DE3037549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines Drosselventils bzw. einer Starterklappe einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse ange­ ordneten elektrischen Heizelement, einem ebenfalls in dem Gehäuse angeordneten Bimetallelement, das durch die Wärme von dem Heiz­ element verformbar ist, um das Drosselventil bzw. die Starter­ klappe zu öffnen und zu schließen, und einem zwischen dem Heiz­ element und dem Bimetallelement angeordneten, mit dem Heizelement in Kontakt stehenden wärmeübertragenden Element.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 23 60 454 und GB-PS 13 92 130). Bei den bekannten Vorrichtungen ist das zwischen dem Heizelement und dem Bimetallelement angeordnete, mit dem Heizelement in Kontakt stehende wärmeübertragende Element eine Scheibe, die über Verlängerungen an Masse angeschlossen bzw. geerdet ist. Bei den bekannten Vorrichtungen kann sich beim Be­ trieb der Brennkraftmaschine eine Überhitzung der Vorrichtung ergeben und nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine wird als Folge der Wärmespeicherung in der Vorrichtung die Abkühlung ver­ gleichsweise langsam erhalten, so daß das Bimetallelement sich im Sinne des Schließens des Drosselventils bzw. der Starterklappe entsprechend langsam verformt. Dies kann dazu führen, daß das Drosselventil bzw. die Starterklappe zu langsam geschlossen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der ein­ leitend genannten Art derart auszuführen, daß präzisere Steuerung der Einstellung des Drosselventils bzw. der Starterklappe erhal­ ten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Kühlelement vorgesehen ist, welches an der Außenfläche des Gehäuses angeordnet ist und einen Körper aus einem gut wärmeleitenden Material aufweist und mit einem Halter des Heiz­ elementes über einen wärmeleitenden Stift verbunden ist, der am mittleren Teil des Kühlelementes vorgesehen ist.

Durch die Verwendung des Kühlelementes wird durch die größere Wärmeabfuhr Überhitzung der Vorrich­ tung beim Betrieb der Brennkraftmaschine vermieden und die Ab­ kühlung der Vorrichtung und damit des Bimetallelementes nach Abstellen der Brennkraftmaschine beschleunigt, so daß das Bi­ metallelement besser und genauer auf Temperaturänderungen des Heizelementes anspricht, was wiederum zu einer präziseren Steu­ erung der Einstellung des Drosselventiles bzw. der Starterklappe führt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Kühlelementes;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Mitte des Kühlelementes gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung des Kühlelementes, ge­ sehen in Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeiles A.

Eine in Fig. 1 in Phantomlinien dargestellte Drehwelle S ist an einem Ende mit einem Antriebshebel D zum Öffnen und Schlie­ ßen eines nicht gezeigten Drosselventils bzw. einer Starter­ klappe verbunden. Ein Arbeitshebel L zum Übertragen einer Wär­ meverformung eines Bimetallelements 8 ist an seinem unteren Abschnitt mit dem anderen Ende der Drehwelle S verbunden.

Angrenzend an einen rückwärtigen Abschnitt des Arbeitshebels L ist ein im wesentlichen rundes, becherförmiges Gehäuse 1 vor­ gesehen. Das Gehäuse 1 ist durch Spritzgießen warmfester Kunst­ harze, wie Phenolharz oder festes Vinylchlorid, hergestellt. Es weist einen von seinem äußeren Randbereich nach außen vor­ springenden Flansch 1 F auf, sowie ein Paar Verstärkungsrippen 1 R, die an seiner vorderen Mitte vorgesehen sind. In einem inneren Mittelbereich des Gehäuses 1 ist eine dicke Erhebung 2 mit einem nach innen vorspringenden zylindrischen Halter 3 zum Tragen bzw. Stützen eines Kragens bzw. Rings 4, wie nach­ stehend beschrieben, vorgesehen. Der Halter 3 besteht aus Metall, wie Aluminium, Eisen oder Messing. Bezüglich der Kon­ struktion weist der Halter 3 mehrere in der Außenfläche seines rückwärtigen Endes durch Rändeln gebildete Einkerbungen 5 sowie eine Ringnut 6 mit quadratischem Querschnitt auf. Aus diesem Grund wird der Halter 3 während der Spritzgußherstellung des Gehäuses 1 mit der Mitte der Erhebung 2 ausgerichtet, so daß das Material für das Gehäuse 1 die Einkerbungen 5 und die Nut 6 ausfüllt. Somit ist das Gehäuse 1 einstückig mit dem Halter 3 zu­ sammengepaßt, und außerdem stehen die beiden Elemente mitein­ ander fest in Eingriff, um ein durch Vibration oder Stoß even­ tuell verursachtes Lösen zu verhindern.

Der vorgenannte Kragen 4 steht unter Druck mit dem äußeren Rand­ bereich des vorderen Endes des Halters 3 in Eingriff. Der Kragen 4 besteht aus Metall, wie Aluminium, Eisen oder Messing, und weist einen Heizelementhalter 4 A zum Halten eines Heiz­ elements 7 auf, sowie einen Bimetallelementhalter 4 B, der zum Halten eines Bimetallelements 8 an der vorderen Fläche des Heizelementhalters 4 A vorspringend und einstückig mit diesem vorgesehen ist.

