DE3890168C2 - Rückstelleinrichtung für eine Drosselklappe eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstelleinrichtung für eine Drosselklappe eines Verbrennungsmotors, wie sie in einer Brennstoffeinspritzvorrichtung oder in einem Ver­ gaser benutzt wird.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine bekannte Rückführeinrichtung für eine Einlaßdrosselklappe, wie sie z. B. in der JP-A-5946345 beschrieben wird. Es ist ein Ansaugrohr 1 eines Vergasers vorgesehen sowie eine auf einer Ventilwelle 3 gelagerte Drosselklappe 2. An dem Ansaugrohr 1 des Vergasers ist ein Haltearm 4 be­ festigt, und auf der Ventilwelle 3 ist eine topfförmige Halterung 5 mit einem Flanschabschnitt 6 aufgesteckt und befestigt. Zwei zylindrische Kragen 7 und 8 sind mit einem Flansch versehen, um eine äußere Torsions­ feder 9 aufzunehmen; außerdem sind zylindrische Kragen 10 und 11 vorgesehen, die einen Flansch zur Aufnahme der Enden einer inneren Torsionsfeder 12 aufweisen. Darüber hinaus sind zylindrische Hülsen 13 und 14 einge­ setzt und befestigt bzw. auf der Ventilwelle gelagert. Diese zylindrischen Hülsen 13 und 14 liegen zwischen den zylindrischen Kragen 7 und 10 bzw. den zylin­ drischen Kragen 8 und 11, und verhindern, daß die beiden erwähnten Torsionsfedern 9 und 12 sich gegen­ seitig berühren und stören. Ein Befestigungsstift 15 ist an dem Ansaugrohr 1 des Vergasers befestigt, um die Enden der Torsionsfedern zu haltern, während ein Drosselklappenhebel 16 mit dem Ende der Ventilwelle 3 verbunden ist.

Entweder das andere Ende der Torsionsfeder 9 oder das andere Ende der Torsionsfeder 12, die in die zylindri­ sche Hülse 14 eingesetzt sind, werden an Anschlag­ flächen 17 des Drosselklappenhebels 16 verriegelt, während die anderen Enden an dem Befestigungsstift 15 fixiert sind. Beide Torsionsfedern 9 und 12 sind derart um die Ventilwelle 3 gewickelt, daß eine Federkraft entsteht, die die Drosselklappe 2 in die geschlossene Lage vor spannt.

Die topfförmige Halterung 5 ist in Draufsicht in Fig. 2 und in Seitenansicht in Fig. 3 im einzelnen gezeigt. Sie weist an einem Ausschnitt Endflächen 5a und 5b auf, zwischen denen die Rotation der Ventilwelle 3 um einen Winkel α ermöglicht wird. Aus diesem Ausschnitt wird ein Ende der inneren Torsionsfeder 12 nach außen ge­ führt und an dem Befestigungsstift 15 befestigt.

Die zylindrische Hülse 13 (siehe die Schnittansicht nach Fig. 4) ist ebenfalls mit einem Ausschnitt ver­ sehen, an dem Endflächen 13a und 13b gebildet werden, um eine Rotation der Ventilwelle 3 um einen bestimmten Winkel zu ermöglichen. Aus diesem Ausschnitt ist das eine Ende der inneren Torsionsfeder 12 herausgeführt.

Die Ventilwelle 3 ist mit einem Mitnahmeabschnitt 3a (siehe Fig. 4) versehen, der parallel zum äußeren Um­ fang verläuft und vom Haltearm 4 bis zum Wellenende reicht. Die topfförmige Halterung 5 und die zylin­ drische Hülse 13 sind mit Mitnahmeöffnungen 5c und 13c versehen, die von dem Mitnahmeabschnitt 3a mitgenommen werden.

