DE3804975A1 - Feder fuer eine stellvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer eine Rückstellkraft erzeugenden Fe
der für eine Stellvorrichtung mit einem Verstellelement, insbeson
dere für eine Drosselvorrichtung im Saugrohr einer Brennkraft
maschine eines Kraftfahrzeuges nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Stellvorrichtung bekannt, bei der die die Rück
stellkraft erzeugende Feder eine nahezu reibungsfreie Betätigung be
wirkt.
Bei der Drosselvorrichtung einer Brennkraftmaschine wird mit Betäti
gung des Verstellelementes (Drosselklappe) ein Drosselquerschnitt im
Saugrohr mehr oder weniger geöffnet. Eine Änderung des Drosselquer
schnitts führt zu einer Geschwindigkeitsänderung des Kraftfahr
zeuges.
Mit der Drosselklappe ist ein Gaspedal gekoppelt. Wird das Gaspedal
vom Fahrzeugführer, in Fahrtrichtung gesehen, nach vorne bewegt,
dann öffnet der Drosselquerschnitt und dadurch beschleunigt das
Fahrzeug. Infolge der Fahrzeugbeschleunigung wird der Fahrzeugführer
etwas entgegen der Fahrtrichtung nach hinten gedrückt. Dadurch be
steht die Gefahr, daß der Fahrzeugführer, von ihm ungewollt, den
Fußdruck auf das Gaspedal wieder etwas vermindert. Das hat zur Fol
ge, daß der Drosselquerschnitt wieder etwas geschlossen und das
Fahrzeug verzögert wird. Dies wiederum bewirkt, daß der Fahrzeugfüh
rer nun nach vorne gedrückt wird und dadurch das Gaspedal erneut,
eventuell sogar heftiger als zuvor, nach vorne drückt, was wiederum,
wie beschrieben, eine Beschleunigung mit nachfolgender Verzögerung
bewirkt. Dieser Effekt führt zu einem unangenehmen Ruckeln.
Andererseits gibt es bereits Federn, die bei Betätigung neben der
Rückstellkraft eine Reibkraft entgegen der Bewegungsrichtung aufwei
sen. Allerdings ist diese Reibkraft stark von der Federbelastbarkeit
und der Federbelastung abhängig. Abhängigkeit von der Federbelast
barkeit bedeutet, daß Federn für große Belastbarkeit auch relativ
große Reibkräfte und Federn für kleine Belastbarkeit auch relativ
kleine Reibkräfte aufweisen. Abhängigkeit von der Federbelastung be
deutet, wenn mit Verstellung der Stellvorrichtung sich die Feder
belastung ändert, daß sich dann auch gleichzeitig die Reibkraft än
dert. Bei Verwendung einer derartigen bekannten Feder in einer
Stellvorrichtung würde sich in unerwünschter Weise bei Betatigung
mit der Federbelastung gleichzeitig die Reibkraft ändern.
Die erfindungsgemäße Feder für eine Stellvorrichtung mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor
teil, daß diese Feder unabhängig voneinander zwei Funktionen erfül
len kann. Die eine Funktion ist das Erzeugen einer Rückstellkraft
und die andere das Erzeugen einer Reibkraft entgegen der Bewegungs
richtung des Verstellelementes der Stellvorrichtung. Dies bedeutet,
daß die Rückstellkraft und die Reibkraft unabhängig voneinander vor
bestimmt werden können. Dabei ist die Reibkraft auch unabhängig von
der Federbelastung, d. h. sie ändert sich auch nicht mit Auslenkung
des Verstellelementes.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Feder möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein
facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu
tert.
Die in der Zeichnung ausschnittsweise dargestellte Stellvorrichtung
kann beispielsweise ein Teil einer Drosselvorrichtung mit einer
nicht dargestellten Drosselklappe in einem nicht dargestellten Saug
rohr einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine sein.
Mit 1 ist ein Ansatz z. B. ein Teilbereich eines Gehäuses der Stell
vorrichtung, z. B. eines Drosselklappenstutzens der Drosselvorrich
tung, bezeichnet. In einer Durchgangsöffnung 3 des Ansatzes 1 ist
eine Welle 4 drehbar gelagert. Über die Welle 4 und eine Buchse 2
bewirkt eine Verstellung eines als Betätigungsglied dienenden
Hebels 5 eine Verdrehung eines mit der Welle 4 verbundenen, nicht
dargestellten Verstellelements, z. B. einer Drosselklappe.
Der Hebel 5, die Buchse 2, die Welle 4 und das Verstellelement bil
den zusammen eine Verstelleinheit. Bei Auslenkung der Verstellein
heit aus ihrer Ruhestellung erzeugt eine Feder 7 eine Rückstell
kraft, welche bestrebt ist die Verstelleinheit in die Ruhestellung
zurückzubringen. Die Ruhestellung der Verstelleinheit ist entweder
eine der beiden moglichen Endstellungen (Öffnungsstellung und
Schließstellung) oder sie befindet sich zwischen diesen Endstellun
gen. Die Auslenkung der Verstelleinheit geschieht durch eine auf den
Hebel 5 wirkende Stellkraft oder ein Stellmoment. Mit zunehmender
Auslenkung der Verstelleinheit steigt die Federbelastung. Die Fe
der 7 umgreift einerseits einen zylindrischen Abschnitt 9 des An
satzes 1 und andererseits die Buchse 2. Damit die Feder 7 die Rück
stellkraft auf die Verstelleinheit übertragen kann, stützt sich in
dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ein Federende 8 über einen am
Ansatz 1 befestigten Stift 10 an dem Ansatz 1 und ein anderes Feder
ende 11 über eine Bohrung 12 der Buchse 2 an der Buchse ab.
