DE4036329C2 - Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitsvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bei der durch die Patentschrift DE 39 00 437 C1 bekannt gewordenen Sicherheitsvorrichtung für eine Leistungssteuereinrichtung einer Antriebsmaschine ist ein Mitnehmer und ein Steuerelement vorgesehen. In einem normalen Betriebszustand wird der Mitnehmer von einem Bedienelement und das Steuerelement von einem Stellantrieb betätigt. Um zu verhindern, daß das Steuerelement gegenüber dem Mitnehmer eine nicht zulässige Stellposition einnimmt, ist die Sicherheitsvorrichtung vorgesehen.

An dem Steuerelement sind drei Kontaktelemente vorgesehen. Das erste Kontaktelement ist ein Schleifer, der an einer ersten Kontaktbahn entlangfährt. Das zweite Kontaktelement ist ebenfalls ein Schleifer. Das zweite Kontaktelement überstreicht nur im Bereich des Leerlaufs der Antriebsmaschine eine zweite Kontakt­ bahn. Im Bereich der Teillast fährt das zweite Kontakt­ element über die Kontaktbahn hinaus, d. h. das Kontakt­ element verläßt die zweite Kontaktbahn. Für das dritte Kontaktelement ist eine dritte Kontaktbahn vorgese­ hen. Die dritte Kontaktbahn für das dritte Kontaktele­ ment kann von einer Mimik so verstellt werden, daß die Kontaktbahn nur im Bereich der Teillast und der Vollast das dritte Kontaktelement berührt. Die dritte Kontakt­ bahn für das dritte Kontaktelement ihrerseits hält über einen Schleifer, der auf einer abgewinkelt ausgeführten vierten Kontaktbahn entlangläuft, Kontakt mit einer Regeleinrichtung. Die dritte Kontaktbahn für das dritte Kontaktelement ist kürzer als ein freies Spiel zwischen dem Steuerelement und einem mit dem Mitnehmer ge­ koppelten Freilaufhaken.

Die bekannte Sicherheitsvorrichtung hat mehrere gravierende Nachteile: Die zweite Kontaktbahn für das zweite Kontaktelement erstreckt sich nicht über die ge­ samte Länge der möglichen Bewegung des zugehören­ den zweiten Kontaktelementes. D. h. das zweite Kon­ taktelement verläuft zum Teil auf der Kontaktbahn und zum Teil abseits der Kontaktbahn. Auch wenn die Kon­ taktbahn für das zweite Kontaktelement noch so dünn ist, so besteht doch eine mindestens kleine Stufe am Anfang bzw. am Ende der Kontaktbahn. Diese Stufe muß von dem Kontaktelement überwunden werden. Dies führt im Dauerbetrieb zu einer Schädigung des zweiten Kontaktelementes. Darüber hinaus verschleift sich mit der Zeit die Stufe, wodurch der Anfang bzw. das Ende der zweiten Kontaktbahn sich im Laufe der Zeit verschiebt bzw. ein nicht genau definierbarer Zustand eintritt. Desweiteren muß die dritte Kontaktbahn für das dritte Kontaktelement über eine nicht gerade ein­ fach zu realisierende Mimik auf das dritte Kontaktele­ ment angelegt bzw. von diesem abgehoben werden. Beim Anlegen bzw. Abheben der dritten Kontaktbahn an das dritte Kontaktelement bzw. von dem dritten Kontaktelement entsteht erhöhte Reibung zwischen dem Freilaufhaken und einer diesen Freilaufhaken füh­ renden Rampenschräge. Desweiteren kann beim Anle­ gen und beim Abheben Funkenbildung zwischen dem dritten Kontaktelement und der dritten Kontaktbahn auftreten, was eine Verkürzung der Lebensdauer der dritten Kontaktbahn erwarten läßt. Zusätzlich überfährt auch das dritte Kontaktelement je nach Stellung des Steuerelementes gegenüber dem Mitnehmer die dritte Kontaktbahn, so daß auch am Ende der dritten Kontakt­ bahn zwischen dem dritten Kontaktelement und der Kontaktbahn Beschädigungen und erhöhter Verschleiß auftreten. Insbesondere aus den genannten Gründen ist eine genaue Festlegung des Kontaktbeginns bzw. des Kontaktendes zwischen dem zweiten Kontaktelement und der zweiten Kontaktbahn sowie zwischen dem drit­ ten Kontaktelement und der dritten Kontaktbahn nicht genau festlegbar, wobei im Lauf der Lebenszeit der Si­ cherheitsvorrichtung mit erheblichen Verschiebungen des Kontaktbeginns bzw. des Kontaktendes der Kon­ taktbahnen zu rechnen ist.

