DE3609437A1 - Anordnung zur einstellung der federkonstanten einer schraubenfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einstel­ lung der Federkonstanten einer Schraubenfeder, insbe­ sondere der Rückstellfeder eines elektro-magneti­ schen Stellgliedes.

Bei elektro-magnetisch angetriebenen Stellgliedern ist im allgemeinen eine vorgegebene Beziehung zwi­ schen dem Stellweg und der zugeführten elektrischen Größe (Strom bzw. Spannung) erforderlich. Die Kenn­ linie derartiger Stellglieder ist jedoch abhängig von Toleranzen der Feder, der Magnetkraft sowie ex­ terner Kräfte, die auf das Stellglied wirken.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe die Einstellung der Federkonstanten bzw. der Feder-Kennlinie in ein­ facher Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein gegenüber der Schraubenfeder drehbar gelager­ tes Einstellglied mit einem Gewinde versehen ist, welches zur mindestens teilweisen Aufnahme der Schraubenfeder geeignet ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Einstellglied gleichachsig mit einem weiteren Gewinde versehen ist, welches zur Lagerung des Ein­ stellgliedes dient. Mit Hilfe dieser Weiterbildung wird das Einstellglied derart gelagert, daß es neben der Drehbewegung eine Bewegung in Richtung der Feder­ achse ausführt. Eine besondere Ausgestaltung dieser Weiterbildung, daß nämlich das weitere Gewinde die gleiche Steigung wie die Schraubenfeder aufweist, ermöglicht eine Einstellung der Federkonstanten, ohne die Vorspannung der Schraubenfeder zu ändern.

Je nach konstruktiven Erfordernissen beim Einbau der erfindungsgemäßen Anordnung in ein Stellglied sind die folgenden Weiterbildungen der Erfindung vorteil­ haft:

Bei einer dieser Weiterbildungen weisen die Gewinde verschiedene Durchmesser auf.

Eine andere Weiterbildung ist dadurch gekennzeich­ net, daß eines der Gewinde als Innengewinde und das andere als Außengewinde ausgeführt ist. Dadurch wird eine geringe Baulänge der Anordnung erzielt.

Eine weitere Weiterbildung besteht darin, daß ein Teil des Gewindes zum Einschrauben in die Schrauben­ feder und ein anderer Teil des Gewindes zur Lagerung des Einstellgliedes dient. Durch diese Weiterbildung ergibt sich eine schlanke Bauform, außerdem ist lediglich die Herstellung eines einzigen Gewindes am Einstellglied erforderlich.

Schließlich besteht eine Weiterbildung darin, daß die Steigung des Gewindes der Steigung der entspann­ ten Schraubenfeder entspricht. Obwohl es für die Funktion der Erfindung grundsätzlich nicht von allzu großer Bedeutung ist, welche Steigung das Gewinde aufweist, läßt sich eine Einstellung durch Drehen des Einstellgliedes leichter vornehmen, wenn zwi­ schen der Schraubenfeder und dem Gewinde des Ein­ stellgliedes keine zusätzliche Reibung entsteht.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sind schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei welchem für das Gewinde und das weitere Gewinde ver­ schiedene Durchmesser vorgesehen sind,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem das die Feder aufnehmende Gewinde als Innen­ gewinde ausgeführt ist,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem sowohl zur Aufnahme der Schraubenfeder als auch zur Lagerung des Stellgliedes das gleiche Gewinde vorgesehen ist, und

Fig. 4 verschiedene Kennlinien, welche durch die Einstellung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung erzielbar sind.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 stellt 1 eine Schraubenfeder dar, welche zur Rückstellung eines elektro-magnetischen Stell­ gliedes dient. Das elektro-magnetische Stellglied kann beispielsweise ein Durchflußsteller für die Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine sein. Da­ bei ist das linke Ende 2 der Feder 1 in an sich bekannter, jedoch nicht näher dargestellter Weise mit einem Betätigungsglied 3 verdrehfest verbunden, welches mit Hilfe eines nicht dargestellten Elektro­ magneten in Pfeilrichtung entgegen der Federkraft bewegbar ist. In den rechten Teil der Feder 1 ist ein Gewinde 4 des Einstelldorns 5, welcher Teil des Einstellgliedes 6 ist, eingeschraubt.

