DE1905910A1

DE1905910A1 - Steuerung fuer die Stellung der Vergaser-Drosselklappe und fuer die ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Steuerelemente in Kraftfahrzeugen mit automatischem Antrieb

Info

Publication number: DE1905910A1
Application number: DE19691905910
Authority: DE
Inventors: Gardner Robert C; Morris Mcallister
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-04-22
Filing date: 1969-02-06
Publication date: 1969-11-06
Also published as: US3498156A; GB1212653A

Description

HauptbeSchreibung

Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf ein Kraftfahrzeug mit automatischem Antrieb, das eine durch eine Drosselklappe gesteuerte Verbrennungskraftmaschine und ein automatisches Mehrganggetriebe zur Abgabe eines Drehmomentes von dieser Maschine auf die Antriebswelle des Kraftfahrzeuges umfaßt. Bei herkömmlichen Ausführungsformen soldier Kraftfahrzeuge ist nun eine direkte, mechanische Verbindung zwischen der Drosselklappe der Maschine und einer dieser zugeordneten Hebel- oder Gestängeanordnung geschaffen, welche mechanisch mit dem Gaspedal verbunden ist und so durch den Fahrer des Fahrzeuges bei Betätigung des Gaspedals betätigt werden kann. Diese Hebelanordnung ist andererseits über ein ihre Bewegung übertragendes Gestänge mit einem ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Steuerelement am Getriebegehäuse verbunden. Ist die Hebelanordnung in der ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Lage, dann übersteuert das das Herunterschalten steuernde Element das Bestreben des Steuerventilsystems, automatisch einen Gangwechsel herbeizuführen. Um ein Herunterschalten von einem höheren Gang zu einem niedrigeren oder Langsamgang zu forcieren entspricht es dem Regelfall, das Gestänge so einzustellen, daß ein forciertes Herunterschalten des Getriebes nur dann stattfindet, wenn die Drosselklappe der Maschine in eine weit geöffnete Lage oder über diese Lage hinaus geöffnet wird. Das Herunterschalten des Getriebes wird also durch die Öffnung der Drosselklappe der Maschine bestimmt. Um nun eine geeignete Wechselbeziehung zwischen der Betätigung des Gaspedals oder der Öffnung der Drosselklappe und deai Steuerelement für das Herunterschalten des Getriebes zu schaffen, müssen sowohl das Gestänge für die Steuerung des Heruntersehaltens, wie auch das Drosselklappengestänge der Maschine sorgfältig eingestellt werden. Ist dieses System mangelhaft eingestellt und wird dann das Gaspedal für einen Kick-Down gedrückt,

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dann kann es vorkommen, daß die Elemente des Drosselklappengestänges übermäßig beansprucht werden und dadurch das Gestängesystem ausfällt, mit der Folge, daß hinsichtlich des Hochschaltens des Getriebes Unregelmäßigkeiten auftreten. Eine mangelhafte Einstellung des Gestängesystems kann natürlich auch in einem zu frühen oder zu spaten Herunterschalten des Getriebes hinsichtlich der weiten Offnungsstellung der Drosselklappe der Maschine resultieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gestängesystem zu schaffen, welches die vorgeschilderten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird dadurchgelöst, daß eine zweiteilige Hebelanordnung zur Anwendung kommt, die am Aufbau des Kraft- ™ fahrzeuges schwenkbar gelagert ist. Ein Teil dieser Gestängeanordnung ist mechanisch mit dem Gaspedal und der andere Teil ist mit dem Drosselklappengestänge der Maschine verbunden. Die zwei Teile der Hebelanordnung sind mittels einer Feder mit totem Gang miteinander verbunden, so daß sie während den normalen Einstellungen der Vergaser-Drosselklappe der Maschine innerhalb vorgewählter Grenzen einheitlich bewegt werden, tfird die Drosselklappe der Maschine über die weit offene Stellung hinaus bewegt, dann kommt der andere Teil der Hebelanordnung in Wirkverbindung mit einem Anschlag und verhindert so eine weitere Bewegung der Drosselklappe. Da jedoch die Feder unter der verstärkten Kraft nachgibt, ,

die auf die Ilebelanordnung durch die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer ausgeübt wird, kann eine fortgesetzte Bewegung des uinen Teils der Hebelanordnung stattfinden. Dieser eine Hebelteil ist mechanisch mit der Steuerung für ein forciertes Herunterschalten des automatischen Getriebes verbunden.