Die Offenlegungsschrift DE 38 25 793 A1 zeigt einen Abstandsüberwachungsschalter, mit dem der Abstand zwischen zwei Bauteilen überwacht werden kann. Allerdings wird bei diesem Abstandsüberwachungsschalter ein Schleifkontakt benötigt, was einen hohen Aufwand erfordert und leicht zu einem Ausfall führen kann.

Die Offenlegungsschrift DE 38 15 734 A1 zeigt eine Stelleinrichtung bei der eine Abstandsüberwachungseinrichtung einen Abstand zwischen zwei Elementen überwacht. Bei der Abstandsüberwachungseinrichtung kann es sich um einen einfachen Endschalter handeln.

Die Offenlegungsschrift DE 38 22 843 A1 zeigt eine Stelleinrichtung mit einer Schalterbetätigung ohne schleifende Reibung.

Die beiden zuletzt genannten Schalteinrichtungen haben den Nachteil, dass der Schaltkontakt ausfallen kann, ohne dass dieses bemerkt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, bei der mit geringem Aufwand die Stellung zweier Bauteile zueinander betriebssicher überwacht werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung, insbe­ sondere für eine Leistungssteuereinrichtung, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich eine einfach herzu­ stellende und dauerfeste Sicherheitsvorrichtung ergibt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Sicherheitsvorrichtung möglich.

Kommt die weitere Schaltfahne an dem Schaltan­ schlag des Mitnehmers zur Anlage, so wird vorzugswei­ se der erste Strompfad geöffnet. Dadurch wird der Steu­ erelektronik signalisiert, daß das Stellelement gegen­ über dem Mitnehmer sich im zweiten relativen Stellbe­ reich befindet. Der erste Strompfad beinhaltet zwei Kontaktpunkte. Besonders vorteilhaft ist, daß die bei­ den Kontaktpunkte entweder gegenseitig anliegen oder voneinander abheben; d. h. vorteilhafterweise besteht keinerlei Reibung zwischen den beiden Kontaktpunk­ ten. Damit gibt es auch bei sehr langem Betreiben der Sicherheitsvorrichtung in vorteilhafter Weise so gut wie keine Veränderungen bezüglich des Schaltpunktes des ersten Strompfades.

In einer vorwählbaren Steilposition des Stellelemen­ tes gegenüber der Basis kommt ein Kontaktpunkt der Schaltfahne in Kontakt mit einem Kontaktpunkt des Nockens. Zwischen diesen beiden Kontaktpunkten gibt es keine gegenseitige Reibung und damit vorteilhafter­ weise so gut wie keinen Verschleiß. Die Stellposition, in der die beiden Kontaktpunkte sich berühren, läßt sich in vorteilhafter Weise einfach und exakt bestimmen, vor­ zugsweise mit Hilfe einer Stellschraube, wobei vorteil­ hafterweise diese Stellposition auch bei längerem Be­ treiben der Sicherheitsvorrichtung sich nicht oder so gut wie nicht verändert.

Gleichzeitig oder so gut wie gleichzeitig, wenn über den Nocken der zweite Strompfad sich öffnet bzw. schließt, wird über den Nocken der erste Strompfad geöffnet bzw. geschlossen. Damit können in vorteilhaf­ ter Weise die beiden Schaltpunkte der beiden Strom­ pfade über den Nocken und über eine Vorspannung in der Schaltfahne einfach und leicht eingestellt werden, wobei, insbesondere da keine Reibung auftritt, die Schaltpunkte in vorteilhafter Weise sich so gut wie nicht verändern.

