DE3524308A1

DE3524308A1 - Dreh - potentiometer

Info

Publication number: DE3524308A1
Application number: DE19853524308
Authority: DE
Inventors: Johann Pilch; Reinhard Hochholzer
Original assignee: Wilhelm Ruf KG
Current assignee: Wilhelm Ruf KG
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3524308C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreh-Potentiometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Dreh-Potentiometer sind in den verschiedensten konstruktiven Ausführungen im Handel erhältlich, wobei allgemein üblich ist, daß die Mitnehmerstege direkt in der Sackbohrung des Federträgers angeordnet sind, und der Außendurchmesser des Federträgers spielfrei im Potentiometer- Gehäuse gelagert ist. Eine solche Auslegung ist ein wesentlicher Nachteil, weil zwischen den Mitnehmerstegen des Federträgers des Dreh-Potentiometers und der Welle des Kraftstoff- Einspritzsystems kein Mittelversatzausgleich, der mehrere zehntel Millimeter betragen kann, möglich ist. Zahlreiche Laboruntersuchungen beim Anmelder haben ergeben, daß eine starre Mitnahme des Federträgers des Dreh-Potentiometers zu nicht zufriedenstellenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften und erheblichem Ausschußanteil des Dreh-Potentiometers führt. Derartige Dreh-Potentiometer können nur unzureichend zur Lösung der hohen technischen Forderungen beitragen, die an Kraftstoff-Einspritzsysteme gestellt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, das oben beschriebene Dreh- Potentiometer, welches zur vollautomatischen Regelung der Drosselklappeneinstellung eines Vergasers eines Kraftstoffeinspritzsystems genutzt werden soll, dahingehend zu verbessern, daß das Dreh-Potentiometer bei hoher Qualität sowie geringem Ausschußanteil wirtschaftlich herstellbar ist und auch bei langer Lebensdauer, bei 10⁶ Drehbewegungen über den gesamten Winkelbereich, einwandfreie Funktion aufweist.

Die Kennlinie eines solchen Dreh-Potentiometers muß linear 0,0375 V/° Drehwinkel über den gesamten Winkelbereich bei einer Linearität von ± 2%, bezogen auf die Versorgungsspannung, ansteigen. Die Reproduzierbarkeit muß ≦ωτ 0,3% und die Spannungshysterese ≦ωτ 1,5% der angelegten Spannungswerte betragen. Das Drehmoment muß über den gesamten Drehbereich gleichmäßig linear ansteigen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Dreh-Potentiometers nach der Neuerung längs der Linie A-F der Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anflanschseite des Dreh- Potentiometers;

Fig. 3 ein Mitnehmer in drei Ansichten;

Fig. 4 ein Federträger in drei Ansichten.

Das Dreh-Potentiometer der Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung längs der Linie A-F der Fig. 2. Auf das Gehäuse 24 ist die Steckerplatte 27 aufgesetzt, und beide Teil sind durch vier Niete 30 fest miteinander verbunden. Im Gehäuse 24 sind zwei Buchsen 28 und 29 eingespritzt, so daß die Bohrungen 31 der Buchsen 28 und 29 mit dem Aufnahmedurchmesser 32 des Gehäuses 24 und der inneren Kontur des Gehäuses 24 exakt fluchten. Dies ist notwendig, um das Dreh-Potentiometer positioniert an das Gehäuse des Kraftstoff-Einspritzsystems anflanschen zu können.

Der Mitnehmer 1 ist mit seinem Zentrierzapfen 2 in der Sackbohrung 3 des Federträgers 4 gelagert. Aufgrund der maßlichen Anordnung des Außendurchmessers 34 des Mitnehmers 1 und des Innendurchmessers 35 des Federträgers 4, der Außenverzahnung 5 des Mitnehmers 1 und der Innenverzahnung 6 des Federträgers 4 sowie der radiusförmigen Fase 16 der Betätigungsseite des Mitnehmers 1, welche identisch ist mit dem radiusförmigen Boden 36 der Gehäusebohrung 50, kann der Mitnehmer eine vom theoretischen Zentrierpunkt 7 ausgehende taumelnde Drehbewegung von mehreren Graden um die Mittellinie 8 über den gesamten Drehbereich von 117° ausüben und auf diese Weise einen Mittenversatz, bezogen auf die Mittellinie 8 des Dreh-Potentiometers und der Mittellinie 51 der gestrichelt dargestellten Welle 45, von mehreren zehntel Millimetern ausgleichen.

