DE2724828C2

DE2724828C2 - Elektrisch ansteuerbare Stellvorrichtung

Info

Publication number: DE2724828C2
Application number: DE2724828A
Authority: DE
Inventors: Otto 7000 Stuttgart Barthruff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1985-08-08
Also published as: US4237742A; DE2724828A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer elektrisch ansteuerbaren Stellvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei solch einer bekannten Stellvorrichtung reicht jedoch das einzige Untersetzungsgetriebe, welches zwischen dem Elektromotor und der elektromagnetischen Kupplung angeordnet ist, nicht aus, um die erforderliche Untersetzung der Drehzahl des Elektromotors in die Bewegung des Gasgestänges bei verhältnismäßig großer Versteükraft umzusetzen. Außerdem ist bei der bekannten Stellvorrichtung das Gasgestänge mit der Abtriebswelle der elektromagnetischen Kupplung derart zwangsgekoppelt, daß auch bei abgeschalteter Stellvorrichtung das abtriebsseitige Kupplungsteil mit der Ausgangswelle der Stellvorrichtung bei jeder Gashebelbewegung mitbewegt wird.

Aufgabe. Lösung und Vorteile der
Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch ansteuerbare Stellvorrichtung zu schaffen, die mit einem verhältnismäßig schnellaufenden kleinen Elektromotor ausgestattet werden kann sowie verhältnismäßig preiswert und für Großmengenfertigung geeignet ist, wobei die Stellvorrichtung die erforderliche verhältnismäßig große Verstellkraft bei einem großen Verstellweg aufzubringen hat und dennoch nach dem Abschalten schnell selbsttätig in ihre Nullstellung zurückgeht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Dabei ist von Vorteil, daß die Stellvorrichtung außer dem ersten Untersetzungsgetriebe zwischen Elektromotor und elektromagnetischer Kupplung mit einem zweiten Untersetzungsgetriebe zwischen Kupplung und Gasgestänge versehen ist. Dadurch wird die erforderliche Untersetzung der Drehzahl des schnellaufenden Elektromotors in eine fein einstellbare Bewegung des ausgangsseitigen Elements des zweiten Untersetzungsgetriebes und somit die Bewegung des Gashebels bei verhältnismäßig großer Verstellkraft erreicht. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die Anordnung und Ausbildung des zweiten Untersetzungsgetriebe bei abgeschalteter Stellvorrichtung deren abtriebsseitiges Kupplungsteil nicht mehr zwangsläufig bei Gashebelbewegungen über das Gasgestänge mitbewegt wird, so daß die die Kupplungsteile in gelöster Stellung haltenden Federelementen frei von Reibeinflüssen durch Relativbewegungen der Kupplungsteile zueinander bleiben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Stellvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft sind das als Ritzel-Schwinge ausgebildete zweite Untersetzungsgetriebe und dessen Zuordnung zur Stellvorrichtung sowie die Fluchtfehler ausgleichende Anordnung eines Potentiometers als Rückmeldemittel der Stellung des Gashebels.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in

F i g. 1 eine Stellvorrichtung, teilweise im Längsschnitt und in

Fi g. 2 eine Seitenansicht der Stellvn^rrichtung und eine schematische Darstellung der Verbindung zum Gashebel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in der Zeichnung dargestellte elektrisch ansteuerbare Stellvorrichtung wird mit einer Einrichtung zum Konstanthalten der Fahrgeschwindigkeit verwendet, um bei Kraftfahrzeugen die Verstellung des Gashebels des Verbrennungsmotors zu bewirken. Die Stellvorrichtung verstellt den Gashebel in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Fahrgeschwindigkeitsreglers, der die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mit einem eingestellten Sollwert vergleicht, derart, daß die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs dem eingestellten Sollwert immer möglichst nahe kommt. Die Stellvorrichtung muß dabei so beschaffen sein, daß sie auf besonderen Befahl sofort in ihre Nullstellung zurückkehren kann. Dieser Fa!! kann z. B. eintreten, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs vor dem Verstellen des Gangschalthebels das Kupplungspedal betätigt. Bei der plötzlichen Lastwegnahme würde die Motordrehzahl stark ansteigen und könnte dabei unzulässige Werte erreichen. Um das zu verhindern, muß der Gashebel sofort zurückgestellt werden.