Ist der Nocken über eine Stellschraube verstellbar, so läßt sich der Schaltpunkt über das Schließen/Öffnen des ersten Strompfades und des zweiten Strompfade in vor­ teilhafter Weise einfach und exakt einstellen bzw. bei Bedarf verändern.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfol­ genden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Sicherheitsvorrichtung und die Fig. 6 und 7 eine besonders vorteilhafte räumliche Anordnung der Si­ cherheitsvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsvorrichtung für eine Lei­ stungssteuereinrichtung in einer Maschine, insbesonde­ re in einem Fahrzeug, mit einem Stellglied, dessen Stell­ position die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmt, soll anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und mit Hilfe der Fig. 1 bis 7 näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel. Die Leistungssteuereinrichtung mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung umfaßt im wesentlichen ein Be­ dienelement 2, ein erstes Übertragungselement 4, ein zweites Übertragungselement 6, einen Mitnehmer 8, ei­ ne Koppelfeder 10, ein Steilelement 12, einen Stellan­ trieb 14, ein Stellglied 16 und die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 22 zwecks Steuerung einer An­ triebsmaschine 18.

Die Übertragungselemente 4, 6, die Koppelfelder 10 und der Mitnehmer 8 bilden eine Sollwertgruppe 24. Das Stellelement 12 und das Stellglied 16 bilden eine Istwertgruppe 26.

In der Zeichnung ist ein Pfeil 30 dargestellt. Die Be­ wegungsrichtung der Übertragungselemente 4, 6 des Mitnehmers 8, des Stellelementes 12 und des Stellglie­ des 16 verläuft parallel zu dem Pfeil 30. Eine Betätigung des Stellgliedes 16 in Richtung des Pfeiles 30 bedeutet eine Zunahme der Leistung der Antriebsmaschine 18; entgegengesetzte Richtung bedeutet Abnahme der Lei­ stung.

Bei Betätigung des ersten Übertragungselementes 4 durch das Bedienelement 2 in Richtung des Pfeiles 30, liegt eine Verdickung 32 des eisten Übertragungsele­ mentes 4 an einem ersten Hebel 34 des zweiten Über­ tragungselementes 6 an. Die Koppelfeder 10 wirkt ei­ nerseits auf den Mitnehmer 8 und andererseits auf das zweite Übertragungselement 6 mit dem Bestreben, ein Ende 36 des Mitnehmers 8 gegen einen zweiten Hebel 38 des zweiten Übertragungselementes 6 zu betätigen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausschnitte einer Ba­ sis 40 dargestellt. Die Basis 40 symbolisiert ein Teil in­ nerhalb der Maschine, welches als nicht bewegbar ange­ sehen werden kann. Die Basis 40 ist z. B. ein Teil des Gehäuses der Leistungssteuereinrichtung. Eine erste Rückholfeder 41 und eine zweite Rückholfeder 42 wir­ ken mit je einem Ende auf die Basis 40. Die erste Rück­ holfeder 41 wirkt mit ihrem anderen Ende auf das erste Übertragungselement 4 mit dem Bestreben, das Über­ tragungselement 4 entgegen dem Pfeil 30 zu betätigen. Die zweite Rückholfeder 42 wirkt mit ihrem anderen Ende auf das zweite Übertragungselement 6 mit dem Bestreben, das zweite Übertragungselement 6 entgegen dem Pfeil 30 zu betätigen. Bei nicht betätigtem Bedien­ element 2 wird das zweite Übertragungselement 6 ent­ gegen dem Pfeil 30 betätigt, bis das zweite Übertra­ gungselement 6 an einem linken Anschlag 44 der Basis 40 zur Anlage kommt. Über das Bedienelement 2 kann das zweite Übertragungselement 6 in Richtung des Pfei­ les 30 betätigt werden, bis das zweite Übertragungsele­ ment 6 an einem rechten Anschlag 46 der Basis 40 zur Anlage kommt. Wegen der Koppelfeder 10 bewegt sich der Mitnehmer 8, von Sonderfällen abgesehen, im glei­ chen Sinne wie das zweite Übertragungselement 6 und damit in Abhängigkeit des Bedienelementes 2.

Der Stellantrieb 14 umfaßt einen Stellmotor 48, eine elektrisch betätigbare Kupplung 50, ein Getriebe 52 und ein Antriebsritzel 54.

