DE4021691C2

DE4021691C2 - Potentiometer

Info

Publication number: DE4021691C2
Application number: DE19904021691
Authority: DE
Inventors: Otmar Ganser
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1990-07-07
Filing date: 1990-07-07
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2010-07-08
Also published as: DE4021691A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Potentiometer für eine Lastverstelleinrichtung mit einer die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmenden Drosselklappe, die mit einer in einem Drosselklappengehäuse gelagerten Drosselklappenwelle drehfest verbunden ist, wobei das Potentiometer zum Rückmelden der jeweili gen Position der Drosselklappenwelle mit einer elektronischen Regeleinrichtung zusammenwirkt und ein mit dem Schleifer zusammenwirkendes Übertragungs glied aufweist, das über ein auf der Drosselklappenwelle angeordnetes Mit nehmerelement verstellbar ist, wobei das Übertragungsglied über ein sich in Axialrichtung erstreckendes Kupplungsteil mit dem Mitnehmerelement form schlüssig verbunden ist.

Aus der DE 37 44 256 C2 ist eine Vorrichtung zum Feststellen der Offenstel lung des Drosselventils einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem eine ein Drosselventil tragende Ventilwelle mit einer Antriebswelle eines Fühlers gleichachsig angeordnet ist. Die Ventilwelle des Drosselventils und die An triebswelle des Fühlers sind dabei mittels einer Eingriffseinrichtung verbunden, die einen ersten scheibenförmigen Eingriffsteil mit zwei Nuten und einen zwei ten, U-förmigen Eingriffsteil mit zwei Schenkeln aufweist, wobei die Schenkel in die beiden Nuten des ersten, scheibenförmigen Eingriffsteils eingreifen. Weiterhin ist aus der DE 36 40 297 A1 ein Sensor zum Erfassen der Stellungen einer Drosselklappe bekannt, bei dem ein mit der Drosselklappe gekoppelter Rotor mit Kontakten an einem elektrisch isolierenden Substrat drehbar angeordnet ist, wobei das Substrat über leitende elastische Elemente sowohl mit einer Span nungsversorgung als auch mit Signalausgangsleitungen verbunden ist. Aus der DE 38 11 892 A1 ist außerdem eine Vorrichtung zur Regelung einer Brenn kraftmaschine mit einer Notfahreinrichtung bekannt, bei der über einen von ei nem Fahrhebel verstellbaren Sollwertgeber ein Elektromotor für eine Drossel klappe antreibbar ist, wobei die Notfahreinrichtung eine Kupplung aufweist, die einerseits fest mit der Drosselklappe und andererseits permanent mit dem Fahrhebel verbunden ist.

Bei einem Potentiometer dieser Art ist es bereits bekannt, einen auf einem Schleifkontakt bewegbaren Schleifer zum Abgreifen von Teilwiderständen über ein mit dem Schleifer zusammenwirkendes Übertragungsglied zu verstellen, das hierzu mit einem auf der Drosselklappenwelle vorgesehenen Kupplungs glied verbindbar ist. Bei dieser bekannten Anordnung wirken die miteinander gekuppelten Teile nur in Drehrichtung, wobei vermieden worden ist, daß zwi schen den zu kuppelnden Teile axiale Kräfte auftreten. Dies macht es erforder lich, daß die Einbautoleranzen aller Teile sehr genau eingehalten werden müs sen, um das Spiel zwischen den zu kuppelnden Teilen klein zu halten und so mit Übertragungsfehler zwischen Drosselklappenwelle und Potentiometer klein zu halten. Da das zur Drosselklappenwelle gehörende Stellglied weitgehend vormontiert wird und das Potentiometer erst am Schluß eingebaut werden kann, ist die Einhaltung der gewünschten Toleranzen sehr aufwendig und da durch auch teuer.