Diese bekannte Rückführeinrichtung für eine Einlaß­ drosselklappe hat jedoch folgende Nachteile:

• 1) Die topfförmige Halterung 5 und die zylindrische Hülse 13 sind mit einem großen Ausschnitt versehen, um das eine Ende der inneren Torsionsfeder 12 her­ auszuführen, was eine mechanische Schwächung und Schwierigkeiten in der Fertigung bedeutet.
• 2) Es sind viele Teile erforderlich.
• 3) Die Ventilwelle 3 weist den Mitnahmeabschnitt 3a auf, der von dem Haltearm 4 bis zum Wellenende reicht, so daß dieser Abschnitt mechanisch geschwächt ist. Um dies auszugleichen, muß der Wellendurchmesser vergrößert werden.
• 4) Die anderen Enden der Torsionsfedern 9 und 12 werden in axialer Richtung herausgeführt und dann in Umfangsrichtung gebogen. Der zylindrische Kragen 11, die zylindrische Hülse 14 und der Drossel­ klappenhebel 16 sind in Umfangsrichtung mit einem Langloch versehen, durch das die Enden der Federn hindurchgesteckt sind, was wiederum eine Schwächung dieser Teile bedeutet.
• 5) Da die zylindrische Hülse 14 und der Drosselklappen­ hebel 16 gegenüber den Anschlagflächen 17 für die herausgeführten anderen Enden der aufgewickelten Torsionsfedern 9 und 12 ausgerichtet werden müssen, ergeben sich bei der Montage Schwierigkeiten bei der Einstellung der Position in Drehrichtung, weil sie in die Mitnahmeöffnung am Endbereich der Ventil­ welle 3 passen müssen.
• 6) Die anderen Enden der Torsionsfedern 9 und 12 sind im direkten metallischen Kontakt mit dem Anschlag­ bereich der zylindrischen Hülse 14 und des Drossel­ klappenhebels 16, so daß aufgrund von Verschiebun­ gen zwischen beiden Abnutzungen aufgrund der Reibung auftreten.
• 7) Die Anschlagflächen des zylindrischen Kragens 11, der zylindrischen Hülse 14 und des Drosselklappen­ hebels 16 haben zur Halterung der anderen Enden der Torsionsfedern 9 und 12 ein Langloch. Bei der Montage ist es aus diesem Grunde nicht leicht, die Torsionsfedern 9 und 12 im aufgewickelten Zustand zu positionieren und zu montieren.
• 8) Die mit Flanschen versehenen zylindrischen Kragen 10 und 11, die die Torsionsfeder 12 aufnehmen, sind nach beiden Seiten geteilt, so daß die Torsions­ feder 12 sich leicht in radialer Richtung bewegt. Ein Teil der Torsionsfeder 12 wird deshalb zwischen den beiden Zylinderteilen kollidieren und die Funktion beeinträchtigen.

Aus der GB-A-21 50 975 ist eine Rückstelleinrichtung für eine Drosselklappe im Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors bekannt, die folgende Einzelteile aufweist:
Eine die Drosselklappe im Ansaugrohr lagernde Welle und zwei darauf koaxial zueinander angeordnete Torsionsfedern zur Rückstellung der Drosselklappe in die geschlossene Stellung. Die Enden der Torsionsfedern greifen einerseits an einen Federanschlag am Ansaugrohr und andererseits an einem Drosselklappenhebel an. Die innere Torsionsfeder ist auf der Welle, und die äußere Torsionsfeder ist von der inneren Torsionsfeder getrennt auf einer Hülse angeordnet.

Diese bekannte Lösung hat jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismäßig umständ­ lich zu montieren ist, und außerdem unterliegen die Torsionsfedern im Laufe ihrer Bewegung einem Verschleiß und können durch Berührung der angrenzenden Teile Klappergeräusche hervorrufen.

Eine ähnliche Rückstellvorrichtung für das Drosselorgan einer Brennkraftmaschine ist aus der DE-A-33 28 854 bekannt. Bei dieser bekannten Lösung ist zwar eine Kunststoffbuchse zwischen den beiden Federn vorgesehen; diese hat jedoch eine verhältnismäßig komplizierte und aufwendige Form und ist im übrigen nur sehr umständlich zu montieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der umständli­ chen Montage der bekannten Lösungen zu vermeiden und eine Lösung vorzuschla­ gen, die nicht nur eine einfache Montage gewährleistet, sondern gleichzeitig zu einem geringen Verschleiß und zu geringen Geräuschen bei der Betätigung führt.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Rückstelleinrich­ tung in der Art nach der GB-A-21 50 975 dadurch gelöst, daß sowohl die innere als auch die äußere Torsionsfeder auf der Welle bzw. der Hülse auf dazwischen angeordneten zweiteiligen Buchsen aus abriebfestem Kunststoff angeordnet sind, die einen ringförmigen Kragen aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Rückführeinrichtung für eine Einlaßdrossel­ klappe;