Die Stellvorrichtung hat einen Elektromotor 1. an dessen Motorwelle eine Schnecke 2 angeordnet ist. (Sie ist in F i g. 1 um einen spitzen Winkel zur Motorlängsachse geschwenkt dargestellt.) Die Schnecke 2 ist im Gehäuse 3 einer elektromagnetischen Kupplung 4 aufgenommen. Am Gehäuse 3 ist in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise der Elektromotor 1 angeschraubt. Das Gehäuse 3 selbst ist an einer Lagerplatte 5 mit Schrauben 6 befestigt. Die Schnecke 2 kämmt mit einem Schneckenrad 7. Die Schnecke 2 bildet dabei das eingangsseitige und das Schneckenrad 7 das ausgangsseitige Getriebeelement eines ersten Untersetzungsgetriebes. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schneckenrad 7 aus Kunststoff gefertigt und auf einem scheibenförmigen Magnetanker 8 befestigt. Das Schneckenrad 7 und der Magnetanker 8 bilden zugleich das eingangsseitige Kupplungselement der elektromagnetischen Kupplung 4 der Stellvorrichtung. Über die elektromagnetische Kupplung 4 ist das erste Untersetzungsgetriebe 2, 7, 8 mit einer Ausgangswelle 9 des ersten Untersetzungsgetriebes verbindbar. Auf der Ausgangswelle 9 ist das eingangsseitige Kupplungselement 7, 8 dreh- und verschiebbar gelagert. Das ausgangsseitige Kupplungselement ist auf der Ausgangswelle 9 befestigt und als Flußleitring 10 ausgebildet, in dem eine auf einem Spulenträger 11 sitzende Magnetspule 12 untergebracht ist. Das Schneckenrad 7 ist an seiner dem Flußleitring 10 zugewandten Stirnseitr mit einer Verzahnung 13 versehen. Sie ist mit einer entsprechenden Verzahnung 14 an der dem Schneckenrad 7 gegenüberliegenden Stirnseile des Flußleitrings 10 in Eingriff bringbar. Zwischen den beiden Kupplungselementen — dem Schneckenrad 7 und dem Flußlciiring 10 — isi außerhalb der Verzahnung 13, 14 eine Wellfcderschetbe 15 angeordnet, welche die beiden Kupplungselemente 7, 10 auseinanderdrückt.

Das das erste Untersetzungsgetriebe 2, 7 und die Kupplung 4 aufnehmende Gehäuse 3 ist mit einem Dekkel 16 aus Isolierstoff abgeschlossen.

Aus der dem Deckel 16 zugewandten Stirnseite des Flußleitrings 10 sind federnde Kontakte 17 und 18 der Magnetspule 12 geführt. Sie liegen an Schlciferbahnen 19 und 20 an,die an einem senkrecht zur Längsachse der Kupplung 4 ausgebildeten Flansch 21 des Deckels 16 angebracht sind. Die Schleiferbahnen 10 und 20 haben

ίο aus dem Deckel 16 ragende Anschlüsse 22 für die Stromzuführung der Magnetspule 12.