Das Stellglied 16 ist mit dem Stellelement 12 verbun­ den. Das Antriebsritzel 54 des Stellantriebes 14 wirkt auf das Stellelement 12. Über den Stellantrieb 14 kann das Stellelement 12 in beide Richtungen betätigt wer­ den. In Richtung des Pfeiles 30 kann der Stellantrieb 14 das Stellelement 12 betätigen, bis das Stellelement 12 an einem weiteren Anschlag 56 der Basis 40 anliegt. Da eine Betätigung des Stellelementes 12 in Richtung des Pfeiles 30 eine Zunahme der Leistung der Antriebsma­ schine 18 bedeutet, muß eine ungewollte Betätigung des Stellelementes 12 in Richtung des Pfeiles 30 mit größt­ möglicher Sicherheit verhindert werden. Entgegen Pfeil 30 ist eine Verstellung des Stellelementes 12 durch den Stellantrieb 14 möglich, bis das Stellelement 14 an einem Anschlag 57 der Basis 40 anliegt.

Ist die Antriebsmaschine 18 z. B. eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, so ist das Stellglied 16 z. B. eine Drosselklappe und es kann über das Stellglied 16 eine zur Antriebsmaschine 18 fließende Strömung 58 beein­ flußt werden. Die Strömung 58 wird in der Zeichnung durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 58 symboli­ siert.

Die Antriebsmaschine 18 kann aber auch z. B. ein Dieselmotor sein. In diesem Fall ist das Stellglied 16 z. B. eine Regelstange einer Einspritzpumpe für einen Die­ selmotor. Es ist aber auch möglich, daß die Antriebsma­ schine 18 ein Elektromotor ist, wobei in diesem Falle das Stellglied 16 z. B. eine Spannungsregeleinrichtung wäre.

Die Sicherheitsvorrichtung 22 umfaßt im ersten Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 im wesentlichen eine Schaltfahne 60, eine weitere Schaltfahne 62, einen Noc­ ken 64, eine Steuerelektronik 66, eine erste elektrische Leitung 70 zwischen der Schaltfahne 60 und der Steuer­ elektronik 66, eine zweite elektrische Leitung 71 zwi­ schen der weiteren Schaltfahne 62 und der Steuerelek­ tronik 66, eine dritte elektrische Leitung 72 zwischen dem Nocken 64 und der Steuerelektronik 66, eine vierte elektrische Leitung 74 zwischen der Steuerelektronik 66 und der Kupplung 50, eine fünfte elektrische Leitung 75 zwischen der Steuerelektronik 66 und dem Stellmotor 48 und eine sechste elektrische Leitung 76 zwischen der Steuerelektronik 66 und einer Energieversorgung 78. Die Leitungen 70, 71, 72, 74, 75, 76 bestehen, je nachdem was angeschlossen ist, aus je einem oder aus je mehre­ ren elektrischen, gegenseitig isolierten elektrischen Lei­ tern.

An dem Mitnehmer 8 der Sollwertgruppe 24 gibt es einen Schaltanschlag 80, eine erste Anschlagfläche 81 und eine zweite Anschlagfläche 82. An dem Stellelement 12 ist ein Anschlag 84 vorgesehen. Das Stellelement 12 ist gegenüber dem Mitnehmer 8 in beschränktem Maße frei beweglich. Die erste Anschlagfläche 81 beschränkt die Beweglichkeit des Stellelementes 12 gegenüber dem Mitnehmer 8 entgegen Pfeil 30 und die zweite An­ schlagfläche 82 des Mitnehmers 8 beschränkt die Be­ weglichkeit des Stellelementes 12 in Richtung des Pfei­ les 30. D. h. je nach Richtung der Bewegung des Stellele­ mentes 12 kann der Anschlag 84 des Stellelementes 12 entweder an der ersten Anschlagfläche 81 des Mitneh­ mers 8 oder an der zweiten Anschlagfläche 82 des Mit­ nehmers 8 zur Anlage kommen. Zwischen der ersten Anschlagfläche 81 des Mitnehmers 8 und dem Anschlag 84 des Stellelementes 12 gibt es einen ersten Freilauf 86, und zwischen dem Anschlag 84 des Stellelementes 12 und der zweiten Anschlagfläche 82 des Mitnehmers 8 gibt es einen mehr oder weniger großen zweiten Frei­ lauf 88.