In der noch zu beschreibenden Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung ist die Steuerung zum Herunterschalten des Getriebes mit dem einen Hebelteil über ein Betätigungskabel

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verbunden, dessen eines Ende mit dem ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Steuerelement und dessen anderes Ende mittels einer Überlastungsfeder mit dem einen Hebelteil verbunden ist. Das Kabel ist am Getriebegehäuse verankert, und der Abstand zwischen dieser Verankerungsstelle •und dem Ende des Kabels, das mit dem ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Steuerelement verbunden ist, bestimmt die Stellung, in welcher ein Herunterschalten des ,Getriebes vorgenommen wird. Dies bringt den Vorteil, daß Fertigungstoleranzen im Zusammenbau des Fahrzeuges keinen Einfluß nehmen auf diese ein Herunterschalten des Getriebes bewirkende Stellung, auch Einstellungen, die an der Verga-φ ser-Drosselklappe der Maschine vorgenommen werden, bringen keine Beeinflussung und umgekehrt ist es möglich, die ein Herunterschalten des Getriebes bewirkenden Steuerelemente einzustellen, ohne daß dadurch die Bewegung der Vergaser-Drosselklappe der Maschine beeinflußt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtt

Figur 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Gestängeanordnung,

P Figur 1 A eine der Figur 1 ähnliche Ansicht, bei welcher

Teile in vergrößertem Maßstab gezeichnet sind,

Figur 1 B die Einzelheit 1 B der Figur 1 in vergrößertem Maßstab,

Figur 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1 nach der Linie 2-2,

Figur 2 A eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1 nach der Linie 2A-2A,

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Figur 3 eine Seltenansicht der Anordnung gemäß Figur 1 In Richtung des Pfeiles 3,

Figur 4 eine Ansicht des einen Telia der In Figur 1 gezeigten Hebelanordnung,

Figur 5 eine Ansicht des zweiten Teils der in Figur 1 gezeigten Hebelanordnung, und

Figur 6 ein Schaubild zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Anstellwinkels der Drosselklappe von der auf das Gaspedal einwirkenden Kraft.

In den Figuren 1 bezeichnet 10 den Boden des aus Blech hergestellten Aufbaus eines Kraftfahrzeuges. Der Boden umfaßt eine Vorderwand 12, welche den Motorraum 14 von dem Fahrgastraum 16 trennt. U-Eisen 18 versteifen die Vorderwand Bin Gas- oder Fahrpedal 20 ist an einem Stützwinkel 22 schwenkbar gelagert, der mittels Bolzen 24 am Boden 10 befestigt ist. Der Stützwinkel 22 ist mit einem Auge 26 zur Lagerung der Pedalachse 28 versehen. Diese Pedalachse ist an ihren Enden durch das untere Ende des Pedals 20 gehalten. Mit der unteren Fläche des Pedals 20 IsIr ein Blechstreifen 30 verschraubt oder sonstwie fest verbunden. Der obere Abschnitt 32 dieses Streifens steht' in Wirkverbindung mit dem einen Ende 34 einer in ihrer Gesamtheit mit 36 bezeichneten Hebelanordnung. Der durch das Ende 34 getragen· Stift 38 ist in Wirkverbindung gehalten mit einem abgesetzten Teil 40 des Blechstreifens 30, so daß dadurch das Pedal 20 nor« malerweis· Mit dem Snde 34 in Wirkverbindung steht.

Mit der Vorderwand 12 ist mittels Bolzen 44 ein Stützwinkel 42 verschraubt. Dieser Stützwinkel 42 umfaßt zwei mit Abstand voneinander angeordnet· Tragflächen 46 und 48, die in zueinandfer ausgerichteten öffnungen einen Stift 50 la gern. Dieser Stift 50 lagert einen in Figur 4 im Detail dar-

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gestellten unteren Teil '52 der Hebelanordnung 36. Der Hebelteil 52 umfaßt eine Basis 53 und zwei seitliche Flanschen 54 und 56, die in Öffnungen den Stift 50 aufnehmen. Das der Basis 53 ferne Ende des Hebelteils 52 kann, wie aus Figur 4 erkennbar, abgesetzt sein, und es ist dieses Ende, welches vorstehend mit 34 bezeichnet wurde und welches mit dem Pedal 20 in Eingriff steht. In Figur 5 ist der obere T_eil 58 der Hebelanordnung 36 dargestellt. Dieser Hebelteil umfaßt eine Basis 6O mit zwei seitlichen Flanschen 62 und 64, welche innerhalb der Flanschen 54 und 56 des Hebelteils 52 liegen. Auch diese Flanschen 62 und 64 nehmen in Öffnungen den Stift 50 auf. Der Hebelteil 58 ist also gegenüber dem Stütz- ^ winkel 42 um eine Achse schwenkbar, die auch die Schwenkachse für den Hebelteil 52 darstellt.