Der Heizelementhalter 4 A weist in seiner Mitte ein Loch auf, dessen Innendurchmesser so bemessen ist, daß es das vordere Ende des Halters 3 unter Druck aufnehmen kann, und auf diese Weise steht der Heizelementhalter 4 A mit dem Halter 3 durch das Loch in Eingriff. Der äußere Randbereich des Heizelement­ halters 4 A hat einen Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß ein Eingriff mit dem Heizelement 7 möglich ist. Weiter­ hin weist der Heizelementhalter 4 A an seinem vorderen Ende einen ringförmigen flachen Wärmeübertragungsflansch 9 auf, derart, daß das Heizelement 7 zwischen der Außenfläche des Heizelementhalters 4 A und der rückwärtigen Fläche des Wärme­ übertragungsflansches 9 gehalten wird.

Der Bimetallelementhalter 4 B ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und eine Ausnehmung in seinem vorderen Ende ist durch eine Platte 10 für den Kontakt mit dem umgebogenen Abschnitt des inneren Endes des Bimetallelements 8 blockiert. Der Bimetallelementhalter 4 B weist weiterhin einen in Richtung seines Durchmessers verlaufenden Schlitz 11 auf, der zur Aufnahme des umgebogenen Abschnitts des Bimetall­ elements 8 dient.

Das Bimetallelement 8 ist ein flacher elastischer Streifen, der aus mehreren dünnen, zusammenlamellierten Metallen unterschiedlicher Wärmeausdehnung besteht und in Form einer Spiralfeder gewunden ist. Der Innendurchmesser in der Mitte des Bimetallelements 8 ist so bemessen, daß das Bimetallelement 8 auf dem Bimetallelementhalter 4 B sitzt. Der umgebogene Abschnitt am inneren Ende des Bimetallele­ ments 8 entlang dem Durchmesser des Bimetallelementhalters 4 B dient zum Einsetzen desselben in den Schlitz 11.

Am äußeren Ende des Bimetallelements 8 ist ein mit dem Arbeits­ hebel L zu verbindender hakenförmiger Abschnitt 8 B vorgesehen. Nach Einsetzen des umgebogenen Abschnitts des Bimetallele­ ments 8 in den Schlitz 11 des Kragens 4 gegen die Elastizität des Bimetallelements 8 wird die Öffnung in der Mitte der mit dem Schlitz 11 in Verbindung stehenden Platte 10 verstemmt, so daß der umgebogene Abschnitt an der Platte 10 befestigt ist. Somit ist das rückwärtige Ende des Bimetallelements 8 aufgrund seiner in Axialrichtung wirkenden Elastizität in engem Kontakt mit dem vorderen Ende des Wärmeübertragungsflansches 9.

Das Heizelement 7 weist einen ringförmigen flachen Körper aus einem keramischen, hitzebeständigen und elektrisch isolierenden Material, wie Aluminiumoxid-Porzellan, sowie ein Wärmeerzeugungs­ element aus Wolfram oder Molybdän auf, das innerhalb des Körpers oder an dessen Oberfläche entlang vorgesehen ist. Weiterhin steht das Heizelement 7 mit einem Ende mit einem Plus-Anschluß und mit dem anderen Ende mit einem Minus-Anschluß 7 B in Ver­ bindung.

Das Heizelement 7 steht mit dem Heizelementhalter 4 A des Kragens 4 in Eingriff und wird mittels einer zwischen der rück­ wärtigen Fläche des Heizelements 7 und der Innenfläche des Ge­ häuses 1 befindlichen Druckfeder 12 gegen den Wärmeübertragungs­ flansch 9 gedrückt. Auf diese Weise ist die vordere Fläche des Heizelements 7 aufgrund der Federkraft der Druckfeder 12 in engem Kontakt mit der rückwärtigen Fläche des Wärmeübertragungs­ flansches 9. Bei der Druckfeder 12 kann es sich um eine konische Spiralfeder handeln.

Das Gehäuse 1 weist an seiner Außenfläche ein im Schnitt im wesentlichen C-förmiges Kühlelement 13 auf, wie in Fig. 3 zeigt. Das Kühlelement 13 ist aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit und guter elektrischer Leitfähigkeit, wie Kupfer, Messing, Aluminium und Eisen, hergestellt und weist einen Körper 13 A mit im wesentlichen C-förmigem Längsschnitt zum Umfassen des Gehäuses 1 entlang der Mittellinie der Außen­ fläche desselben auf, sowie ringförmige Abschnitte 13 B, die von beiden Enden des Körpers 13 A nach innen vorspringen und sich an den Seitenwänden des Gehäuses 1 entlang erstrecken, und die außer­ dem an dem Flansch 1 F entlang einen Flansch 13 F aufweisen. Die Breite des Körpers 13 A ist so bemessen, daß der Körper 13 A zwischen die Verstärkungsrippen 1 R paßt. Ein Zentrierstift 14 mit Kopf wird in den Mittelteil des Körpers 13 A eingesetzt. Dieser Zentrierstift 14 besteht aus Metall, wie Eisen oder Messing; der Kopf desselben ist mit dem Körper 13 A des Kühl­ elements 13 verschweißt, und der Körper 13 A wird unter Druck in den Mittelteil des Halters 3 eingesetzt. Auf diese Weise wird die von dem Heizelement 7 über den Heizelementhalter 4 A des Kragens 4 und den Halter 3 zu dem Zentrierstift 14 geführte Wärme auf das Kühlelement 13 übertragen und von den Flächen des Körpers 13 A und der ringförmigen Abschnitte 13 B mittels Strahlung und Konvektion an die Umgebung bzw. die Luft abge­ geben. Somit wird die Vorrichtung beträcht­ lich gekühlt, so daß ein Überhitzen der Vorrichtung während des Fahrens bzw. Betriebs des Fahrzeugs, in dem die Vorrich­ tung angeordnet ist, verhindert wird, und außerdem eine Zu­ rückführung des Bimetallelements 8 aus der Wärmeverformung nach Abstellen des Fahrzeugs erleichtert wird.

