DE102007025441A1

DE102007025441A1 - Lastverstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102007025441A1
Application number: DE102007025441A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Vogler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: CN101680367A; EP2054599A1; KR20100036274A; US8381702B2; DE102007025441B4; US20100212626A1; WO2008145492A1; CN101680367B; KR101472612B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmendes, insbesondere als Drosselklappe ausgebildetes, auf einer Stellwelle 2 in einem Gehäuse angeordnetes Stellglied, wobei die Stellwelle 2 über ein drehfest mit ihr verbundenes Stellteil mittels eines reversierbar antreibbaren Stelltriebes zwischen einer durch einen Minimallastanschlag 8 definierten Minimallaststellung und einer einen Volllastanschlag definierten Volllaststellung um die Drehachse der Stellwelle 2 schwenkbar antreibbar ist. Durch eine Rückstellfeder ist die Stellwelle 2 in Minimallastrichtung beaufschlagt. Das Stellteil ist von einem Schenkel 9, 14 einer Drehfeder beaufschlagbar, die radial außerhalb des Schwenkbereichs des Teils fest angeordnet ist, wobei der Schenkel 9, 14 der Drehfeder in den Schwenkbereich des Stellglieds ragt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmendes, insbesondere als Drosselklappe ausgebildetes, auf einer Stellwelle in einem Gehäuse angeordnetes Stellglied, wobei die Stellwelle über ein drehfest mit ihr verbundenes Stellteil mittels eines reversierbar antreibbaren Stelltriebes zwischen einer durch einen Minimallastanschlag definierten Minimallaststellung und einer einen Volllastanschlag definierten Volllaststellung um die Drehachse der Stellwelle schwenkbar antreibbar ist, mit einer Rückstellfeder, durch die die Stellwelle in Minimallastrichtung beaufschlagt ist.
Bei derartigen Lastverstelleinrichtungen ist es bekannt, sowohl die als Drehfeder ausgebildete Rückstellfeder als auch die weitere Drehfeder koaxial zur Drehachse der Stellwelle anzuordnen.
Diese Ausbildung erfordert eine große axiale und radiale Baugröße.
Darüber hinaus ist die Montage der Drehfedern kompliziert und aufwendig.
Dies führt auch zu einem großen Aufwand bei einem Austausch einer oder beider Drehfedern.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Lastverstelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet, eine axial geringe Bauhöhe ermöglicht und einfach montierbar sowie demontierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Stellteil von einem Schenkel einer Drehfeder beaufschlagbar ist, die radial außerhalb des Schwenkbereichs des Stellteils fest angeordnet ist, wobei der Schenkel der Drehfeder in den Schwenkbereich des Stellglieds ragt.
Diese Ausbildung ermöglicht einen Aufbau geringer Bauhöhe.
Da die Anordnung der Drehfeder sich außerhalb des Schwenkbereichs des Stellteils befindet, kann eine Montage der bereits vorgespannten Drehfeder erfolgen.
Die Anordnung der Drehfeder kann an beliebiger und somit montagefreundlichster Stelle um den Schwenkbereich des Stellteils erfolgen, sowie auch mit erheblichem radialen Abstand dazu angeordnet sein.
Da die Drehfeder weitgehend unabhängig von dem Aufbau im Bereich der Stellwelle und des Stellteils ist, kann sie mit großer variabler Gestaltung in Form, Drahtstärke, Durchmesser usw. ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist die Drehfeder eine oder mehrere Windungen auf, von deren Zentrum sich der Schenkel nach außen wegerstreckt.
Eine einfache Steckmontage ist dabei dadurch möglich, wenn die Windungen der Drehfeder einen gehäusefesten Dom umschließen.
Zur einfachen drehfesten Anordnung kann die Drehfeder einen zweiten sich vom Zentrum nach außen wegerstreckenden Schenkel aufweisen, der in einfacher Weise an dem Gehäuse gegen Verdrehen um das Zentrum der Drehfeder abgestützt ist.
Dazu ist vorzugsweise der zweite Schenkel an einem oder mehreren gehäusefesten Anschlägen abgestützt.
Eine besonders flache Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass sich der oder die Schenkel der Drehfeder zumindest annähernd in der Ebene des Schwenkbereichs des Stellteils erstrecken.
Zur Kraftbeaufschlagung kann das Stellteil einen Anschlag aufweisen, durch den der Schenkel der Drehfeder beaufschlagt ist.
Dies ermöglicht auch eine einfache Steckmontage der Drehfeder.
Zum Schwenkantrieb des Stellglieds kann das Stellteil ein Zahnsegment sein, in das ein von dem Stelltrieb drehbar antreibbares Antriebsritzel eingreift, wobei das Antriebsritzel Teil eines Getriebes sein kann.
Vorzugsweise ist der Stelltrieb ein reversierbarer Elektromotor.
Eine Funktionsmöglichkeit der Drehfeder besteht darin, dass der Schenkel der Drehfeder den Volllastanschlag bildet.