Die weitere Schaltfahne 62 der Sicherheitsvorrich­ tung 22 ist, wie bei Schaltzungen z. B. für Relais bekannt, blattfederartig ausgebildet und mit ihrem einen Ende mindestens mittelbar mit dem Stellelement 12 verbun­ den. Befindet sich das Stellelement 12 in einem ersten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8, dann ist zwischen der weiteren Schaltfahne 62 und dem Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8 ein mehr oder we­ niger großer Schaltabstand 90 vorhanden. Die Schalt­ fahne 60 ist, ähnlich wie die weitere Schaltfahne 62, blattfederartig ausgebildet, hat einen ersten Kontakt­ punkt 91, einen zweiten Kontaktpunkt 92 und ist eben­ falls mindestens mittelbar mit ihrem einen Ende mit dem Stellelement 12 fest verbunden. Mindestens mittelbar heißt, daß die Schaltfahnen 60, 62 auch indirekt über weitere, in Fig. 1 nicht dargestellte Bauteile mit dem Stellelement 12 verbunden sein können. Die Schaltfah­ nen 60, 62 können auch mit einem anderen Bauteil der Istwertgruppe 26 verbunden sein. Die weitere Schalt­ fahne 62 ist mit einem dritten Kontaktpunkt 93 verse­ hen. Ein Ende des Nockens 64 weist in Richtung der Schaltfahne 60. Dieses Ende des Nockens 64 bildet einen vierten Kontaktpunkt 94. Je nach Stellung des Stellele­ mentes 12 kann der erste Kontaktpunkt 91 in Kontakt kommen mit dem dritten Kontaktpunkt 93 der weiteren Schaltfahne 62 und es kann der zweite Kontaktpunkt 92 der Schaltfahne 60 in Kontakt kommen mit dem vierten Kontaktpunkt 94 des Nockens 64. Die Schaltfahne 60 und die weitere Schaltfahne 62 sind an dem Stellelement 12 so angeordnet, daß, bei Stellung des Stellelementes 12 innerhalb des ersten relativen Stellbereiches, der er­ ste Kontaktpunkt 91 den dritten Kontaktpunkt 93 be­ rührt sofern der vierte Kontaktpunkt 94 des Nockens 64 nicht an dem zweiten Kontaktpunkt 92 der Schaltfah­ ne 60 anliegt. Wird das Stellelement 12 in Richtung des Pfeiles 30 gegenüber dem Mitnehmer 8 betätigt, so ver­ kleinert sich zunächst der Schaltabstand 90 zwischen der weiteren Schaltfahne 62 und dem Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8. Bei weitergehender Bewegung des Stellelementes 12 in Richtung des Pfeiles 30 berührt zunächst das von dem Stellelement 12 abgewandte En­ de der weiteren Schaltfahne 62 den Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8 und es wird die weitere Schaltfahne 62 etwas verbogen, so daß der dritte Kontaktpunkt 93 der weiteren Schaltfahne 62 von dem ersten Kontakt­ punkt 91 der Schaltfahne 60 abhebt. Der Schaltabstand 90 ist kleiner als der zweite Freilauf 88, so daß auf jeden Fall die weitere Schaltfahne 62 an dem Schaltanschlag 80 zur Anlage kommt und die beiden Kontaktpunkte 91, 93 voneinander abheben, bevor das Stellelement 12 mit seinem Anschlag 84 an der zweiten Anschlagfläche 82 zur Anlage kommt. Wird das Stellelement 12 entgegen Pfeil 30 verschoben, so kann der zweite Kontaktpunkt 92 der Schaltfahne 60 an dem vierten Kontaktpunkt 94 des Nockens 64 zur Anlage kommen. Wird das Stellele­ ment 12 darüber hinaus entgegen Pfeil 30 betätigt, so wird die Schaltfahne 60 durch den Nocken 64 verbogen, und zwar so, daß der erste Kontaktpunkt 91 der Schalt­ fahne 60 von dem dritten Kontaktpunkt 93 der weiteren Schaltfahne 62 abhebt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 geschieht dies durch eine Verbiegung der Schaltfahne 60 im Uhrzeigersinn um die Einspannstelle am Stellelement 12. Um ein gefahrloses Verbiegen der Schaltfahnen 60, 62 zu erreichen, kann die Schaltfahne 60 und die weitere Schaltfahne 62 zwischen der entspre­ chenden Einspannstelle und den entsprechenden Kon­ taktpunkten 91 bzw. 92 bzw. 93 mit einem Bogen 96 versehen sein. Der Bogen 96 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an der Schaltfahne 60 zwischen dem Kontaktpunkt 92 und der Einspannstelle der Schaltfahne 60 vorgesehen.