Im Deckel 16 ist koaxial zur Ausgangswelle 9 ein Potentiometer 23 befestigt. Das Potentiometer 23 hat eine Anschlußwellc mit einem Endabschnitt 24 rechtekkigen Querschnitts. Am Flußleitring 10 ist eine Mitnehmerscheibe 25 mit Ansatzschrauben 26 befestigt, so daß die Mitnehmerscheibe 25 senkrecht zur Längsachse der Ausgangswelle 9 und senkrecht zur den Längsseiten eines Schlitzes 27 in der Mitnehmerscheibe 25 verschiebbar ist. Der Schlitz 27 ist in seiner Breite den Querseilen des rechteckigen Endabschniits 24 angepaßt. Die Länge des Schlitzes 27 ist größer als die Längsausdehnung des rechteckigen Querschnitts des Endabschnitts 24. Somit dient die Mitnehmerscheibe 25 als Fluchtfehler zwischen dem Potentiometer 23 und den Kupplungsteilen 9, 10 ausgleichendes Axialkupplungsteil. das zusammen mit dem Endabschnitt 24 eine Axialkupplung zwischen den elektromagnetischen Kupplungsteilen 9,10 und dem Potentiometer 23 bildet.

Die Ausgangswelle 9 des ersten Untersetzungsgetriebes 2, 7 und der Kupplung 4 ist in Gleitlagern 28 und 29 drehbar gelagert, die in einer Gehäusebohrung 30 eingesetzt sind. Ein Endabschnitt 31 der Ausgangswclle 9 ragt aus der Gehäusebohrung 30 und durch eine Öffnung 32 der Lagerplatte 5. Auf dem Endabschnitt 31 der Ausgangswelle 9 ist ein Ritzel 33 befestigt. Das Riizel 33 mit einem Zahnsegment einer Schwinge 34 im Eingriff. Die Schwinge 34 ist an einem an der Lagerplatte 5 befestigten Bolzen 35 schwenkbar gelagert und mit einem Stellhebel 36 drehfest verbunden. Ritzel 33 und Schwinge 34 bilden ein zweites Untersetzungsgel riebe. Am freien Ende des Stellhebels 36 ist ein Anlenkknopf 37 für ein Koppelglied 38 zum Gashebel 39 einer Brennkraftmaschine angebracht. Eine Rückstellfeder 40 umgibt den Bolzen 35. Sie ist mit eineir Ende an einem Haltcstift 41 der Lagerplatte 5 angelenkt und mit ihrem anderen Ende am Stellhebel 36 verhakt. Die Rückstellfeder 40 steht unter Vorspannung und drückt den Stellhebel 36 an einen Anschlag 42. der an der Lagerplatte 5 befestigt ist. In dieser Stellung nimmt die Stellvorrichtung die Nullstellung ein. Eine Abdeckkappe 43 ist an der Lagerplatte 5 eingerastet. Sie umschließt die Teile des zweiten Getriebes. Durch einen Schlitz 44 ragt lediglich der Anlenkknopf 37 in den Bereich des K.oppelgliedes

Gibt der obenerwähnte, nicht näher dargestellte Führgeschwindigkeitsregler nun ein Signal, durch das die Magnetspule 12 erregt wird, so wird der Magnetanker 8 zusammen mit dem Schneckenrad 7 gegen die

bo Kraft der Wellfederscheibe 15 gegen den Flußleitring 10 gezogen. Dabei kommen die Verzahnungen 13, 14 in Eingriff. Das Schneckenrad 8 und der Flußleitring 10 werden kraftschlüssig verbunden. Durch den nunmehr anlaufenden Elektromotor 1 wird über Schnecke 2.

Hi Schneckenrad 8. Flußleitring 10 und Ausgangs«clic 9 das Ril/el 33 verdreht. Das Ritzel 33 schwenkt dabei die Schwinge 34 um einen geu issen Beirag, wobei über die Gestängeieile 36. 37, 38 der Gashebel 39 entsprechend

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bewegt wird. Hierdurch wird wiederum die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs verändert, was schließlich eine Geschwindigkeitsänderung des Kraftfahrzeugs zur Folge hat. Ist der eingestellte Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit erreicht, so wird die an der Magnetspule 12 anliegende Spannung abgeschaltet. Dadurch wird die auf den Magnetanker 8 ausgeübte Kraftwirkung unterbrochen und der Magnetanker 8 wird durch die Wellfederscheibe 15 wieder in seine in F i g. 1 dargestellte Ausgangsslage zurückgeschoben: Die elektromagnetische Kupplung 4 ist wieder gelöst. Darauf wird auch der Elektromotor 1 wieder abgeschaltet. Das Potentiometer 23 dient zur Rückmeldung der Stellung der Ausgangswelle 9 und somit der Stellung des über Stellglied 36 und Koppelglied 38 verstellten Gashebels 33.