Der Hebel 5 und die Buchse 2 müssen nicht, wie dargestellt, notwen
digerweise aus einem Stück bestehen. Beispielhaft ist in der Zeich
nung die Buchse 2 mit der Welle 4 verbunden, indem ein Spannstift 14
in einer radialen gemeinsamen Bohrung 15 durch die Buchse 2 und die
Welle 4 greift.
Die Länge des Einbauraumes der Feder 7 in axialer Richtung von
Welle 4 erstreckt sich zwischen einer Anlagefläche 17 an dem An
satz 1 und einer anderen Anlagefläche 18 an der Buchse 2. Durch eine
Stufe 19 der Durchgangsöffnung 3 in dem Ansatz 1 und einem Absatz 20
an der Welle 4 wird der Einbauraum in axialer Richtung festgelegt.
Die Feder 7 ist gewunden und hat in nicht eingebautem Zustand minde
stens einen Bereich mit relativ großem Abstand zwischen einzelnen
Windungen 22 und mindestens einen Bereich mit relativ kleinem Ab
stand zwischen einzelnen Windungen 22. Statt dem mindestens einen
Bereich mit dem relativ kleinen Abstand können sich die Windungen 22
in diesem Bereich auch bereits bei der nicht eingebauten Feder mit
oder ohne Vorpressung berühren.
Die Länge des Einbauraumes für die Feder 7 ist so zu wählen, daß ein
Teil der Windungen 22 der eingebauten Feder 7 axial zusammengepreßt
werden (Bereich 24), aber auch so, daß zwischen wenigstens einem an
deren Teil der Windungen 22 ein Abstand 23 verbleibt (Bereich 27).
Durch Wahl der Länge des Federeinbauraumes und/oder durch Beilegen
einer Scheibe 25 zwischen der Feder 7 und z. B. der Anlagefläche 17
kann die Pressung zwischen den sich berührenden Windungen 22 auf ei
nen bestimmbaren Wert eingestellt werden.
Mit Betätigung des Hebels 5 findet eine Relativbewegung zwischen den
einzelnen Federwindungen 22 statt. Die dabei auftretende Reibung
zwischen den aneinanderliegenden zusammengepreßten Windungen ergibt
eine Reibkraft, welche der Stellkraft entgegengerichtet ist. Die
Reibkraft tritt auf bei Hin- und bei Herbewegung des Hebels 5 und
ihre Größe kann durch die Wahl der Pressung zwischen den Windun
gen 22 bestimmt werden, unabhängig von der Rückstellkraft der Fe
der 7.
Die Reibkraft kann kleiner, gleich oder größer als die Rückstell
kraft der Feder sein.
Die üblicherweise in der Fertigung auftretenden Toleranzen bei der
Länge des Einbauraumes und eine eventuell eintretende Anderung die
ser Länge infolge Verschleißes haben Dank der Elastizität des Teils
der Feder 7, in dem sich die Windungen 22 nicht berühren, keinen
technisch bedeutsamen Einfluß auf die Pressung zwischen den sich be
rührenden Windungen und damit auf die Reibkraft.
Die Oberflächen der Windungen an den Stellen an denen sie sich be
rühren, können so ausgebildet sein, daß sich richtungsabhängige
Reibkraftbeiwerte ergeben, wodurch sich in eine Betätigungsrichtung
eine andere Reibkraft ergibt als in der anderen Betätigungsrichtung.
Die Feder ist in der Zeichnung als zylindrisch gewundene Drehfeder
(Schraubenfeder) mit kreisförmigem Drahtquerschnitt 26 und konzen
trisch zu der Welle gezeichnet. Dies ist nur beispielhaft. Es sind
auch andere Windungsformen (z. B. kegelig), andere Drahtquerschnitte
(z. B. rechteckig) und andere Anordnungen (z. B. die Feder abseits
der Welle) möglich.
Claims (5)
1. Feder für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Drossel
vorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer mit einem Verstell
element und einem Betätigungssglied verbundenen Welle, wobei die Fe
der so angeordnet ist, daß ein Ende der Feder gehäusefest gelagert
ist und ein anderes Ende der Feder auf das Verstellelement, eine
Rückstellkraft erzeugend, wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe
der (7) in eingebautem Zustand in mindestens zwei Bereiche (24, 27)
unterteilt ist, mit mindestens einem Bereich (24), in dem sich ein
zelne Federwindungen (22) mit Pressung gegenseitig berühren, und mit
mindestens einem Bereich (27), in dem zwischen einzelnen Federwin
dungen (22) ein mehr oder weniger großer Abstand (23) vorhanden ist.
2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eingebautem
Zustand der mindestens eine Bereich (27) der Feder (7) mit Abstand
(23) zwischen den Federwindungen (22) in dem mindestens einen Be
reich (24) mit sich gegenseitig berührenden Federwindungen (22) für
die Pressung an den Stellen sorgt, an denen sich die Federwindungen
(22) berühren.
3. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7)
die Form einer räumlich gewundenen Biege-Drehfeder aufweist.
4. Feder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Biege-Drehfeder als zylindrische Schraubenfeder gewunden ist.
5. Feder für eine Stellvorrichtung nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Windun
gen (22) an den Stellen, an denen sie sich berühren, so ausgebildet
ist, daß sich an diesen Stellen ein richtungsabhängiger Reibkraft
beiwert ergibt.
Priority Applications (3)
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Family
ID=6347608
Family Applications (1)
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-
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CN101646888B (zh) * | 2007-03-29 | 2012-01-04 | 排放控制技术有限公司 | 具有多功能弹簧的排气阀 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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KR890013377A (ko) | 1989-09-22 |
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