Die erste Leitung 70 verbindet die Steuerelektronik 66 mit den Kontaktpunkten 91, 92. Es können auch die Kontaktpunkte 91, 92 über je eine separate Leitung mit der Steuerelektronik 66 verbunden sein. Die Leitung 71 bzw. 72 verbindet den Kontaktpunkt 93 bzw. 94 mit der Steuerelektronik 66. Ausgehend von der Steuerelektro­ nik 66 führt ein erster Strompfad durch die erste Lei­ tung 70, durch die Schaltfahne 60, durch den ersten Kon­ taktpunkt 91, den dritten Kontaktpunkt 93 und die zwei­ te Leitung 71 wieder zur Steuerelektronik 66. Ein zwei­ ter Strompfad verbindet die Steuerelektronik 66 über die erste Leitung 70, den Kontaktpunkt 92, den Kon­ taktpunkt 94, den Nocken 64 und über die dritte Leitung 72 wieder mit der Steuerelektronik 66. Je nach Stellung des Stellelementes 12 gegenüber dem Mitnehmer 8 ist der erste Strompfad und/oder der zweite Strompfad geöffnet bzw. geschlossen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrich­ tung kann insbesondere ein von dem Stellelement 12 gegenüber dem Mitnehmer 8 eingenommener relativer Stellbereich ermittelt werden. Hierbei kann zwischen zwei relativen Stellbereichen des Stellelementes 12 ge­ genüber dem Mitnehmer 8 unterschieden werden. Im ersten relativen Stellbereich besteht zumeist ein minde­ stens geringfügiger Schaltabstand 90 zwischen der wei­ teren Schaltfahne 62 und dem Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8. Im ersten relativen Stellbereich ist der erste Strompfad geschlossen, sofern die Schaltfahne 60 nicht den Nocken 64 berührt. Im zweiten relativen Stell­ bereich des Stellelementes 12 gegenüber dem Mitneh­ mer 8 ist das Stellelement 12 so weit in Richtung des Pfeiles 30 betätigt, daß über den Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8 der dritte Kontaktpunkt 93 von dem er­ sten Kontaktpunkt 91 abgehoben hat. Ist das Stellele­ ment 12 so weit entgegen Pfeil 30 betätigt, daß der, Kontaktpunkt 92 an dem Kontaktpunkt 94 des Nockens anliegt, so ist der erste Strompfad geöffnet und der zweite Strompfad ist geschlossen. Dies entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Leerlauf­ bereich der Antriebsmaschine 18.

