッチ６４６が開く。慣性、または調整ユニット６２０と噛み合う駆動部の端部ストップにより、弛緩復元ばね６１６は回転スライド６２２への作用とともに放勢し、回転スライド６２２を最大冷却剤フローを伴う安全位置に対応する初期位置へ戻す。

図７は、本発明による方法の実施形態を実施するための、本発明による回転レギュレータ７００の、可能性がある第１設計の断面図を概略的に示す。駆動部７０１がブレーキ本体７０６へ負荷をかけ、これはブレーキ７０３として形成されたラッチを付随的に駆動する。さらに、ブレーキ本体７０６に、内側ばねホルダとして形成された回転シャフト７０７が設けられる。この設計状態において、コイル７０２が回転スライド７０５上にあり、そのコイルの電磁場が、ブレーキ７０３を回転スライド７０５と接触させ得る。さらに、前記回転スライドは、復元ばね７０４、特に渦巻ばねまたは脚ばねのための外側ばねホルダ７０８を含む。

図８は、本発明による方法の実施形態を実施するための、本発明による回転レギュレータ８００の可能性がある第２設計の断面図を概略的に示す。駆動部８０１はブレーキ本体８０６へ負荷をかけ、ブレーキ本体８０６には、この設計状態において、コイル８０２がある。前記コイルの電磁場は、吸引作用を、回転スライド８０５へ、ブレーキ本体８０６に向かう方向にかけるように構成される。ブレーキライニングが接触ポイント８０３に設けられてもよい。復元ばね８０４、特に渦巻ばねまたは脚ばねが、ばねホルダ８０７によりブレーキ本体へ固定されるとともに、ばねホルダ８０８により回転スライドへ固定される。

図９は、本発明による方法の実施形態の実施中に生じるトルク９０４の範囲を、調整角度９０２の関数として示す。したがって、トルク９０４は縦座標上にプロットされ、調整角度９０２は横座標にプロットされる。０〜−１３５度の角度範囲においてプレストレスを施す間、力貯蔵部として設けられた復元ばねのばね特性曲線９１０をたどる。通常の状況において、図４に基づいて説明された結合されたアセンブリ「回転スライド」および「調整ユニット」の摩擦力であって、０度〜１３５度の角度範囲における回転中に生じる摩擦力のみが、費やされなければならない。図４の実施形態において、これは、トルク軸９０４の負のセクションにおいて示される、典型的には１．４Ｎｍまでの範囲９０８を含む。正常範囲９０６における復元モーメントについて、具体的には摩擦力９０８に加えて、−１３５度でのばね特性曲線に従って到達される２Ｎｍが与えられる必要があり、すなわちこれは本発明による方法により復元ばねのロック無しに行われる。本発明によるレギュレータの場合、前記復元モーメントは通常の状況においては生じないが、故障の状況においてのみ、フェイルセーフ機能を実現するために復元ばねにより与えられる。

図１０は、本発明によるレギュレータにより、図１、２および３の異なる概念において生じるトルクを比較する。垂直軸で、最大に生じるトルクに関して正規化されたいわゆる公称トルク１００４が、調整角度の関数として度単位１００２でプロットされる。それぞれの概念において使用される駆動部は、機能を実現するために、少なくとも図示の生じているトルクを克服しなければならない。本発明によるレギュレータにおいてプレストレスを施すプロセス中に生じるトルクは、プレストレスを施す範囲１００８において示される。摩擦力１０２０を克服するために本発明によるレギュレータの場合において通常の状況で生じるトルクは、復元ばねにより負荷をかけることのない動作範囲１０１０を形成し、これはプレストレスを施す範囲１００８よりも量的に低いトルクを有する。図３に示される方法１０１８もまた、復元ばねがロックされている限り、同じ範囲１０１０において調節する。しかしながら、図３の方法は、復元ばねへプレストレスを施すためにはるかにより高いトルク１０１４を必要とし、これはまた、前記高いトルクが通常の状況においてさえも対抗されなければならない図１の方法１０１２に対応する。したがって、この場合において、範囲１０１０に加えて、駆動部により提供されなければならないトルクを形成する範囲１００６がある。量的な点で、図２の方法が必要とする、駆動部により克服されるトルクは幾分少なく、この方法において、故障の場合、駆動部または調整ユニットの慣性および摩擦モーメントは克服される必要はなく、したがって復元ばねはより少ない力のモーメントで構成され、これに反して、通常の状況においては、比較的低いトルク１０１６が与えられなければならない。

