DE3905675A1 - Vorrichtung zum betaetigen einer drosselklappe von brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer an einer Drosselklappenwelle befestigten Drosselklappe von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei solchen Betätigungsvorrichtungen wird der Schwenkhebel vom Fahrer über eine Seilscheibe und ein Koppelgelenk betätigt. Über den Mitnehmer dreht der Schwenkhebel den Verstellhebel, und dieser schwenkt seinerseits die Drosselklappenwelle und die daran befestigte Drosselklappe. Für die Leerlaufregelung der Brennkraftmaschine wirkt der elektromotorische Drosselklappensteller über eine Einstellschraube auf den Verstellhebel direkt ein. Bei der dadurch hervorgerufenen Verdrehung des Verstellhebels wird der Schwenkhebel durch das Koppelgelenk festgehalten, und die Abkoppelfeder sorgt für eine Rückstellkraft der Drosselklappe gegen den Stellmotor. Da der Stellmotor in seinem Arbeitsvermögen begrenzt ist, darf die Rückstellkraft der Abkoppelfeder nicht zu groß sein. Andererseits muß beim Zurückfahren des Stellmotors die Rückstellkraft ausreichend groß sein, um die Rückstellung des Verstellhebels und eine durch diesen in seiner Endstellung bewirkte Schaltung eines Betätigungskontaktes am Drosselklappensteller sicherzustellen.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus Sicherheitsgründen die Abkoppelfeder als symmetrische Doppelfeder, bestehend aus zwei in Achsrichtung hintereinanderliegenden Schraubenfedern, ausgebildet, die sich stirnseitig aneinander und jeweils an einem radial wegstehenden Ringflansch der quer zur Achsrichtung zweigeteilten Federführungshülse abstützen. Dabei wird der eine der beiden Hülsenteile der Federführungshülse axial an den Verstellhebel angedrückt. Die beiden Hülsenteile sind an der Trennungsstelle miteinander verzahnt, damit die Schraubenfedern sich nicht in den Spalt zwischen den Hülsenteilen einklemmen können. Tritt bei einer Schraubenfeder ein Drahtbruch ein, so besitzt die andere Schraubenfeder noch ein ausreichendes Rückstellmoment für den Verstellhebel.

Bei dieser konstruktiven Ausbildung drückt die Abkoppelfeder axial gegen die Federführungshülse und ein Hülsenteil wiederum gegen den Verstellhebel. Bei Drehung des Verstellhebels durch den Drosselklappensteller tritt damit eine relativ große Reibung zwischen der feststehenden Federführungshülse einerseits und dem drehenden Verstellhebel und dem mit dem Verstellhebel drehenden Ende der Abkoppelfeder andererseits auf. Solche Reibverluste stehen aber der Forderung nach einer für den Stellmotor des Drosselklappenstellers vorteilhaft kleinen Betätigungskraft des Verstellhebels gegen die Rückstellkraft der Abkoppelfeder und der Forderung nach einer ausreichend sicheren Rückführung des Verstellhebels - auch bei Drahtbruch einer der beiden Schraubenfedern - durch die Abkoppelfeder beim Zurückfahren des Stellmotors entgegen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung für die Drosselklappe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die vorstehend beschriebene Reibstelle vollständig beseitigt ist, da der Verstellhebel, das an diesem angreifende Federende und der in diesem Bereich liegende Hülsenteil der Federführungshülse bei Betätigung des Verstellhebels durch den Stellmotor gemeinsam, d.h. ohne Relativbewegung zueinander, drehen.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Betätigungsvorrichtung möglich.

Eine einfache Verbindung des einen Hülsenteils der Federführungshülse mit der Klemmhülse des Verstellhebels ergibt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn der Hülsenteil als Gleitkunststoffumspritzung im Vorstehbereich der Klemmhülse außerhalb der Schwenkhebelbuchse ausgebildet wird. Für den Fall der Ausbildung der Abkoppelfeder als symmetrische Doppelfeder aus zwei stirnseitig aneinanderliegenden Schraubenfedern erhält die Kunststoffumspritzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen radial wegstehenden Ringflansch, an dem sich die eine Schraubenfeder stirnseitig abstützt. Die andere Schraubenfeder, die sich nach wie vor an dem auf der Schwenkhebelbuchse sitzenden und damit feststehenden Federführungshülse axial abstützt, verursacht nur kleinere Reibungswerte, die akzeptiert werden können.

Soll auch diese relativ geringe Reibung eliminiert werden, so ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Abkoppelfeder als doppelgewickelte Drehfeder auszubilden. Da dann axiale Anpreßkräfte der Abkoppelfeder entfallen, kann auch auf die Ringflansche an den Hülsenteilen der Federführungshülse verzichtet werden.