Ist der erste Strompfad geschlossen und der zweite Strompfad geöffnet, so weiß die Steuerelekronik 66 auf­ grund einer eingegebenen Schaltung bzw. eines einge­ gebenen Programmes, daß das Stellelement 12 gegen­ über dem Mitnehmer 8 sich im ersten relativen Stellbe­ reich befindet, was indem dargestellten Ausführungs­ beispiel einem normalen Betriebszustand der Leistungs­ steuereinrichtung entspricht. Sind der erste Strompfad und der zweite Strompfad geoffnet, so erkennt die Steu­ erelektronik 66, daß sich das Stellelement 12 im zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8 be­ findet. Der zweite relative Stellbereich entspricht bei der beispielhaft dargestellten Leistungssteuereinrich­ tung einem nicht zulässigen Betriebszustand, der unter allen Umständen vermieden werden muß. Tritt dieser nicht zulässige Betriebszustand ein, so kann die Steuer­ elektronik 66 den Stellmotor 48 des Stellantriebs 14 so ansteuern, daß der Stellantrieb 14 das Stellelement 12 mindestens so weit entgegen Pfeil 30 verstellt, bis der normale Betriebszustand wieder erreicht ist. Die Steu­ erelektronik 66 kann aber auch vorzugsweise die Kupp­ lung 50 stromlos schalten, so daß eine in der Kupplung 50 angeordnete Feder das Ritzel 54 von dem Stellmotor 48 trennt, so daß eine an der Basis 40 und an dem Stell­ element 12 angreifende Rückstellfeder 98 das Stellele­ ment 12 entgegen Pfeil 30 betätigen kann, zumindest bis wieder der normale Betriebszustand erreicht ist. Die Steuerelektronik 66 kann je nach Bedarf den Stellmotor 48 über die Kupplung 50 nur vorübergehend abkoppeln oder aber so lange, bis ein evtl. an irgendeiner Stelle vorhandener Fehler beseitigt ist. Der Stellantrieb 14 ist so ausgelegt, daß das Stellelement 12 normalerweise nie in den zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8 kommt und damit die Leistungssteuerein­ richtung normalerweise nie in den nicht zulässigen Be­ triebszustand gelangt. Damit wäre der über die beiden Kontaktpunkte 91, 93 verlaufende erste Strompfad oh­ ne den Nocken 64 normalerweise immer geschlossen und damit wäre keine Überprüfung, ob der erste Strom­ pfad den eventuell nie auftretenden nicht zulässigen Be­ triebszustand anzeigen würde, nicht möglich.

Ist der zweite Strompfad geschlossen und der erste Strompfad geöffnet, so kann die Steuerelektronik 66 erkennen, daß das Stellelement 12 entgegen dem Pfeil 30 betätigt ist, was in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel einer minimalen Leistung der Antriebsmaschine 18 entspricht. Dies ist ebenfalls ein zulässiger Betriebs­ zustand.

Ist der erste Strompfad und der zweite Strompfad geschlossen, so weiß die Steuerelektronik 66 aufgrund des ihr eingegebenen programms, daß dieser Zustand, von einer sehr kurzen Übergangsphase abgesehen, ei­ gentlich nie eintreten dürfte und daß die Gefahr besteht, daß im Verlauf des ersten Strompfades ein Fehler vor­ handen ist, aufgrund dessen eine Verstellung des Stell­ elements 12 in den zweiten relativen Stellbereich gegen­ über dem Mitnehmer 8 nicht mehr erkannt werden kann. In diesem Fall ist es zweckmäßig bzw. notwendig, den Stellmotor 48 und/oder die Kupplung 50 stromlos zu schalten. Das Stellglied 16 kann dann nur noch rein mechanisch von dem Bedienelement 2 betätigt werden, wodurch verhindert wird, daß bei einem Fehler im Ver­ lauf des ersten Strompfades die Leistungssteuereinrich­ tung in einem nicht zulässigen Betriebszustand arbeitet.

Das Stellglied 16 kann von dem Bedienelement 2 ent­ weder elektromechanisch oder rein mechanisch ver­ stellt werden. Falls die Steuerelektronik 66 keinen Feh­ ler feststellen kann, wird das Stellglied 16 normalerwei­ se elektromechanisch verstellt. Bei Auftreten eines Feh­ lers, insbesondere wenn die Steuerelektronik 66 er­ kennt, daß sich das Stellelement 12 im zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8 befindet oder befunden hat oder wenn auch nur vorübergehend beide Strompfade unzulässigerweise geschlossen waren, dann wird der Stellantrieb 14 abgekoppelt und das Stellglied 16 wird nur noch rein mechanisch verstellt.