図１１は、本発明による方法の実施形態を実施し得る、本発明による回転レギュレータの実施形態のための設計の可能性がある実装形態を示す。図１１ａは、これを、ウォーム歯車（ウォームギア）ホルダ１１０２、ウォーム歯車１１０４、モータ１１０６、ブレーキ本体１１０８、ブレーキパッド１１１０、ブレーキばね１１１２、復元ばね１１１４、磁石１１１６、固定リング１１１８を備えた磁石本体１１２０、モータハウジング１１２２、およびＺバルブ１１２４を含む分解図として示す。図１１ｂは、調節ユニットとともに、駆動部および調整ユニットの部分的に組み立てられた状態を示す。これは図１１ｃにおいてモータハウジングに挿入された状態で示される。

４１２、６１０〜６１６ ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部
４１４、６２０ 駆動ユニット
４２２、６２２ 調節ユニット
６２４ 調整ユニット
６３０ 調整範囲

Claims (13)

1. 調節ユニット（４２２、６２２）を有し、調整ユニット（６２４）を有し、前記調整ユニット（６２４）を調整するよう構成された駆動ユニット（４１４、６２０）を有し、ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）を有するレギュレータであって、前記調節ユニット（４２２、６２２）および前記調整ユニット（６２４）が、前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）を介して互いに接触し、前記調節ユニット（４２２、６２２）が、力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）が蓄勢されロックされた場合、前記調整ユニット（６２４）により調整範囲（６３０）内で、前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）を付随的に駆動するように変位され得、前記蓄勢された力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）のロックが解除された場合、ここで少なくとも部分的に生じる前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）の放勢により解放されたエネルギーが前記調節ユニット（４２２、６２２）へ伝達されて、前記調節ユニット（４２２、６２２）を、前記調整ユニット（６２４）とは無関係に自動的に安全位置へ移動させ、
   前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）のロックおよびロック解除が、調節ユニット（４２２、６２２）と調整ユニット（６２４）との間の電磁継手により実現される、レギュレータ。
2. 前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）が、ばね、特に渦巻ばねである、請求項１に記載のレギュレータ。
3. 前記レギュレータが回転レギュレータとして設計され、前記調節ユニット（４２２、６２２）が回転スライドとして実現される、請求項１または２に記載のレギュレータ。
4. 前記駆動ユニット（４１４、６２０）が、前記力貯蔵部（４１２、６１０〜６１６）を蓄勢するようにさらに構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレギュレータ。
5. 前記駆動ユニット（４１４、６２０）が、自動ロック式の駆動部、特にウォーム駆動部である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレギュレータ。
6. 前記駆動ユニット（４１４、６２０）が電気モータを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレギュレータ。
7. 前記電磁継手が、通電されたコイルの電磁場により達成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレギュレータ。
8. 電子的に駆動される調整ユニットにより調整可能な調節ユニットを有する電子的に制御されたレギュレータを作動させるための方法であって、この方法において、フェイルセーフ機能が、ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部により実現され、前記ロック可能およびロック解除可能力貯蔵部が、正常動作において、蓄勢されロックされた状態において、調整ユニットと調節ユニットとの間に作動的接触を生じさせるとともに、前記調節ユニットの調整中に前記調節ユニットに付随して駆動され、故障の状況において、ロック解除され、それにより少なくとも部分的に放勢し、それにより解放されたエネルギーが前記調節ユニットへ伝達されて、前記調節ユニットが、前記調整ユニットとは無関係に、安全位置へ自動的に移動し、
   前記力貯蔵部のロックおよびロック解除が、前記調節ユニットと前記調整ユニットとの間の電磁結合器により実現される、方法。
9. 前記力貯蔵部が、ばね、特に渦巻ばねにより形成される、請求項８に記載の方法。
10. 前記レギュレータが、調節ユニットとして回転スライドを備える回転レギュレータとなるように選択される、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記調整ユニットへ負荷をかけることおよび前記力貯蔵部の蓄勢が、電気モータを含む電磁駆動部により実現される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 自動ロック式の駆動部、特にウォーム駆動部が使用される、請求項１１に記載の方法。
13. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のレギュレータを含み前記レギュレータにより調節可能である、および／または請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法で作動されるレギュレータを含み前記方法に従って調節されるバルブ。

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