Bei Drehung des Mitnehmers 1 gegen den Uhrzeigersinn wird das Drehmoment durch die Außenverzahnung 5 des Mitnehmers 1 über die Innenverzahnung 6 des Federträgers 4 auf die Bürstenschleiffeder 22 übertragen. Die Bürstenschleiffeder 22 berührt aufgrund der Federkraft die Widerstandsschicht 37 des Widerstandsträgers 38 mit einem exakt definierten Kontaktdruck. Der Widerstandsträger 38 ist über seine äußere Kontur 39 im Gehäuse 24 zentriert. In der mittleren Bohrung 40 des Widerstandsträgers 38 ist eine Lagerbuchse 19 eingepreßt, die auf ihrer Rückseite, wie auch die äußere Kontur des Widerstandsträgers 38 auf der Seite der Kontaktstifte 42, warm verstemmt ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Vergußmasse 41, die danach aufgebracht wird, nicht mit der Widerstandsschicht 37 in Berührung kommt. Im Widerstandsträger 38 sind die Anfangs-, Schleifer- und Endkontaktstifte 42 eingelötet, welche in die Steckerplatte 27 hineinragen.

Der Federträger 4 ist einerseits mit seinem Aufnahmezapfen 17 in der Sackbohrung 18 der Lagerbuchse 19 spielfrei gelagert und stützt sich andererseits mit seiner Stirnfläche 20 auf dem Auflagering 21 und der wiederum auf dem Ring 23des Gehäuses 24 ab.

Die Kraft der Rückholfeder 43 wirkt gegen die Drehrichtung, gegen das Drehmoment beim Drehen des Mitnehmers 1. Auf diese Weise sind die drehbaren Teile, Mitnehmer 1, Federträger 4 mit Bürstenschleiffeder 22 und Auflagerring 21 vorgespannt, so daß ein selbsttätiges Verstellen eines eingestellten elektrischen Wertes durch Erschütterungen nicht möglich ist.

Fig. 2 zeigt die Ansicht der Flanschseite 33, die Betätigungsseite des Mitnehmers 1 mit den Mitnehmerstegen 12 und 13, deren Angriffsflächen 52 und 53, die mit einem Pfeil gekennzeichnet sind und die Hinterschneidungsflächen 54 und 55. Des weiteren sind die Köpfe der Niete 30, die Buchsen 28 und 29, der Verdrehschenkel 44 der Rückholfeder 43 und ein Teil der Bürstenschleiffeder 22 sichtbar.

Fig. 3 verschiedene Ansichten des Mitnehmers 1. Der Zentrierzapfen 2 zentriert den Mitnehmer spielfrei in der Sackbohrung 3 des Federträgers 4. Beim Drehen der Welle 45 (gestrichelt in Fig. 1 dargestellt) wird das Drehmoment mit den Flächen 46 der Welle 45 auf die Angriffs-Flächen 52 und 53 der Mitnehmerstege 12 und 13 (Schnitt A-B zeigt die Fläche des Mitnehmersteges 13), die Außenverzahnung 5, die in die Innenverzahnung 6 des Federträgers 4 eingreift, und den Federträger 4 bis zur aufgenieteten Bürstenschleiffeder 22 übertragen.

Durch die Anschläge 9 und 10 sind der elektrische und mechanische Drehbereich des Federträgers 4 mit der Bürstenschleiffeder 22, die die Widerstandsschicht 37 des Widerstandsträgers 38 kontaktiert, lagegebunden, wie in Fig. 2 gestrichelt erkennbar, definiert.