Eine Vorspannungs-Spiralfeder 66 umfaßt mit ihren Wicklungen den Stift 50» und das eine Ende 68 dieser Feder 66 wird zwischen den Flanschen 54 und 56 des Hebelteils 52 aufgenommen und hintergreift dessen Basis 53» während das andere Ende 70 der Feder zwischen den Flanschen 62 und 64 des Hebelteils 58 aufgenommen wird und dessen Basis 60 hintergreift. Die Feder 66 spanntalso die Teile 58 und 52 gegeneinander vor. Nachdem die beiden Hebelteile mit der Feder zusammengebaut sind, wird ein Abstandselement 72 zwischen das obere Ende des Teils 52 und das untere Ende des Teils 58 eingesetzt, welches, wie ψ aus Figur 1 erkennbar, die Relativbewegung des Teils 58 bezüglich des Teils 52 begrenzt und ermöglicht, daß beide Teile gemeinsam um die Achse des Stiftes 50 verschwenken, wenn das Gas- oder Fahrpedal 20 betätigt wird. Das oberste Ende des Hebelteils 52 der Hebelanordnung 36 ist bei 74 mit einem Kabel 76 gelenkig verbunden, das Kabel 76 ist mit einem Auge zur Aufnahme eines Stiftes versehen, der an dem oberen Ende des Hebelteils 52 gelagert ist. Ein mittels Bolzen 82 mit der Vorderwand 12 verschraubter Stützwinkel 80 haltert einen Bund 78, welcher das Kabel 76 führt.

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Die in ihrer Gesamtheit mit 79 bezeichnete Maschine des Fahrzeuges umfaßt einen Einstellhebel 81 der Vergaser-Drosselklappe, welcher mit einer die Klappe tragenden Schwenkwelle verbunden ist. Ein Arm 82 dieses Hebels 81 ist mit dem einen Ende des Kabels 76 gelenkig verbunden. Ein das Kabel abstützender Stützwinkel 8k ist mittels Bolzen am Ventilgehäusedeckel 86 befestigt. An einem anderen Arm 88 des Hebels 80 greift eine Zugfeder 90 eui, deren anderes Ende einen von mehreren Zähnen 92 hintergreift, die an einem Verankerungsteil 9^ ausgebildet sind, der gleichfalls an dem Ventilgehäusedeckel 86 befestigt sein kann. Die Feder 90 ist normalerweise bestrebt, das Drosselgestänge in eine Lage zu bewegen, in welcher die Drosselklappe geschlossen ist. ',ird die Hebelanordnung 36 durch Betätigung des Pedals 20 in der Darstellung gemäß Figur 1 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, dann wird die Feder 90 gezwungen nachzugeben. Bei einem solchen Verschwenken der Hebelanordnung 36 wird die Drosselklappe geöffnet, und erreicht die Hebelanordnung ihre Begrenzungslage, dann kommt das obere Ende des Hebelteils 58 mit einem Anschlag 96 in Wirkverbindung, der mit dem Fahrzeugaufbau fest verbunden oder einen Teil desselben bilden kann. Diese Grenzlage ist in Figur 1A strichpunktiert eingezeichnet.

Der untere Teil 52 der Hebelanordnung 36 ist mit einer Verlängerung 98 versehen, deren radial außenliegender Teil als eine Federaufnahme 100 ausgebildet ist. Die Verlängerung kann eine Fortsetzung des Flansches 56 darstellen und mit diesem in einer Ebene liegen. Die Aufnahme 100 ist mit einer Öffnung 102 versehen, welche ein Auge oder einen Federanker "\0k aufnimmt. Dieser Federanker 104 verankert eine Windung einer konischen Feder 106, und die Öffnung 102 und diese Feder IO6 sind dtirchdrungen von dem einen Ende eines Kick-Down-Kabels 108. Das Ende dieses Kabels 108 ist mit einem Wulst oder Verankerungselement 110 versehen. Das Element 110 kann aus Glas hergestellt sein,, wenngleich auch andere Arten von Verankerungselementen verwendet werden können.

