DE20211815U1

DE20211815U1 - Luftklappensystem mit Flachband-Gegenfederelement

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Publication number: DE20211815U1
Application number: DE20211815U
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2012-08-01
Also published as: DE10334911A1

Description

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Luftklappensystem mit Flachband - Gegenfederelement

Die Erfindung betrifft eine Luftklappensystemvorrichtung zur gesteuerten Zumessung von Verbrennungsluft in einer Brennkraftmaschine, bei der in einem Drosselklappengehäuseelement ein mit einem Drosselklappenwellenelement verbundenes Drosselklappenelement wenigstens mit einem Gegenfederrelement durch eine Gegenfederbewegung zu verstellen ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 95 35 440 A2 bekannt. Ein Drive-by-Wire System besteht hierbei aus einer Drosselklappeneinheit und einer Verstelleinheit, die sich gemeinsam in einem Gehäuse befinden. Die Drosselklappeneinheit weist wenigstens eine Drosselklappe auf, die mit einer Drosselklappenwelle im Gehäuse angeordnet ist. Die Verstelleinheit besteht aus einer Motoreinheit, einer Rückstellfeder und einer Öffnerfeder, die an der Drosselklappenwelle so .angeordnet sind, daß sich ein Fahrzeug im Normalbetrieb und im Limp-Home-Betrieb bei Ausfall der Motoreinheit bewegen läßt.

Aus der DE 36 31 283 Al ist eine Einrichtung zur gesteuerten Zumessung von Verbrennungsluft in eine Brennkraftmaschine bekannt, die im Falle eines Ausfalls des

elektrischen Stellers an der Drosselklappe einen Notfahrbetrieb zuläßt und ein Zufrieren der Drosselklappe in der Ruhe verhindert. Die Drosselklappe ist mit einer Stellwelle verbunden. An der Stellwelle ist eine Rückführfeder und eine Gegenfeder angeordnet. Während die Rückstellfeder die Drosselklappe in eine Endstellung stellt, sorgt die Gegenfeder dafür, daß die Drosselklappe in einem Ruhewinkel geöffnet wird und den Not fahrbetrieb ermöglicht·.

&iacgr;&ogr; Eine Einrichtung, die ähnlich wie die vorhergenannte aufgebaut ist und ebenfalls zwei Federn einsetzt, ist aus der EP 0 992 662 A2 bekannt.

Diesen drei bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß Spiralfedern zum Einsatz kommen, die bruchanfällig sind. Außerdem haben die Spiralfedern eine Federkraft, die exponentiell ansteigt.

Aus der DE 41 4 0 3 53 Al ist eine Einrichtung zur Einstellung des Luftstroms durch einen Durchstromkörper mit einer Drosselklappeneinrichtung für eine Kraftstoffversorgungsanlage eines Fahrzeugmotors mit interner Verbrennung bekannt. In einem Gehäuse befindet sich eine Feder. Die Feder ist am Anfang gleichfalls spiralförmig ausgebildet und beschreibt einen Winkel von 300°. Danach geht der spiralförmige Teil der Feder in einen U-förmigen Abschnitt über. Die Feder weist ein zweites Ende auf, das sich an den U-förmigen Abschnitt anschließt. Die Feder arbeitet der Drehbewegung des Elektromotors entgegen. Ihre Ausgestaltung sorgt dafür, daß der Drosselschieber bei Ausfall des Elektromotors einen kleinen Durchlaß für einen Notbetrieb ermöglicht .

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Letztendlich wird in der DE 41 24 973 Al eine Lastverstelleinrichtung für eine Antriebsmaschine beschrieben, bei der bei einem nicht aktivierten Stellantrieb eine Drosselklappe unter Wirkung einer Feder in einer durch einen einstellbaren Anschlag bestimmten Stellung außerhalb des normalen Stellbereichs gehalten wird. Als Feder soll allerdings eine Zugfeder, eine Druckfeder oder eine Drehfeder zum Einsatz kommen.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Luftklappenvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß deren Drosselklappenelement einfach und sicher verstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Flachband - Gegenfederelement durch seinen &OHgr;-förmigen Federbogen eine Federkurve aufweist, die im wesentlichen linear ansteigt. Hierdurch lassen sich die Stellkräfte genau und zielgerichteter übertragen. Darüber hinaus ermöglicht die &OHgr;-förmige Form des Federbogens eine Vorspannkraft, die das Drosselklappenelement in einem solchen Öffnungswinkel hält, daß ein Limp-home-Betrieb bei einem Ausfall des Stellmotors möglich ist. Darüber hinaus wird gewährleistet, daß das Drosselklappenelement nicht in der Drosselklappenausnehmung des Drosselklappengehäuses bei tieferen Temperaturen festfrieren kann.