Da bei der bekannten Anordnung die Mitnehmerkräfte lediglich radial bzw. in Umlaufrichtung wirken und die Federkräfte zwischen den einzelnen Kupplungsteilen ebenfalls nur in Umlaufrichtung wirken, wird bei der Verstellung der Drosselklappe das Potentiometer nicht sofort mitverstellt, da zu Beginn der Be wegung der Drosselklappe ein Federstellweg zurückgelegt werden muß bis dann das Potentiometer verstellt wird. Hierdurch ergeben sich auch bei der Montage Probleme, da wegen des fehlenden Axialausgleichs zwischen Poten tiometer und dem Kupplungsteil der Drosselklappenwelle die Toleranzen sehr genau eingehalten werden müssen, um sicherzustellen, daß der richtige Ab stand zwischen Potentiometer und Kupplungsteil eingehalten wird. Dies ist je doch mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die einzelnen Kupp lungsglieder zwischen dem Stellglied bzw. einem Antriebselement und dem Potentiometer derart auszubilden und anzuordnen, daß die Stellkräfte spielfrei übertragen werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Kupplungsteil in Axialrichtung vorgespannt ist, sich trichterförmig erweitert und das Mitnehmerelement beidseitig umgreift. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, das Stellglied fast vollständig vorzumontieren und anschließend das Potentiometer auf die Drosselklappenwelle axial aufzuschieben, bis das mit dem Potentiometer zusammenwirkende Übertragungsglied formschlüssig mit dem Mitnehmerelement verbunden ist. Durch das sich in Axialrichtung erwei ternde Kupplungsteil erhält man auch dann eine spielfreie Verbindung, wenn die Herstellungstoleranzen nicht genau eingehalten werden, da durch die Formschlußverbindung und die axiale Erweiterung des Kupplungsteils sicher gestellt wird, daß die beiden miteinander gekuppelten Teile fest gegeneinander anliegen. Dies wird dadurch erleichtert, daß das Potentiometer lediglich so weit auf die Drosselklappenwelle aufgeschoben zu werden braucht, bis das sich axial erweiternde Kupplungsteil gegen das Mitnehmerelement anliegt.

Eine zusätzliche Einbaumöglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, daß das Mitnehmerelement und/oder Kupplungs teil in Axialrichtung gegen die Wirkung einer Federkraft verstellbar sind, wobei zumindest das Mitnehmerelement selbsttätig nachstellbar ist. Hierdurch erhält man auf einfache Weise stets eine spielfreie Verbindung, so daß die Ferti gungstoleranzen nicht ganz genau eingehalten zu werden brauchen, um eine exakte Istwert- bzw. Sollwerterfassung mittels des Potentiometers durchzufüh ren.

Eine zusätzliche Einbaumöglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, daß das Mitnehmerelement und/oder Kupplungs teil ein Federelement umfaßt.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß das Mitnehmerelement über ein als Mitnehmerkegel ausgebildetes Kupp lungsteil mit dem Übertragungsglied verbunden ist, das sich in eine an dem Übertragungsglied vorgesehene Öffnung erstreckt, wobei die an dem Übertra gungsglied vorgesehene Öffnung konisch ausgebildet ist. Hierdurch erhält man ebenfalls eine spielfreie Verbindung zwischen dem Übertragungsglied des Po tentiometers und dem auf der Drosselklappenwelle angeordneten Mitneh merelement. Außerdem wird die Montage sehr erleichtert und eine spielfreie Mitnahme des Potentiometers gewährleistet.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren darge stellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung an einer Ausführungsform beispielsweise dar gestellt, ohne auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.

Fig. 1 einen Längsquerschnitt einer Lastverstelleinrichtung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kupplungselements und

Fig. 3 das erfindungsgemäße Kupplungselement gemäß Fig. 2 in der Ansicht von oben.