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Das Kabel 108 ist durch einen Bund 112 hindurchgeführt, der mittels eines Stützwinkels 114 an der Vorderwand 12 festgelegt ist. Der Stützwinkel 114 wird durch Bolzen 116 gehalten. Das Kabel 108 erstreckt sich innerhalb eines Kabelraan- ^l tels 120 zu dem Getriebe hin, das in seiner Gesamtheit mit 122 bezeichnet ist. Mit dem Getriebegehäuse ist ein Stützwinkel 124 mittels Bolzen 126 und 128 verschraubt. Der Stützwinkel ist mit einem Auge 130 versehen, das einen Bund 132 aufnimmt. Der Kabelmantel 120 ist direkt mit dem Bund 132 verbunden, der ein Federgehäuse 134 abstützt, innerhalb welchem eine Getriebe-Kick-Down-Feder I36 angeordnet ist. Diese Feder sitzt auf einer Schulter auf, die innerhalb des Gehäuses 134 ausgebildet ist, ihr anderes Ende sitzt auf einer Unterlagscheibe 138 auf, die mit dem Kabel 108 fest verbunden ist. Das Kabel ist mittels eines Auges 14O mit einem Arm 142 eines Kick-Down-Hebels 144 verbunden. Dieser Hebel bildet einen Teil des automatischen Steuerventilsystems und bewirkt, daß das Kick-Down-Ventil des Ventilsystems in eine Lage bewegt wird, in welcher das Ventilsystem das Getriebe auf einen Langsamgang bringt, wodurch das Bestreben des Ventilsystems übersteuert wird, die Steuerung des Gangwechsels automatisch vorzunehmen*

Das Verankerungselement 110 ist normalerweise nicht mit der konischen Feder IO6 in Wirkverbindung gehalten. Es kommt jedoch mit dem vorderen Ende dieser Feder IO6 in Wirkverbindung, Tirenn das Gas- oder Fahrpedal 20 in eine Lage bewegt wird, welche der weit offenen Lage der Drosselklappe entspricht. Zu diesem Zeitpunkt kommt das obere Ende des Hebelteils 58 der Hebelanordnung 36, wie vorbeschrieben, mit dem Anschlag 96 in Wirkverbindung. Wird nun das Pedal 20 weiterbewegt, dann wird die Feder 106 zusammengedrückt und erreicht die Verschiebung der Feder einen wählbaren Wert, wird sie also beispielsweise um etwa 2 mm verschoben, dann beginnt die Kick-Down-Feder 136 nachzugeben. Dadurch wird dann der

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Steuerhebel zum Herunterschalten des Getriebes in die ein forciertes Herunterschalten bewirkende Lage bewegt. Bewegt der Fahrer weiterhin das Pedal 20 in eine Überlastungslage, dann werden die Bauelemente des Systems nicht Überlastet, denn es wird dadurch nur eine weitere Durchbiegung der Federn 106 und 136 bewirkt. Dieses Nachgeben der Federn IO6 und 136 schafft für den Fahrer des Fahrzeuges die Möglichkeit, die Lage des Gas- oder Fahrpedals zu fühlen, in welcher ein forciertes Herunterschalten eingeleitet wird.

Um die Lage zu steuern, in welcher ein Herunterschalten vorgenommen wird, ist es lediglich erforderlich, die Toleranz zwischen der Gelenkverbindung des Kabels IO8 an dem Arm i42 und der Verbindung des Stutzwinkels 124 am Getriebegehäuse zu steuern. Diese Toleranz kann während der Montage leicht gesteuert werden. Es sind dann keine weiteren Einstellungen erforderlich, wenn die Montage erfolgt ist, und es ist auf diese Art und Weise die Möglichkeit geschaffen, daß die Lage, in welcher ein Herunterschalten des Getriebes bewirkt wird, durch Fertigungs- und Montagetoleranzen keiner Änderung unterworfen wird. Bin weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß es mit dem erfindungsgemäßen System nicht möglich ist, da# Gestängesystem der Drosselklappe zu überlasten. Die Maxima!kraft, die auf das Drosselgestänge Über das Kabel 76 ausgeübt werden kann, ist der Wert, der erreicht wird, wenn der Teil 58 der Hebelanordnung 36 alt dem Anschlag 96 in Wirkverbindung koaat. Wenngleich eine weitere Bewegung bei einer weitergehenden Betätigung des Pedals 20 Möglich ist, findet keine weitere Schwenkbewegung des Teiles 58 statt.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es auch möglich, die für irgendeinen Einbau erwünschte Pedalkraft präzise mit der Öffnung der Drosselklappe abzustielen. Unter Heranziehung des Schaubildes gemäß Figur 6 kann in diesen Zusammenhang festgehalten werden, daß bei herkömmlichen Ausführungs-

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formen von Kraftfahrzeugen mit automatischem Getriebe der maximale Pedaldruck dann auftritt, wenn die weit offene Stellung der Drosselklappe erreicht ist. Der Pedaldruck erhöht sich dann sehr plötzlich, weil sich die vorgespannte Feder 66 durchbiegt und auch eine Durchbiegung der Federn 106 und 136 stattfindet. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt der Kick-Down.