Fig. 2 + 3 eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Teils aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine erste Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Rückführ­ einrichtung für eine Einlaßdrosselklappe;

Fig. 6 eine Vorderansicht der Hauptabschnitte einer Schraubenhalterung eines Angriffsgliedes und eines Drosselklappenhebels der Fig. 1;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer zylindri­ schen Hülse der zweiten Ausführungsform;

Fig. 9 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, eines Angriffsabschnittes der inneren Torsionsfeder, die um die zylindrische Hülse gewickelt ist;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine dritte Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine vierte Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 12 eine Vorderansicht der Hauptabschnitte des Schraubenhalters, des Angriffsgliedes und des Drosselklappenhebels nach Fig. 11.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rückführeinrichtung für eine Einlaß­ drosselklappe eines Motors in Verbindung mit den bei­ gefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt der ersten Ausführungs­ form einer Rückführeinrichtung für eine Einlaßdrossel­ klappe eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem Ansaugrohr 21 wird Luft in Richtung des Pfeiles eingeführt. Eine Ventilwelle (Drosselklappen­ welle) 22 ist mittels zweier Lager 23 in dem Ansaugrohr 21 drehbar gelagert, wobei das Wellenende 22a herausge­ führt ist. Auf der Ventilwelle 22 ist eine Drossel­ klappe 24 befestigt, und die Lager 23 sind durch Halte­ platten 25, 26 gehaltert. Darüber hinaus ist ein Dichtungsglied 27 vorgesehen. An dem Ansaugrohr 21 ist ein Federhalteglied 28 angeformt bzw. an diesem be­ festigt.

Auf dem Endabschnitt 22a der Ventilwelle 22 sind mit Flanschen versehene, zylindrische Kragen 29 und 30 ange­ ordnet, die aus verschleißfestem Kunststoff bestehen. Auf diesen zylindrischen Kragen 29 und 30 ist eine innere Torsionsfeder 31 vorgesehen, deren eines Ende durch das Federhalteglied 28 fixiert ist. Weiterhin ist eine Federhalterung vorgesehen, die einen zylindrischen Abschnitt 32a, einen Bodenabschnitt 32b an einem Ende und einen Flanschabschnitt 32c am anderen Ende auf­ weist. Diese Federhalterung 32 ist mit ihrem Bodenab­ schnitt 32b auf dem Endabschnitt der Ventilwelle 22 gehaltert. Auf einem scheibenförmigen Angriffsglied 33 ist am äußeren Umfang ein Federhalteabschnitt 33a vorgesehen, der eine Angriffsfläche bildet. Dieses An­ griffsglied 33 ist am Ende der Ventilwelle 22 ange­ ordnet und befestigt. Auf der Federhalterung 32 sind mit einem Flansch versehene, zylindrische Kragen 34, 35 angeordnet, die aus verschleißresistentem Kunststoff bestehen. Auf diesen zylindrischen Kragen 34, 35 ist eine äußere Torsionsfeder 36 angeordnet, wobei das eine Ende durch das Federhalteglied 28 fixiert wird, während das andere Ende durch den Federhalteabschnitt 33a ge­ haltert wird. Auf dem Endbereich der Ventilwelle 22 ist ein Drosselklappenhebel 37 zusammen mit der Feder­ halterung 32 und dem Angriffsglied 33 mittels einer Federscheibe 38 und einer Mutter 39 befestigt. An diesem Drosselklappenhebel 37 ist ein Gasbetätigungs­ seil befestigt, das zum Gaspedal (nicht gezeigt) führt, um damit die Drosselklappe zu öffnen und zu schließen.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, weist die am Angriffsglied 33 und dem Drosselklappenhebel 37 angreifende Feder­ halterung 32 Mitnahmeöffnungen 32d, 33b und 37a auf, in denen das andere Ende der inneren Torsionsfeder 31 be­ festigt ist. Außerdem sind die Federhalterung 32, das Angriffsglied 33 und der Drosselklappenhebel 37 mit Verriegelungsöffnungen 32e, 33c und 37b versehen, in die der Endabschnitt der Ventilwelle 22 eingesetzt und durch den Verriegelungsabschnitt 22b verriegelt ist, so daß das Ganze mit der Ventilwelle 22 als Einheit rotieren kann.