Das Stellglied oder die Lastverstelleinrichtung 10 gemäß Fig. 1 umfaßt ein Drosselklappengehäuse 30, in dem eine Drosselklappenwelle 32 mit einer Drosselklappe 9 angeordnet ist. Auf der fahrpedalseitigen, mechanischen An lenkseite ist auf dem Ende der Drosselklappenwelle 32 ein Sollwerthebel 39 mittels eines Wälzlagers 51 in einem definierten Bereich frei drehbar gelagert. Der Sollwerthebel 39 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Fahrpedal gekoppelt. Die von dem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Fahrpedal ausgehenden Stellkräfte werden über den Sollwerthebel 39 auf die Drossel klappenwelle 32 übertragen. Der Sollwerthebel 39 ist von einer Rückzugfeder 42 in eine Grund- oder Ausgangsstellung zurückschwenkbar beaufschlagt.

Auf der zur Drosselklappe 9 gerichteten Oberfläche eines Drosselklappenhe bels oder Übertragungsgliedes 24 befindet sich ein Schleifer 22, der mit einem Potentiometer 23 in Kontakt steht. Das Potentiometer 23 und der Schleifer 22 entsprechen der Istwerterfassungseinrichtung, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist.

Ein Mitnehmerelement 25 weist ein Federblech 20 auf, wobei am äußeren En de des Federblechs 20 des Mitnehmerelements 25 ein als Mitnehmerkegel 61 ausgebildetes Kupplungsteil 19 angeordnet ist, wobei das als Mitnehmerkegel 61 ausgebildete Kupplungsteil 19 sich in eine an dem Übertragungsglied 24 vorgesehene Öffnung 60 erstreckt. Das Mitnehmerelement 25 und das Über tragungsglied 24 sind also über das als Mitnehmerkegel 61 ausgebildete Kupplungsteil 19 miteinander formschlüssig verbunden, wobei das als Mitneh merkegel 61 ausgebildete Kupplungsteil 19 sich in Axialrichtung trichterförmig erweitert und das Federblech 20 des Mitnehmerelements 25 beidseitig um greift.

Das Mitnehmerelement 25 weist außerdem einen zylindrischen Ansatz 54 zur Aufnahme eines Antriebrads 59 auf, das über ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Getriebe mit einem ebenfalls nicht näher dargestellten Elektro motor antriebsverbindbar ist. Bei Betätigung des Elektromotors wird das Mit nehmerelement 25 verstellt.

Das Potentiometer 23, das zum Rückmelden der jeweiligen Position der Dros selklappenwelle 32 dient, wirkt mit einer in der Zeichnung nicht näher darge stellten elektronischen Regeleinrichtung zusammen und ist hierzu über den Schleifer 22 und das Übertragungsglied 24 mittels des auf der Drosselklappen welle 32 fest angeordneten Mitnehmerelements 25 verstellbar.

Das Federblech 20 des Mitnehmerelements 25 ist so gegen das Übertragungs glied 24 vorgespannt, daß der in der Zeichnung nicht näher dargestellte Elek tromotor über das Mitnehmerelement 25 und das Übertragungsglied 24 die Drosselklappe 9 für den Leerlaufregelbereich verstellen kann. Wird das in der Zeichnung nicht näher dargestellte Fahrpedal betätigt, wird der ebenfalls nicht näher dargestellte Elektromotor deaktiviert, so daß sich in dem in der Zeich nung nicht dargestellten Freilaufsegment ein Mitnehmer des Übertragungsglie des 24 frei bewegen kann. Die Drosselklappe 9 wird nun mittels des Sollwert hebels 39 verstellt.

Das Potentiometer 23, das Übertragungsglied 24, das Mitnehmerelement 25, die Drosselklappenwelle 32 sowie der Schleifer 22 befinden sich in einem ge schlossenen Gehäuse 36, so daß diese Teile vor Schmutz und Beschädigun gen geschützt sind.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Kopplung des Mitnehmerelements 25 mit dem Übertragungsglied 24 ist in Fig. 2 im Längsschnitt und in Fig. 3 in Draufsicht dargestellt. Das mit dem Potentiometer 23 zusammenwirkende Übertragungsglied 24 gemäß Fig. 2 und Fig. 3 steht über ein sich in Axialrich tung druckbeaufschlagbares Kupplungsteil 19 mit dem Mitnehmerelement 25 formschlüssig in Verbindung. Das Kupplungsteil 19 besteht aus zwei mit Ab stand zueinander angeordneten Laschen 37, die sich in Axialrichtung der Dros selklappenwelle 32 erstrecken und in montiertem Zustand des Potentiometers 23 das Übertragungsglied 24 umgreifen. Dabei liegen die Außenkanten des Übertragungsglieds 24 gegen die Innenseiten der Laschen 37 des Kupplungs teils 19 an. Die beiden Laschen 37 können entweder am Mitnehmerelement 25 gemäß Fig. 3 oder alternativ am Übertragungsglied 24 angeordnet sein.