Die Betriebsspannung der Magnetspule 12 kann auch dadurch abgeschaltet werden, daß der Fahrer einen Schaltknopf drückt oder das Kupplungspedal bedient. Auch dann wird die elektromagnetische Kupplung 4 gelöst, so daß die Rückstellfeder 40 die Gestängeteile 36,38 in die Nullstellung zurückbewegt und der Gashebel 39 unter dem Einfluß einer Feder entsprechend verstellt wird.

Der Elektromotor 1 ist reversibel, so daß der eingestellte Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit von Fahrgeschwindigkeits-Istwerten angesteuert wird, die über oder unter dem Sollwert liegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

35

40

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch ansteuerbare Stellvorrichtung zum Verstellen des Gashebels eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor, einem nachgeschalteien ersten Untersetzungsgetriebe und einer elektromagnetischen Kupplung, über die die Ausgangswclle, der Stellvorrichtung mit dem ersten Untersetzungsgetriebe kuppelbar ist, welche Ausgangswelle mit einem mit dem Gashebel in Wirkverbindung stehenden Abtriebsglied verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgangsseitige Element (7) des ersten Untersetzungsgetriebes (2, 7), das zugleich als eingangsseitiges Kupplungselement (7,8) ausgebildet ist, drehbar auf der Ausgangswelle (9) gelagert ist, das ausgangsseitige Kupplungselement (10) fest mit der Ausgangswellc (9) verbunden ist und das Abtriebsglied als Zahnrad (33) und zugleich eingangsseitiges Element eines zweiten Untersetzungsgetriebes ausgebildet ist und mit dessen als Zahnsegment (34) ausgebildetem ausgangsseitigem Element in Eingriff steht, das mit dem Gashebel (39) gekoppelt ist.

2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (9) einen durch eine Lagerplaue (5) ragenden Endabschnitt (31) hat, auf dem das Zahnrad (33) angeordnet ist.

3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnsegment (34) an der Lagerplatte (5) schwenkbar angeordnet ist und unter dem Einfluß einer Rückstellfeder (40) an einem Anschlag (42) der Lagerplatte (5) in seiner Ausgangsstellunggehalten ist.

4. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (7, 8; 10) durch eine Stirnverzahnung (13; 14) verbindbar sind.

5. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ausgangsseitigen Kupplungselement (10) ein Spulenträger (11) mit einer Magnetspule (12) untergebracht ist.

6. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (9) mit einem koaxial angeordneten Potentiometer (23) verbunden ist.

7. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (23) über eine Fluchtfehler ausgleichende Axialkupplung (24; 25) mit der Ausgangswelle (9) verbunden ist.

8. Stellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkupplung (24; 25) aus einer Mitnehmerscheibe (24) besteht, die senkrecht zur Längsachse der Axialkupplung (24; 25) verschiebbarist.

9. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Untersetzungsgetriebe (2,7) und die elektromagnetische Kupplung (4) in einem Gehäuse (3) untergebracht sind, das an der Lagerplatte (5) befestigt ist.

10. Stellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) von einem ein Potentiometer (23) enthaltenden Deckel (16) aus Isolierstoff abgeschlossen ist.

11. Stellvorrichtung nach Anspruch! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lagerplatte (5) eine Abdeckkappe (43) angeordnet ist, welche das aus Zahnrad (33) und Zahnsegment (34) gebildete zweite Untersetzungsgetriebe umschließt und eine öffnung (44) hat, durch welche ein Anschlußglied

(37) des Zahnsegments (34 ) für ein Verbindungsteil

(38) zum Gashebel (39) ragt.