Die erwähnten inneren und äußeren Torsionsfedern 21 und 36 werden in einem solchen aufgewickelten Zustand mon­ tiert, daß durch die Federkraft die Drosselklappe 24 geschlossen wird. Ein Ende der inneren Torsionsfeder 31 wird durch einen Zwischenraum nach außen geführt, der zwischen der Federhalterung 32 und der Seite des Ansaug­ rohrs 21 entsteht. Da in diesem Bereich keine Teile stören, kann die Feder auf einfache Weise mit dem Feder­ halteglied 28 verbunden werden, wodurch eine extrem ein­ fache Montage und Verbindung der Teile möglich ist.

Fig. 7 zeigt den Längsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. Für Teile, die mit denen nach Fig. 5 übereinstimmen, wurden in Fig. 7 die gleichen Bezugszeichen benutzt. Auf dem Endab­ schnitt 22a der Ventilwelle 22 ist eine mit einem Flansch versehene, zylindrische Hülse 40 vorgesehen, die aus einem verschleißarmen Kunststoff besteht. Diese zylindrische Hülse 40, wie sie in Fig. 8 zu sehen ist, weist einen röhrenförmigen Angriffsvorsprung 40a auf, der sich in Axialrichtung von dem Flanschabschnitt er­ streckt.

Auf dem äußeren Umfang am Ende der zylindrischen Hülse 40 ist ein ringförmiger Kragen 41 aus verschleißarmem Kunststoff vorgesehen und durch die Halteplatte 25 ge­ haltert.

Eine mit einem Flansch versehene, zylindrische Hülse 42 aus abriebfestem Kunststoff ist auf der Federhalterung 32 angeordnet. Ein ringförmiger Kragen 43 aus abrieb­ festem Kunststoff ist auf dem äußeren Umfang des Endab­ schnittes der zylindrischen Hülse 42 angeordnet und wird durch den Flanschabschnitt 32c der Federhalterung 32 aufgenommen. Auf der zylindrischen Hülse 34 und dem ringförmigen Kragen 43 ist eine äußere Torsionsfeder 36 vorgesehen, wobei das eine Ende an dem Federhalteglied 28 und das andere Ende an dem Federhalteabschnitt 33a befestigt ist.

Die innere Torsionsfeder 31 wird über die mit einem Flansch versehene, zylindrische Hülse 40 geschoben und von der Innenseite her über ihre gesamte Länge unter­ stützt. Beide Enden in axialer Richtung werden durch den Flansch der zylindrischen Hülse 40 und des ring­ förmigen Kragens 41 aufgenommen, wobei ein Ende an dem Federhalteglied 28 befestigt wird, während das andere Ende sich in Axialrichtung erstreckt und an dem röhren­ förmigen Angriffsvorsprung 40a der zylindrischen Hülse 40 anliegt.

Die äußere Torsionsfeder 36 wird über die mit einem Flansch versehene, zylindrische Hülse 42 geschoben und auf der Innenseite abgestützt. Beide Enden in Axial­ richtung werden durch den Flansch der zylindrischen Hülse 42 und des ringförmigen Kragens 43 aufgenommen, wobei ein Ende an dem Federhalteglied 28 befestigt wird, während das andere Ende an dem Federhalteab­ schnitt 33a befestigt wird.

Die Federhalterung 32, das Angriffsglied 33 und der Drosselklappenhebel 37 sind mit Mitnahmeöffnungen 32d, 33b und 37a versehen, in die der röhrenförmige An­ griffsvorsprung 40a der zylindrischen Hülse 40 einge­ setzt und verriegelt wird. Außerdem werden die Feder­ halterung 32, das Angriffsglied 33 und der Drossel­ klappenhebel 37 in dem ausgeschnittenen Verriegelungs­ abschnitt 22b der Verriegelungsöffnungen 32e, 33c und 37b gehaltert und rotieren mit der Ventilwelle 22 als eine Einheit.