Eine fertigungstechnische Vereinfachung ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der auf der Schwenkhebelbuchse verbleibende Hülsenteil der Federführungshülse gleich an die Schwenkhebelbuchse mitangeformt wird. Die Herstellung der Schwenkhebelbuchse aus Gleitkunststoff verringert die Reibung zwischen Klemmhülse und Schwenkhebelbuchse.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise eine Seitenansicht einer Betätigungsvorrichtung für eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ausschnittweise einen Längsschnitt der Betätigungsvorrichtung im Bereich der Drossel­ klappenwelle, vergrößert dargestellt,

Fig. 3 und 4 jeweils ausschnittweise einen Längsschnitt der Betätigungsvorrichtung in Fig. 1 im Bereich der Drosselklappenwelle gemäß einem zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Fig. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2 im Längsschnitt ausschnittweise zu sehenden Vorrichtung zum Betätigen einer Drosselklappe 10 einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug wird die vom Fahrer über einen Seilzug hervorgerufene Drehung einer Seilscheibe 12 über eine Koppel 13 auf einen Schwenkhebel 14 übertragen, der mit einer Schwenkhebelbuchse 15 drehbar auf einer durch Formschluß drehfest mit der Drosselklappenwelle 11 verbundenen Klemmhülse 16 sitzt. Ebenfalls drehfest mit der Drosselklappenwelle 11 ist ein Verstellhebel 17 verbunden. Der Schwenkhebel 14 trägt eine Mitnehmernase 18, die an dem Verstellhebel 17 anliegt und bei Drehung des Schwenkhebels 14 den Verstellhebel 17 mitnimmt, der seinerseits die Drosselklappenwelle 11 und damit die Drosselklappe 10 verschwenkt.

Zur sog. Leerlaufregelung der Brennkraftmaschine erfolgt eine Drosselklappenverstellung durch einen elektromotorischen Drosselklappensteller 20, der über eine Einstellschraube 19 direkt am Verstellhebel 17 angreift. Zur Rückstellung des Verstellhebels 17 beim Zurückfahren des Drosselklappenstellers 20 ist eine zylindrische Abkoppelfeder 21 vorgesehen, die Klemmhülse 16 und Schwenkhebelbuchse 15 koaxial umgibt, in einer quer zur Achsrichtung zweigeteilten Federführungshülse 22 aufgenommen ist und sich mit tangential wegstehenden Federenden einerseits am Verstellhebel 17 und andererseits am Schwenkhebel 14 abstützt. In allen drei Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2-4 steht die Klemmhülse 16 axial aus der Schwenkhebelbuchse 15 vor und trägt in diesem Vorstehbereich einen Hülsenteil 23 der Federführungshülse 22. Der andere Hülsenteil 24 der Federführungshülse 22 ist auf der Schwenkhebelbuchse 15 befestigt. In allen drei Ausführungsbeispielen wird dabei der Hülsenteil 23 von einer Gleitkunststoffumspritzung der Klemmhülse 16 im Vorstehbereich gebildet.

In den beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 ist die Abkoppelfeder 21 als symmetrische Doppelfeder, bestehend aus zwei in Achsrichtung hintereinander angeordneten Schraubenfedern 25, 26, ausgebildet. Die beiden Schraubenfedern 25, 26 stützen sich stirnseitig aneinander ab und pressen sich jeweils in Achsrichtung gegen einen Ringflansch 27 bzw. 28 am Hülsenteil 23 bzw. 24. Der Ringflansch 28 an dem Hülsenteil 24 wird bei der Kunststoffumspritzung der Klemmhülse 16 mit angeformt. Die Hülsenteile 23, 24 sind asymmetrisch ausgeführt, beispielsweise ist der auf der Schwenkhebelbuchse 15 sitzende Hülsenteil 23 länger als der auf der Klemmhülse 16 sitzende Hülsenteil 24. Dadurch liegt der Trennspalt 31 zwischen den Hülsenteilen 23, 24 nicht an der Stoßstelle der beiden Schraubenfedern 25, 26, und diese können damit nicht in den Spalt rutschen und ein Verklemmen bewirken. Jede Schraubenfeder 25 bzw. 26 stützt sich mit einem Federende 251 bzw. 261 an dem Schwenkhebel 14 und mit dem anderen Federende 252 bzw. 262 an dem Verstellhebel 17 ab, so daß beim Verdrehen des Verstellhebels 17 durch den Drosselklappensteller 20 bei durch die Koppel 13 und Seilscheibe 12 festgehaltenem Schwenkhebel 14 die beiden Schraubenfedern 25, 26 ein Rückstellmoment für den Verstellhebel 17 erzeugen.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Schwenkhebelbuchse 15 aus Gleitkunststoff gefertigt, und der Hülsenteil 23 mit Ringflansch 27 der Federführungshülse 22 ist einstückig an die Schwenkhebelbuchse 15 angespritzt. Der Schwenkhebel 14 ist in einer Nabe 29 der Schwenkhebelbuchse 15 verspannt. In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist der mit der Schwenkhebelbuchse 15 verbundene Hülsenteil 23 als separates Bauteil ausgeführt.