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Am Federbogen des Flachband - Gegenfederelements kann wenigstens ein Halteelement angeordnet sein. Hierdurch läßt sich das Federelement leicht und sicher positionieren.

Als Halteelement kann der Federbogen an einem Ende zu einem Zapfenhaltebogen gebogen werden. An seinem gegenüberliegenden Ende kann eine Halteklammer angeformt sein. Sowohl die Halteklammer als auch der Zapfenhaltebogen sichern einen genauen Halt des Federbogenelements.

&iacgr;&ogr; Die Halteklammer kann im wesentlichen U-förmig ausgebildet sein. Hierdurch ist eine sichere Befestigung möglich.

Das Flachband - Gegenfederelement kann mit seinem Zapfenhaltebogen an einem auf einer Zapfenplatte angeordneten Federhaltezapfen positioniert werden. Die Zapfenplatte kann mit dem Wellenelement verbunden sein. Mit seiner Halteklammer kann das Flachband - Gegenfederelement an einer mit dem Drosselklappenwellenelement verbundenen Zahnkranzeinheit wenigstens teilweise vorgespannt angeordnet sein. Die 0 U-förmig ausgebildete Halteklammer sorgt dabei für einen sicheren Sitz an der Zahnkranzeinheit. Der Haltezapfenbogen hingegen läßt sich leicht hinter den Haltezapfen klemmen. Hierdurch ist eine einfache Montage des Flachbands - Gegenfederelements möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Luftklappensystem mit Flachband - Gegenfederelement in einer schematischen perspektivischen Darstellung,

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Fig. 2 ein Luftklappensystem gemäß Fig. 1 in einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung von oben gesehen,

Fig. 3 ein Luftklappensystem gemäß Fig. 1 in einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung seitlich von unten gesehen,

&iacgr;&ogr; Fig. 4 ein Flachband - Gegenfederelement gemäß den Fig. 1 bis 3 in einer schematisch dargestellten Draufsicht und

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Flachband - Gegenfederelement gemäß Fig. 4 entlang der Linie V-V.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Luftklappensystem mit Flachband - Gegenfederelement dargestellt.

Es besteht aus einem Drosselklappengehäuseelement 1, an das ein Motorgehäuseelement 2 angeformt ist. Auf dem Gehäuseelement ist ein Getriebezapfen 7 angeordnet. Aus dem Gehäuseelement 1 ragt, wie insbesondere Fig. 1 zeigt, das Ende eines Drosselklappenwellenelements 4 heraus. Auf das Drosselklappenwellenelement 4 ist eine Zahnkranzeinheit 6, 8 beweglich aufgesetzt. Sie besteht aus einem Zahnkranzsegment 6, das in einen Anschlagarm 8 übergeht. Das Ende des Zahnkranzsegments 6 schlägt an einen Anschlagzapfen 5 an.

Das Anschlagen des Zahnkranzsegments 6 an den Anschlagzapfen 5 wird durch ein Gegenfederelement 3 bewirkt.

Das Gegenfederelement 3 ist in vergrößerter Darstellung in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Es weist ein Flachband Gegenfederelement 3 0 auf, das in einem &OHgr;-förmigen Federbogen 32 gebogen ist. An einem Ende geht der &OHgr;-förmige Federbogen in einen Zapfenhaltebogen 31 über. An dem gegenüberliegenden Ende ist an den Federbogen 32 ein Halteklammer 33 angeformt. Die Halteklammer 33 ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig mit zwei Klammerschenkeln 33.1, 33.2 gebogen. Wie die Fig. 5 zeigt, wird ein Federstahl mit einer Höhe H von etwa 3mm verwendet. Der Federstahl hat eine Dicke d von etwa 0,5mm.

Das Flachband - Gegenfederelement 3 0 ist mit seinem Zapfenhaltebogen 31 an einem in einem Antriebsgehäuse 14 gehaltenen Federhaltezapfen 10 angeordnet. Die U-förmige Halteklammer 33 ist auf einen Federhaltearm 9, der sich an das Zahnkranzsegment 6 anschließt, aufgesteckt.

Des weiteren weist das Luftklappensystem, wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, einen Drehteller 11 auf, unterhalb dessen ein Rückstellfederelement 12 positioniert ist. Das Rückstellfederelement sorgt dafür, daß das Drosselklappenwellenelement 4 immer in eine definierte Endstellung bewegt wird. Hierdurch kann ein mit dem Drosselklappenwellenelement 4 verbundenes Drosselklappenelement 4 5 in einen der Endstellung entsprechenden Öffnungswinkel verstellt werden.