Dadurch wird ein die Bauteile der Lastverstelleinrichtung belastendes hartes Anschlagen des Stellteils am Volllastanschlag vermieden, so dass eine Auslegung der Bauteile mit geringerer Stabilität möglich ist, was auch zu einer Baugrößenreduzierung führt.
Besonders von Vorteil ist es dabei, wenn das Stellteil ein Zahnsegment ist, da dann durch die geringere Zahnbelastung beim Anschlagen des Zahnsegments an dem Volllastanschlag die Gefahr eines Zahnbruchs wesentlich vermindert ist.
Eine weitere Funktionsmöglichkeit der Drehfeder besteht darin, dass die Drehfeder eine Notlauffeder ist, durch die das Stellteil aus einer der Minimallaststellung nahen Stellung in Volllastrichtung bis zu einer Notlaufstellung der Stellwelle bewegbar beaufschlagbar ist.
Diese Ausbildung ermöglicht eine einfach montierbare und demontierbare Anordnung der Notlauffeder.
Weist das Stellteil einen Mitnehmeranschlag auf, den der Schenkel der Drehfeder zwischen der der Minimallaststellung nahen Stellung des Stellteils und der Notlaufstellung in Volllastrichtung kraftbeaufschlagt, so kann die Drehfeder durch einfache Steckmontage eingebaut werden.
Zur Begrenzung der Wirksamkeit der Notlauffeder ist in einfacher Weise die Schwenkbewegbarkeit des Schenkels der Drehfeder in Volllastrichtung durch einen die Notlaufstellung definierenden gehäusefesten Notlaufanschlag begrenzt.
Die Rückstellfeder kann eine koaxial zur Drehachse der Stellwelle angeordnete zweite Drehfeder sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht einer Lastverstelleinrichtung.
Die in der Zeichnung dargestellte Lastverstelleinrichtung besitzt einen ein Gehäuse bildenden Drosselklappenstutzen 1 mit einer Durchströmöffnung, in der eine nicht dargestellte Drosselklappe auf einer Stellwelle 2 fest angeordnet ist.
Die im Drosselklappenstutzen 1 schwenkbar gelagerte Stellwelle 2 trägt drehfest auf ihrem aus der Durchströmöffnung herausragenden Ende rechteckigen Querschnitts ein Zahnsegment 3, in das ein Antriebsritzel 4 eingreift.
Das Antriebsritzel 4 sitzt drehfest auf einer drehbar gelagerten Getriebeachse 5, auf der auch ein weiteres Zahnrad 6 drehfest angeordnet ist, welches wiederum von einem nicht dargestellten Abtriebsritzel eines reversierbaren Elektromotors 7 drehbar antreibbar ist.
Zur besseren Übersichtlichkeit ist sowohl das Zahnsegment 3 als auch das Zahnrad 6 teilweise ausgeschnitten.
Das Zahnsegment 3 ist durch den Elektromotor 7 zwischen einem Minimallastanschlag 8 und einem als erster Schenkel 9 einer Drehfeder ausgebildeten Volllastanschlag in beide Drehrichtungen schwenkbar antreibbar, an denen das Zahnsegment 3 mit seinen in Umlaufrichtung gerichteten Anschlagflächen bildenden Enden zur Anlage gelangt, von denen die dem Minimal-lastanschlag 8 zugewandte Anschlagfläche 10 dargestellt ist.
In Gegenuhrzeigerrichtung auf den Minimallastanschlag 8 zu ist das Zahnsegment 3 von einer nicht dargestellten Rückstellfeder beaufschlagt.
Radial außerhalb des Schwenkbereichs des Zahnsegments 3 besitzt der Drosselklappenstutzen 1 einen parallel zur Stellwelle 2 fest angeordneten, hervorstehenden Dom 11, den eine eine Windung 12 aufweisende, als Drehfeder ausgebildete Notlauffeder 13 mit ihrer Windung 12 umschließt.
Die Notlauffeder 13 weist einen von ihrem Zentrum nach außen sich weg erstreckenden ersten Schenkel 14 und einen dem ersten Schenkel 14 annähernd entgegengesetzt nach außen sich wegerstreckenden zweiten Schenkel 15 auf.
Der zweite Schenkel 15 ist dabei an einem feststehenden Anschlag 16 abgestützt, der ein Verdrehen der Notlauffeder 13 im Uhrzeigersinn verhindert.
In einem radialen Abstand von der Drehachse der Stellwelle 2 ist an dem Zahnsegment 3 ein Mitnehmeranschlag 17 angeordnet, an dem der freie Endbereich des ersten Schenkels 14 der Notlauffeder 13 zur Anlage gelangen kann, wenn sich der Mitnehmeranschlag 17 in einem Bereich zwischen dem Minimallastanschlag 8 und einem die Schwenkbarkeit des ersten Schenkels 14 in Volllastrichtung begrenzenden Notlaufanschlag 18 befindet. Der Notlaufanschlag 18 definiert dabei eine Notlaufstellung.
Die von der Notlauffeder 13 in Volllastrichtung auf das Zahnsegment 3 einwirkende Kraft ist größer als die von der Rückstellfeder auf das Zahnsegment 3 in Minimallastrichtung einwirkende Kraft.