Ein Verbinder 15 B, der mit einem Ende mit dem Minus-Anschluß 7 B des Heizelements 7 in Verbindung steht, steht mit dem anderen Ende mit einem Endabschnitt des Körpers 13 A des Kühlelements 13 in Verbindung.

Das Bezugszeichen 16 bezieht sich auf einen Flansch zur Be­ festigung der Vorrichtung am Fahrzeug bzw. an dessen Karosserie. Der Flansch 16 besteht aus einem Blech aus Metall, wie Aluminium, Eisen oder Messing, und ist an dem äußeren Randbereich des Ge­ häuses 1 vorgesehen, so daß er mit dem Flansch 1 F des Gehäuses 1 mit dem Flansch 13 F des Kühlelements 13 in Verbindung steht. Somit ist der Minus-Anschluß 7 B des Heizelements 7 über das Kühlelement 13 und den Flansch 16 mit der Karosserie des Fahr­ zeugs elektrisch verbunden, d. h. mit der Karosserie geerdet. Auf diese Weise hat das Kühlelement 13 auch die Funktion eines Erdungselements.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist das Bimetallelement 8 in Form einer konischen Spiralfeder ausgebildet, und dessen umgebogener Abschnitt wird unter Druck in den Schlitz 11 des Bimetallelementhalters 4 B des Kragens 4 gegen die Elastizität des Bimetallelements 8 eingesetzt, und auf diese Weise wird das Bimetallelement 8 gegen den Wärmeüber­ tragungsflansch 9 des Heizelementhalters 4 A des Kragens 4 ge­ drückt. Somit ist die rückwärtige Fläche des Bimetallelements 8 in engem Kontakt mit der vorderen Fläche des Wärmeübertragungs­ flansches 9.

Da das Heizelement 7 durch die Druckfeder 12 gegen den Wärme­ übertragungsflansch 9 gedrückt wird, ist außerdem die vordere Fläche des Heizelements 7 in engem Kontakt mit der rückwärtigen Fläche des Wärmeübertragungsflansches 9. Das heißt, daß das Heizelement 7 und das Bimetallelement 8 miteinander unter Luft­ abschluß in Verbindung stehen, wobei zwischen diesen beiden Elementen der Wärmeübertragungsflansch 9 angeordnet ist. So­ mit wird die Wärme von dem Heizelement 7 direkt auf den Wärme­ übertragungsflansch 9 und das Bimetallelement 8 übertragen. Auf diese Weise wird das Bimetallelement 8 unter Ansprechung auf eine Temperaturänderung des Heizelements 7 zum Zweck des Öffnens und des Schließens des Drosselventils verformt, und somit wird ein schnelles Öffnen des Drosselventils ermöglicht.

Bei der vorgenannten Ausführungsform dient die Anordnung des Wärmeübertragungsflansches 9 zwischen dem Heizelement 7 und dem Bimetallelement 8 außerdem als Schutz für das Heizelement 7, und hierdurch wird ein durch die Wärmeverformung des Bi­ metallelements 8 bedingter Abrieb an dem Heizelement 7, und ganz besonders an dessen vorderer Fläche, verhindert und die Lebensdauer des Heizelements 7 erhöht.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines Drossel­ ventils bzw. einer Starterklappe einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse angeordneten elektri­ schen Heizelement (7), einem ebenfalls in dem Gehäuse angeordne­ ten Bimetallelement (8), das durch die Wärme von dem Heizelement verformbar ist, um das Drosselventil bzw. die Starterklappe zu öffnen und zu schließen, und einem zwischen dem Heizelement und dem Bimetallelement angeordneten, mit dem Heizelement in Kontakt stehenden wärmeübertragenden Element (9), dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlelement (13) vorgesehen ist, welches an der Außen­ fläche des Gehäuses (1) angeordnet ist und einen Körper (13 A) aus einem gut wärmeleitenden Material aufweist und mit einem Halter (3) des Heizelementes (7) über einen wärmeleitenden Stift (14) verbunden ist, der am mittleren Teil des Kühlelementes vor­ gesehen ist.