Das Drosselklappenwellenelement wird mit Hilfe einer Motoreinheit 15 verstellt, die in einem Motorgehäuseelement 2 entsprechend positioniert wird. Oberhalb der Motoreinheit 15 befindet sich ist ein Motorhalteelement 16. Dieses ist

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mit einer Verbindungseinheit 20 verbunden, in die eine Dehnungsschleife 21 eingeformt ist. An einem Ende der Verbindungseinheit 2 0 wird eine Steckereinheit 22 gehalten, die in eine Steckerausnehmung 23 eingesetzt wird, die im Boden des Antriebsgehäuses 14 eingeformt ist.

Der Steckereinheit 22 gegenüberliegend werden von der Verbindungseinheit 20 die Teile eines Hall-Effekt-Sensorelements 19 wie Statorelemente 17, bestehend aus &iacgr;&ogr; Statorteilelementen 17.1, 17.2 mit entsprechenden Abstandsausnehmungen und einem IC-Element 18, gehalten. Ein magnetelement des Hall-Effekt-Sensorelements ist am Drosselklappenwellenelement 4 angeordnet.

Beim Zusammenbauen des Luftklappensystems wird die Verbindungseinheit 2 0 mit den an ihr befindlichen Einheiten 15, 16 sowie 17.1, 17.2, 18 in das Antriebsgehäuse 14 eingesetzt und das Element 19 ausgebildet. Vorher wurde auf das Ende des Drosselklappenwellenelements 4 die Zahnkranzeinheit aufgesteckt und das Gegenfederelement 3 eingebaut. Das Zahnkranzsegment 6 ist dabei zusammen mit dem Zahnradelement 52 Teil eines Getriebes. Die Verbindungseinheit 2 0 deckt dabei, wie insbesondere Fig. 1 zeigt, die eingebauten Teile im wesentlichen ab.

Durch die Motoreinheit 15 wird das Drosselklappenwellenelement über das Getriebe 6, 52 verstellt und damit das Drosselklappenelement entsprechend geöffnet. Hierbei bewegen sich die Zahnkranzeinheit und der Anschlagzapfen 5 mit. Das Rückstellfederelement 12 sorgt dafür, daß mit einer Rückstell-Bewegung R das Drosselklappenwellenelement und damit das Drosselklappenelement 45 in eine Endstellung

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mit dem Anschlagzapfen 5 mit. Das Rückstellfederelement 12 sorgt dafür, daß mit einer Rückstell-Bewegung R das Drosselklappenwellenelement und damit das Drosselklappenelement 45 in eine Endstellung (LeerlaufStellung) bewegt wird. Das Drosselklappenelement 45 ist in der Endstellung in einem bestimmten Winkel geöffnet.

Fällt die Motoreinheit 15 aus, läßt sich das Drosselklappenelement 45 mit Hilfe einer Gegenfeder-Bewegung G von dem

&iacgr;&ogr; Anschlagzapfen 5, an dem das Ende des Zahnkranzsegments anliegt, soweit bewegen, bis das Ende des Anschlagarms 8 an dem Anschlagzapfen 5 anschlägt. Durch die Bewegung zur Feststellung des Öffnungswinkels des Drosselklappenelements 4 5 zwischen den beiden Anschlagmöglichkeiten des Zahnkranzsegments 6 und des Anschlagarms 8 ist ein Notfahrbetrieb des Fahrzeugs mit verminderter Geschwindigkeit in eine Werkstatt gegeben. Durch das &OHgr;-förmig ausgebildete Gegenfederelement 3 ist eine genaue und feine Einstellung gegeben. Darüber hinaus sorgt der eingesetzte Flach-0 bandstahl und die besondere Form dafür, daß ein dauerhafter Betrieb des Gegenfederelements möglich ist.

Claims

1. Luftklappensystemvorrichtung zur gesteuerten Zumessung von Verbrennungsluft in einer Brennkraftmaschine, bei der in einem Drosselklappengehäuseelement (1) ein mit einem Drosselklappenwellenelement (4) verbundenes Drosselklappenelement (45) wenigstens mit einem Gegenfederelement (3) durch eine Gegenfederbewegung (G) zu verstellen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenfederelement (3) als ein Flachband-Gegenfederelement (30) mit einem im wesentlichen Ω-förmigen Federbogen (32) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Federbogen (32) des Flachband-Gegenfederelements (30) wenigstens ein Halteelement (31, 33) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelemente der Federbogen (32) an einem Ende zu einem Zapfenhaltebogen (31) gebogen und am gegenüberliegenden Ende eine Halteklammer (33) angeformt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer (33) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachband-Gegenfederelement (30) mit seinem Zapfenhaltebogen (31) an einem auf einer Zapfenplatte (24) befindlichen Federhaltezapfen (10), der mit dem Drosselklappenwellenelement (4) verbunden ist, und mit seiner Halteklammer (33) an einer mit dem Drosselklappenwellenelement (4) verbundenen Zahnkranzeinheit (6, 8) wenigstens teilweise vorgespannt angeordnet ist.