Im Betrieb kann durch den Elektromotor 7 das Zahnsegment 3 in Minimallastrichtung bis zur Anlage der Anschlagfläche 10 an den Minimallastanschlag 8 angetrieben werden. Dabei wird nach Erreichen des ersten Schenkels 14 durch den Mitnehmeranschlag 17 der erste Schenkel 14 mit ausgelenkt.
Sollte es in dem Schwenkbereich, in dem der Mitnehmeranschlag 17 an dem ersten Schenkel 14 anliegt, zu einem Ausfall des Elektromotors 7 kommen, so bewegt der erste Schenkel 14 das Zahnsegment 3 so weit in Volllastrichtung, bis der erste Schenkel 14 auch in Anlage an den Notlaufanschlag 18 gelangt.
Damit befindet sich auch die Drosselklappe in einem einen Notlauf der Brennkraftmaschine sicherstellenden Öffnungsgrad.
Bei einem Antrieb des Zahnsegments 3 in Volllastrichtung schwenkt das Zahnsegment 3 so weit, bis es mit seiner nicht dargestellten zweiten Anschlagfläche zur Anlage an dem den Volllastanschlag bildenden ersten Schenkel 9 zur Anlage kommt und diesen um ein gewisses Maß auslenkt.
Die Drehfeder besitzt eine Windung 219 mit der sie einen fest angeordneten zweiten Dom 20 umschließt.
Ein zweiter Schenkel 21 der Drehfeder ist an einem feststehenden zweiten Anschlag 22 abgestützt, der ein Verdrehen der Drehfeder entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert.

1: Drosselklappenstutzen
2: Stellwelle
3: Zahnsegment
4: Antriebsritzel
5: Getriebeachse
6: Zahnrad
7: Elektromotor
8: Minimallastanschlag
9: erster Schenkel
10: Anschlagfläche
11: Dom
12: Windung
13: Notlauffeder
14: erster Schenkel
15: zweiter Schenkel
16: Anschlag
17: Mitnehmeranschlag
18: Notlaufanschlag
19: Windung
20: Dom
21: zweiter Schenkel
22: zweiter Anschlag

Claims

Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmendes, insbesondere als Drosselklappe ausgebildetes, auf einer Stellwelle in einem Gehäuse angeordnetes Stellglied, wobei die Stellwelle über ein drehfest mit ihr verbundenes Stellteil mittels eines reversierbar antreibbaren Stelltriebes zwischen einer durch einen Minimallastanschlag definierten Minimallaststellung und einer einen Volllastanschlag definierten Volllaststellung um die Drehachse der Stellwelle schwenkbar antreibbar ist, mit einer Rückstellfeder, durch die die Stellwelle in Minimallastrichtung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil von einem Schenkel (9, 14) einer Drehfeder beaufschlagbar ist, die radial außerhalb des Schwenkbereichs des Stellteils fest angeordnet ist, wobei der Schenkel (9, 14) der Drehfeder in den Schwenkbereich des Stellglieds ragt.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder eine oder mehrere Windungen (12, 19) aufweist, von deren Zentrum sich der Schenkel (9, 14) nach außen wegerstreckt.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (12, 19) der Drehfeder einen gehäusefesten Dom (11, 20) umschließen.
Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder einen zweiten sich vom Zentrum nach außen wegerstreckenden Schenkel (15, 21) aufweist.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (15, 21) an dem Gehäuse gegen Verdrehen um das Zentrum der Drehfeder abgestützt ist.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (15, 21) an einem oder mehreren gehäusefesten Anschlägen (16, 22) abgestützt ist.
Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder die Schenkel (9, 14, 15, 22) der Drehfeder zumindest annähernd in der Ebene des Schwenkbereichs des Stellteils erstrecken.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil einen Anschlag (17) aufweist, durch den der Schenkel (9, 14) der Drehfeder beaufschlagbar ist.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil ein Zahnsegment (3) ist, in das ein von dem Stelltrieb drehbar antreibbares Antriebsritzel (4) eingreift.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (4) Teil eines Getriebes ist.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelltrieb ein reversierbarer Elektromotor (7) ist.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (9) der Drehfeder den Volllastanschlag bildet.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder eine Notlauffeder (13) ist, durch die das Stellteil aus einer der Minimallaststellung nahen Stellung in Volllastrichtung bis zu einer Notlaufstellung der Stellwelle (2) bewegbar beaufschlagbar ist.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil einen Mitnehmeranschlag (17) aufweist, den der Schenkel (14) der Drehfeder zwischen der der Minimallaststellung nahen Stellung des Stellteils und der Notlaufstellung in Volllastrichtung kraftbeaufschlagt.
Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegbarkeit des Schenkels (14) der Drehfeder in Volllastrichtung durch einen die Notlaufstellung definierenden gehäusefesten Notlaufanschlag (18) begrenzt ist.
Lastverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder eine koaxial zur Drehachse der Stellwelle (2) angeordnete zweite Drehfeder ist.