Zwischen dem Außendurchmesser 34 des Mitnehmers 1 und dem Innendurchmesser 35 des Federträgers 4 sind mehrere zehntel Millimeter Spiel, so daß ein Mittenversatz zwischen Mitnehmer 1 und in Fig. 1 angedeuteter Welle 45 durch eine taumelnde Drehbewegung des Mitnehmers 1 um die Mittellinie 8, ausgehend vom theoretischen Zentrierpunkt 7 des Zentrierzapfens 2, ausgeglichen werden kann. Während dieser taumelnden Drehbewegung stützt sich die radiusförmige Fase 16 des Mitnehmers 1 im radiusförmigen Boden 36 der Bohrung 50 des Gehäuses 24 ab. Bei der Festlegung der Maße ist darauf geachtet worden, daß keine Axialverschiebung des Mitnehmers 1 möglich ist, um einwandfreies Ineinandergreifen der Verzahnungen 5 und 6 sicherzustellen.

Auf der dreieckigen Stirnfläche des Mitnehmersteges 13 ist eine konkave Markierung 14 vorhanden, um den Mitnehmer 1 lagerichtig montieren zu können.

Fig. 4 mehrere Ansichten des Federträgers 4, welcher durch seinen Lagerzapfen 17 in der Sackbohrung 18 der Lagerbuchse 19 gelagert ist. Wie schon unter Fig. 3 erwähnt, steht die Innenverzahnung 6 mit der Außenverzahnung 5 des Mitnehmers 1 formschlüssig zur Übertragung des Drehmomentes in Verbindung. Zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Drehmomentes liegt die Stirnfläche 20 des Federträgers 4 auf dem Metall- Auflagering 21 und stützt sich axial spielfrei zusammen mit diesem Auflagering auf dem Ring 23 des Gehäuses 24 ab.

Beim Drehen des Mitnehmers 1 wird die Rückholfeder 43 gegen die Drehrichtung vorgespannt, wobei der Mitnahmeschenkel (nicht dargestellt) der Rückholfeder 43 durch eine Bohrung (nicht dargestellt) des Metall-Auflageringes 21 in die Bohrung 47 des Federträgers 4 hineinragt, und dadurch die Federkraft gegen die Drehrichtung wirksam ist.

In der Seitenansicht sind die Aufnahmezapfen 48 für die exakte Positionierung der Bürstenschleiffeder 22, welche durch die Senkbohrungen 49 mit zwei Nieten am Federträger 4 befestig ist, darstellt.

Die am Außendurchmesser 25 axial angeordneten zwölf konvexen Radien 26 verringern die Reibungskraft der Rückholfeder 43, die beim Spannen der Rückholfeder wirksam ist.

Sämtlich in den Patentansprüchen der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in jeder anderen Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen

1 Mitnehmer
2 Zentrierzapfen des Mitnehmers
3 Sackbohrung des Federträgers 4
4 Federträger
5 Außenverzahnung des Mitnehmers 1
6 Innenverzahnung der Federträger 4
7 theoretischer Zentrierpunkt des Mitnehmers 1
8 Mittellinie des Dreh-Potentiometers
9+10 Drehbereichs-Begrenzungsanschläge
11 Sackbohrung des Mitnehmers 1
12+13 Mitnehmerstege
14 Markierungsvertiefung des Mitnehmersteges 13
15 Stirnseite des Mitnehmers 1
16 radiusförmige Fase des Mitnehmers 1
17 Zentrierzapfen des Federträgers 4
18 Sackbohrung der Lagerbuchse 18
19 Lagerbuchse
20 Stirnseite des Federträgers 4
21 Auflagering
22 Bürstenschleiffeder
23 Ring des Gehäuses 24
24 Gehäuse
25 Außendurchmesser des Federträgers 4
26 zwölf radiusförmige Erhebungen des Federträgers 4
27 Steckerplatte
28+29 Buchsen
30 vier Niete
31 Bohrung der Buchse 28+29
32 Aufnahmedurchmesser des Gehäuses 24
33 Flanschseite des Gehäuses 24
34 Außendurchmesser des Mitnehmers 1
35 Innendurchmesser des Federträgers 4
36 radiusförmiger Boden im Gehäuse 24
37 Widerstandsschicht
38 Widerstandsträger
39 Kontur des Widerstandsträgers 38
40 mittlere Bohrung des Widerstandsträgers 38
41 Vergußmasse
42 Anfangs-, Schleifer- und Endkontaktstifte
43 Rückholfeder
44 Verdrehschenkel der Rückholfeder 43
45 Welle
46 Flächen der Welle 45
47 Bohrung für Rückholfederschenkel des Federträgers 4
48 Aufnahmezapfen für Bürstenschleiffeder 22
49 Senkbohrungen für Niete
50 Bohrung des Gehäuses 24
51 Mittellinie der Welle 45
52+53 Angriffsflächen der Mitnehmerstege 12 und 13
54+55 Hinterschneidungsflächen der Mitnehmerstege 12 und 13