Das Profil des Gewindes 4 ist derart gestaltet, daß eine sichere Führung der Schraubenfeder 1 gewährlei­ stet ist. So ist beispielsweise ein Rechteckprofil geeignet, wobei die Breite und Tiefe jeweils dem Durchmesser des Federdrahtes zuzüglich einer Tole­ ranz entsprechen.

Ein weiteres Gewinde 7 des Einstellgliedes 6 ist in einer gehäusefest angeordneten Gewindehülse 8 gela­ gert. Ein Schlitz 9 ermöglicht die Drehung des Ein­ stellgliedes 6. Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Einstellgliedes 6 zu verhindern, können an sich bekannte Sicherungselemente vorgesehen sein.

Zur Einstellung der Federkonstanten der Schraubenfe­ der 1 kann nun das Einstellglied 6 gedreht werden, wodurch der Einstelldorn 5 mehr oder weniger weit in die Schraubenfeder 1 eingeschraubt wird. Zur Verfor­ mung der Feder verbleiben also weniger oder mehr freie Windungen der Schraubenfeder 1. Je weniger Win­ dungen der Schraubenfeder frei bleiben, desto stei­ fer ist sie. Sind die Steigungen der Gewinde 4 und 7 entsprechend der Steigung der Schraubenfeder 1 ausge­ legt, so wird die Schraubenfeder 1 beim Einstellvor­ gang nicht verformt. Es wird also lediglich die Stei­ gung der Kraft/Weg-Kennlinie geändert, nicht jedoch deren Fußpunkt. Dieses ist in Fig. 4 mit den Kenn­ linien 10 und 11 dargestellt.

Durch andere Wahl der Steigungen sind auch abweichen­ de Veränderungen der Feder-Kennlinie möglich, bei­ spielsweise derart, daß beim Einstellvorgang ein anderer Punkt der Feder-Kennlinie festgehalten wird, wie es in Fig. 4 mit der Kennlinie 12 angedeutet ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das für die Aufnahme der Schraubenfeder vorge­ sehene Gewinde als Innengewinde 14 ausgeführt. Diese Ausführungsform benötigt gegenüber der in Fig. 1 dar­ gestellten eine etwas geringere Baulänge.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist auf einem Einstellglied 15 lediglich ein Gewinde 16 vorgese­ hen, welches zum Teil die Schraubenfeder 1 aufnimmt und zum Teil als Lagerung für das Einstellglied 15 dient, wozu es in eine Gewindehülse 17, welche ver­ drehfest angeordnet ist, eingreift.

Claims (7)

1. Anordnung zur Einstellung der Federkonstanten einer Schraubenfeder, insbesondere der Rückstellfe­ der eines elektro-magnetischen Stellgliedes, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüber der Schraubenfeder (1) drehbar gelagertes Einstellglied (6) mit einem Gewinde (4) versehen ist, welches zur mindestens teilweisen Aufnahme der Schraubenfeder (1) geeignet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einstellglied (6) gleichachsig mit einem weiteren Gewinde (7) versehen ist, welches zur Lagerung des Einstellgliedes (6) dient.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das weitere Gewinde (7) die gleiche Stei­ gung wie die Schraubenfeder (1) aufweist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (4, 7) verschiedene Durchmesser aufweisen.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Gewinde (4, 7) als Innengewinde und das andere (7, 4) als Außengewinde ausgeführt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Teil des Gewindes (16) zum Einschrauben in die Schraubenfeder (1) und ein anderer Teil des Gewindes zur Lagerung des Einstellgliedes (15) dient.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Gewindes (4) der Steigung der entspannten Schrauben­ feder (1) entspricht.