Es sei darauf hingewiesen, daß zunächst die Hebelanordnung 36 in dem Fahrgastraum und dann erst das Abstandselement installiert wird. Die Teile 58 und 52 können also zunächst

^ in bezug aufeinander frei verschwenken, und wird dann das Abstandselement 72 installiert, dann wird dadurch die Feder 66 vorgespannt. Die Vorspannung der Feder bewirkt, daß die Teile 58 und 52 der Hebelanordnung 36 gemeinsam verschwenken. Dieses gemeinsame Verschwenken findet innerhalb der normalen Begrenzungen der Einstellung der Vergaser-Drosselklappe statt. Nur wenn die maximale, weit offene Stellung der Drosselklappe erreicht ist, wird der eine Hebelteil gegenüber dem anderen Hebelteil verschwenkt, in welchem Zusammenhang es wünschenswert ist, daß die weit geöffnete Stellung der Drosselklappe erreicht wird, kurz be-. vor diese weit offene Einstellung erreicht ist. Dies kann auf einfache Art und Weise dadurch erreicht werden, daß man

ψ den Abstnd zwischen dem Auge ι4ό und den Haltebolzen 126 und 128 des Stützwinkels 12*1 ändert. Es bedarf dann keiner weiteren Einstellungen während der Hontage von Fahrzeugaufbau und Getriebe, und das System besitzt keine Möglichkeit, seine einmal gewählte Einstellung zu ändern.

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Claims

. n . 190591Q Ansprüche

1. Vom Fahrer eines Kraftfahrzeuges mit automatischem An-/ tx'ieb durch Betätigung des Gas- oder Fahrpedals gesteuert beeinflußbares Gestängesystem zur Steuerung •der Stellung der Vergaser-Drosselklappe und der ein Herunterschalten des automatischen Mehrganggetriebes bewirkenden Steuerelemente, gekennzeichnet durch eine Ilebelanordnung (36) aus zwei mittels einer Feder (66, 67» 68) gegeneinander vorgespannten und um eine gemeinsame, wagenfeste Achse (50) innerhalb vorwählbarer liinstellbegrenzungen gemeinsam ver schwenkbar en Teilen (52, 58)» von welchen der eine (52) mit dem Gas- oder Fahx*pedal (20) in Virkverbindung gehalten und der andere (58) über ein biegsames Kabel (76) mit dem Drosselklappenhebel (81) verbunden ist, wobei der eine Hebelteil (52) mit den ein Herunterschalten des Mehrganggetriebes (122) bewirkenden Steuerelementen (1^2, 144) mittels eines weiteren Kabele (108) verbunden und für den anderen Hebelteil (58) ein dessen Schwenkweg begrenzender, wagenfester Anschlag {9&) vorgesehen ist.

2. Gestängesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverbindung (108) zwischen dem einen Hebelteil (52) und den ein Herunterschalten des Mehrganggetriebes (122) bewirkenden Steuerelementen (1^2, ikk)

+
eine einen toten Gang aufweisende Teilverbindung um-

iaßt.

3· Gestän_besysteni nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des weiteren Kabels (IO8) über eine nachgiebige Feder (136) mit den ein Herunterschalten des Mehrganggetriebes (122) bewirkenden Steuerelementen {lh:}, ikh) verbunden ist, und daß dessen anderes

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Ende ein mit dem einen Hebelteil (52) in einer Schwenklage von diesem in Wirkverbindung kommendes Verankerungselement (11O) trägt, welche einer weit offenen Stellung der Drosselklappe entspricht.

4. Gestangesys tem mindestens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeicluiet, daß das andere Ende des weiteren Kabels (1O8) eine durch den einen Hebelteil (5^) getragene und durch das Verankerungelement (11O) zusammendrückbare Feder (1O6) durchdringt·

5· Ge s täiiy e sys tem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Kabel (1O8) mittels eines Stützwinkels (124) an dem stationären T_eü des Mehrganggetriebes (122) lösbar befestigt ist, an welchem auch die ein Herunterschalten des Mehrganggetriebes bewirkenden Steuerelemente (i42, i44) schwenkbar gelagert sind.

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