Bei Verdrehen des Verstellhebels 17 durch den Drosselklappensteller 20 drehen sich mit dem Verstellhebel 17 die Klemmhülse 16, der daran einstückig angeformte Hülsenteil 24 und die mit dem Federende 262 an dem Verstellhebel 17 anliegende Schraubenfeder 26. Dadurch ist keine Relativbewegung zwischen feststehenden und drehenden Teilen vorhanden und es tritt keinerlei Reibung auf, auch nicht beim Zurückdrehen des Verstellhebels 17 während des Zurückfahrens des Drosselklappenstellers 20. Dadurch kann die Rückstellkraft der Abkoppelfeder 21 auch unter dem Gesichtspunkt der sicheren Rückstellung des Verstellhebels 17 relativ klein bemessen werden, was vorteilhaft für den üblicherweise mit begrenztem Arbeitsvermögen ausgestatteten Drosselklappensteller 20 ist. Geringe Reibkräfte treten lediglich zwischen dem feststehenden Hülsenteil 23, und zwar dem Ringflansch 27, und der Stirnseite der Schraubenfeder 25 auf, deren Federende 252 bei Verdrehung des Verstellhebels 17 mitdreht. Diese Reibung ist jedoch sehr klein und kann in Kauf genommen werden.

Will man auch diese Reibung eliminieren, so wird gemäß Fig. 4 die Abkoppelfeder 21 als doppeltgewickelte Drehfeder 30 ausgebildet, die etwa zur einen Hälfte auf dem mit der Schwenkhebelbuchse 15 fest verbundenen Hülsenteil 23 und andererseits auf dem mit der Klemmhülse 16 fest verbundenen Hülsenteil 24 sitzt. Die Ringflansche der Hülsenteile 23, 24 sind entfallen. Die Federenden eines jeden Federdrahtes stützen sich wiederum zwischen dem Schwenkhebel 14 und dem Verstellhebel 17 ab. Auch bei dieser doppeltgewickelten Drehfeder 30 verbleibt ein ausreichend großes Rückstellmoment für den Verstellhebel 16, wenn in einem Federdraht eine Bruchstelle auftritt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Betätigen einer an einer Drosselklappenwelle befestigten Drosselklappe von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit einem drehfest auf der Drosselklappenwelle sitzenden Verstellhebel, der einerseits von einem Mitnehmer an einem mit einer Buchse drehbar auf einer drosselklappenwellenfesten Klemmhülse sitzenden Schwenkhebel und andererseits von einem elektromotorischen Drosselklappensteller betätigbar ist, und mit einer als Drehfeder ausgebildeten zylindrischen Abkoppelfeder, die auf einer die Schwenkhebelbuchse umschließenden, quer zur Achsrichtung zweigeteilten Federführungshülse angeordnet ist und sich zur Rückstellung des Verstellhebels bei Betätigung durch den Drosselklappensteller mit ihren tangential wegstehenden Federenden einerseits an dem Verstellhebel und andererseits an dem Schwenkhebel abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (16) axial aus der Schwenkhebelbuchse (15) vorsteht und der eine Hülsenteil (23) der Federführungshülse (22) im Vorstehbereich auf der Klemmhülse (16) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Klemmhülse (16) fest verbundene Hülsenteil (24) der Federführungshülse (22) von einer Gleitkunststoffumspritzung der Klemmhülse (16) im Vorstehbereich gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Hülsenteil (23) der Federführungshülse (22) einstückig mit der Schwenkhebelbuchse (15), vorzugsweise aus Gleitkunststoff an diese angespritzt, ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkoppelfeder (21) als symmetrische Doppelfeder aus zwei in Achsrichtung hintereinander liegenden Schraubenfedern (25, 26) ausgebildet ist, die sich stirnseitig aneinander und jeweils an einem an jedem Hülsenteil (23, 24) radial vorstehenden Ringflansch (27, 28) abstützen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (23, 24) asymmetrisch mit unterschiedlicher axialer Länge ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkoppelfeder (21) als doppeltgewickelte Drehfeder (30) ausgebildet ist.