Claims

1. Dreh-Potentiometer mit einem Gehäuse,
- einer daran befestigten Steckerplatte,
- einem einseitig vergossenen, mit drei Kontaktstiften versehenen, auf einer Lagerbuchse aufgepreßten, im Gehäuse zentrisch gelagerten Widerstandsträger,
- einem Federträger, welcher einerseits in der Sackbohrung der Lagerbuchse des Widerstandsträgers aufgenommen ist und andererseits zusammen mit einem Auflagering auf einem Gehäusering stirnseitig sich drehbar abstützt,
- einer auf die dem Widerstandsträger zugewandten Seite des Federträgers aufgenieteten Bürstenschleiffeder, die mit der Widerstandsbahn des Widerstandsträgers in Berührung ist und
- einer Rückholfeder, welche den Federträger gegen die Drehrichtung vorspannt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (1) mit seinem Zentrierzapfen (2) in der Sackbohrung (3) des Federträgers (4) gelagert ist, daß die Außenverzahnung (5) des Mitnehmers (1) in die Innenverzahnung (6) des Federträgers (4) eingreift und der Mitnehmer (1) mit Federträger (4), ausgehend vom theoretischen Zentrierpunkt (7) des Zentrierzapfens (2) mehrere Grade taumelnd um die Mittellinie (8) in Drehrichtung bewegbar ist.

2. Dreh-Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang des Mitnehmers (1) zwei gegenüberliegende Drehbereichs-Begrenzungsanschläge (9) und (10) angeordnet sind.

3. Dreh-Potentiometer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sackbohrung (11) des Mitnehmers (1) zwei im wesentlichen dreieckig ausgebildete gegenüberliegende Mitnehmerstege (12) und (13), deren Angriffsflächen (52) und (53) axial senkrecht und deren Hinterschneidungsflächen (54) und (55) um mehrere Grade axial schräg angeordnet sind.

4. Dreh-Potentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen dreieckige Fläche des Mitnehmersteges (13) des Mitnehmers (1) eine Markierungsvertiefung (14) aufweist.

5. Dreh-Potentiometer nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Außenverzahnung (5) gegenüberliegende Stirnseite (15) des Mitnehmers (1) eine radiusförmige Fase (16), ausgehend vom theoretischen Zentrierpunkt (7) des Zentrierzapfens (2) aufweist.

6. Dreh-Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federträger (4) mit seinem Zentrierzapfen (17) in der Sackbohrung (18) der Lagerbuchse (19) spielfrei gelagert ist und daß die Stirnseite (20) des Federträgers (4) zusammen mit dem Auflagering (21) durch die Federkraft der Bürstenschleiffeder (22) auf den Ring (23) des Gehäuses (24) aufgedrückt wird.

7. Dreh-Potentiometer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (25) des Federträgers (4) zwölf in gleichen Abständen am Umfang verteilte axial verlaufende radiusförmige Erhebungen (26) aufweist.