Die Federhalterung 32 und das Angriffsglied 33 greifen an dem Angriffsvorsprung 40a mit ihren Mitnahmeöffnun­ gen 32d und 33b, die in Umfangsrichtung positioniert sind, an. Die Montage erfolgt zusammen mit der inneren und der äußeren Torsionsfeder 31 bzw. 36, die um einen erforderlichen Winkel verdreht und in den ausge­ schnittenen Verriegelungsabschnitt 22b im Endbereich der Ventilwelle 22 eingesetzt werden. Diese beiden Torsionsfedern 31 und 36 werden derart im verdrehten Zustand montiert, daß die dabei entstehende Federkraft in Richtung auf eine Schließung der Drosselklappe 24 wirkt.

Auch das andere Ende der inneren Torsionsfeder 31, das sich gerade in Axialrichtung erstreckt (siehe Fig. 9) ist auf die Länge des anderen Endes eingestellt und wird innerhalb des röhrenförmigen Angriffsvorsprunges 40a gehaltert, auch wenn sich die Höhe der Feder durch externe Kräfte, wie z. B. Vibration, auf einen Minimal­ wert vermindert. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Federfunktion sichergestellt.

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine dritte Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. Auch in Fig. 10 sind die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile gegenüber der Fig. 7 benutzt. In der Halteplatte 25 ist der äußere Durchmesserabschnitt des ringförmigen Kragens 41 zur Positionierung in diametraler Richtung eingesetzt, d. h., es wird ein positionierender Angriffs­ abschnitt 25a zur konzentrischen Positionierung gegen­ über der Ventilwelle 22 gebildet. Dieser positionieren­ de Angriffsabschnitt wird in dem Ansaugrohr 21 ge­ bildet, wenn der ringförmige Kragen 41 direkt auf das Ansaugrohr 21 aufgesetzt wird.

Fig. 11 zeigt den Längsschnitt einer vierten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 11 werden die gleichen Bezugszeichen wie für die gleichen Teile nach Fig. 7 benutzt. Der Flanschabschnitt 32c der Federhalterung 32 ist, wie Fig. 12 zeigt, mit einer Mehrzahl von Positionierungsvorsprüngen 32f versehen, die sich axial im Außendurchmesserbereich nach innen erstrecken. Zum Positionieren in radialer Richtung greifen diese Positionierungsvorsprünge 32f am ring­ förmigen Kragen 43 an, der auf den äußeren Durchmesser des Endbereiches der zylindrischen Hülse 42 aufge­ schoben ist und durch den Flanschabschnitt 32c der Federhalterung 32 aufgenommen wird, so daß der ring­ förmige Kragen 43 konzentrisch gegenüber der Ventil­ welle 22 positioniert wird.

In dieser Ausführungsform ist die Federhalterung an dem Flanschabschnitt 32c an drei Stellen in gleichmäßigen Abständen mit den Positionierungsvorsprüngen versehen. Diese Anzahl von Positionierungsvorsprüngen kann jedoch erhöht werden, oder in ringförmiger Form ausgebildet sein.

Claims (1)

1. Rückstelleinrichtung für eine Drosselklappe (24) im Ansaugrohr (21) eines Ver­ brennungsmotors,
   mit einer die Drosselklappe (24) im Ansaugrohr (21) lagernden Welle (22) und zwei darauf koaxial zueinander angeordneten Torsionsfedern (31, 36) zur Rückstellung der Drosselklappe in die geschlossene Stellung, wobei die Enden der Torsions­ federn (31, 36) einerseits an einem Federanschlag (28) am Ansaugrohr (21) und andererseits an einem Drosselklappenhebel (37) angreifen und wobei die innere Torsionsfeder (31) auf der Welle (22) und die äußere Torsionsfeder (36) von der inneren Torsionsfeder (31) getrennt auf einer Hülse (32) angeordnet ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß
   sowohl die innere als auch die äußere Torsionsfeder (31, 36) auf der Welle (22) bzw. der Hülse (32) auf dazwischen angeordneten, zweiteiligen Buchsen (29, 30; 34, 35), die einen ringförmigen Kragen aufweisen, aus abriebfestem Kunststoff angeordnet sind.