Das Mitnehmerelement 25 oder das Übertragungsglied 24 ist in Axialrichtung gegen die Wirkung einer Federkraft verstellbar, wobei zumindest das Mitneh merelement 25 selbsttätig nachstellbar ist. Hierzu ist entweder das Mitneh merelement 25 oder das Übertragungsglied 24 in Axialrichtung federelastisch ausgebildet oder umfaßt ein Federelelement 20, so daß das Mitnehmerelement 25 in eingebautem Zustand stets fest gegen das Kupplungsteil 19 anliegt und dadurch den Schleifer 22 des Potentiometers 23 spielfrei mitnimmt. Das hat außerdem den Vorteil, daß die Lastverstelleinrichtung 10 fast vollständig vor montiert und anschließend das Potentiometer 23 lediglich auf die Drosselklap penwelle 32 axial aufgeschoben werden kann, bis das mit dem Potentiometer 23 zusammenwirkende Übertragungsglied 24 formschlüssig mit dem Mitneh merelement 25 verbunden ist.

Bezugszeichenliste

9

Drosselklappe

10

Lastverstelleinrichtung

19

Kupplungsteil

22

Schieifer

23

Potentiometer

24

Übertragungsglied

25

Mitnehmerelement

30

Drosselklappengehäuse

32

Drosselklappenwelle

36

Gehäuse

37

Lasche

39

Sollwerthebel

42

Rückzugfeder

Claims

1. Potentiometer (23) für eine Lastverstelleinrichtung (10) einer die Leis tung einer Brennkraftmaschine bestimmenden Drosselklappe (9), die mit einer im Drosselklappengehäuse (30) gelagerten Drosselklappen welle (32) drehfest verbunden ist, wobei das Potentiometer (23) zum Rückmelden der jeweiligen Position der Drosselklappenwelle (32) mit einer elektronischen Regeleinrichtung (17) zusammenwirkt und ein mit dem Schleifer (22) zusammenwirkendes Übertragungsglied (24) auf weist, das über ein auf der Drosselklappenwelle (32) angeordnetes Mitnehmerelement (25) verstellbar ist, wobei das Übertragungsglied (24) über ein sich in Axialrichtung erstreckendes Kupplungsteil (19) mit dem Mitnehmerelement (25) formschlüssig verbunden ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kupplungsteil (19) in Axialrichtung vorgespannt ist, sich trichterförmig erweitert und das Mitnehmerelement (25) beid seitig umgreift.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (19) aus zwei sich in Axialrichtung erstreckenden, V- förmigen Schenkeln besteht, die mit ihren Innenseiten gegen die Außenseiten des Mitnehmerelements (25) andrückbar sind.

3. Potentiometer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (25) und/oder Kupplungsteil (19) in Axialrichtung gegen die Wirkung einer Federkraft verstellbar sind, wobei zumindest das Mitnehmerele ment (25) selbsttätig nachstellbar ist.

4. Potentiometer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (25) und/oder Kupplungsteil (19) ein Federelement (20) umfaßt.

5. Potentiometer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (25) über ein als Mitnehmerkegel (61) ausgebildetes Kupplungsteil (19) mit dem Übertragungsglied (24) verbunden ist, das sich in eine an dem Übertra gungsglied (24) vorgesehene Öffnung (60) erstreckt.