Bei elektromechanischer Verstellung des Stellgliedes 16 ermittelt ein Sollwertgeber 101 eine von dem Bedien­ element 2 vorgegebene Sollvorgabe und ein elektri­ scher Istwertgeber 102 ermittelt die Stellposition des Stellelementes 12 bzw. des Stellgliedes 16. Der Stellan­ trieb 14 verstellt das Stellelement 12 so weit, bis die über den Istwertgeber 102 ermittelte Stellposition des Stell­ elementes 12 der über den Sollwertgeber 101 ermittel­ ten Sollvorgabe entspricht, wobei weitere nicht darge­ stellte Sollwertgeber und/oder nicht dargestellte Senso­ ren auf die Sollvorgabe Einfluß nehmen können. Wegen den beiden Freiläufen 86, 88 zwischen dem Stellelement 12 und dem Mitnehmer 8 geschieht die Verstellung des Stellelementes 12 durch den Stellantrieb 14 normaler­ weise ohne daß das Stellelement 12 mit dem Mitnehmer 8 in Berührung kommt. Die Freiläufe 86, 88 können so groß gewählt werden, daß auch bei einer progressiven, einer degressiven oder sonstwie gekrümmten Übertra­ gungskennlinie der Anschlag 84 des Stellelementes 12 nicht an den Anschlagflächen 81, 82 des Mitnehmers 8 zur Anlage kommt.

Bei einer automatischen Regelung der Antriebsma­ schine 18 kann die Logik der Sicherheitsvorrichtung 22 überbrückt werden, so daß das Stellelement 12 unab­ hängig von der Sicherheitsvorrichtung 22 in Richtung des Pfeiles 30 betätigt werden kann. Bei Abschalten der automatischen Regelung der Antriebsmaschine 18, z. B. durch Betätigen einer Bremse, wird die Sicherheitsvor­ richtung 22 umgehend wieder in Betrieb gesetzt. Die Anschlagfläche 82 an dem Mitnehmer 8 verhindert zu­ sammen mit dem Anschlag 84 des Stellelementes 12, daß bei der automatischen Regelung der Antriebsmaschine 18 die weitere Schaltfahne 62 zu sehr verbogen wird. Aus diesem Grund ist der Freilauf 88 zwischen dem Stellelement 12 und dem Mitnehmer 8 nicht sehr viel größer als der Schaltabstand 90 zwischen der zweiten Schaltfahne 62 und dem Schaltanschlag 80 des Mitneh­ mers 8. Bei der automatischen Regelung wird vom Stell­ element 12 der Mitnehmer 8 und damit auch das Über­ tragungselement 6 und ein mit dem Übertragungsele­ ment 6 verbundenes weiteres Übertragungselement 99 in Richtung des Pfeiles 30 betätigt.

Eine weitere zusätzliche Möglichkeit zur Überprü­ fung der Plausibilität ergibt sich, wenn der Sollwertge­ ber 101 und/oder der Istwertgeber 102 ebenfalls mit der Steuerelektronik 66 der Sicherheitsvorrichtung 22 ver­ bunden wird. Dann können die über den Sollwertgeber 101 und über den Istwertgeber 102 ermittelten Werte mit dem Schaltzustand des ersten Strompfades und/ oder mit dem Schaltzustand des zweiten Strompfades verglichen werden.

An der Basis 40 ist noch ein Leerlaufanschlag 103 vorgesehen. Der Nocken 64 ist parallel zum Pfeil 30 verstellbar. Zweckmäßig ist es, den Nocken 64 so einzu­ stellen, daß dann, wenn das Stellelement 12 an dem Leerlaufanschlag 103 anliegt, der zweite Strompfad ge­ schlossen ist. Man kann aber auch den Nocken 64 so einstellen, daß der zweite Strompfad geschlossen ist be­ vor das Stellelement 12 den Leerlaufanschlag 103 be­ rührt, damit auch in einer Warmlaufphase der Antriebs­ maschine 18 auf jeden Fall bei nicht betätigtem Bedien­ element 2 zwecks Überprüfung des ersten Strompfades der zweite Strompfad geschlossen und der erste Strom­ pfad geöffnet wird. Wegen einer Feder 104 und eines verschiebbaren Bolzens 105 innerhalb des Leerlaufan­ schlags 103 kann das Stellelement 12 auch nach Anlage an dem Leerlaufanschlag 103 entgegen Pfeil 30 mit Hilfe des Stellantriebs 14 verstellt werden, jedoch höchstens bis zum Anschlag 57. Damit ist unter anderem eine zu starke Verformung der Schaltfahne 60 ausgeschlossen.

Die Fig. 2 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel. In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Fig. 2 zeigt die Leistungssteuereinrichtung nur ausschnittsweise.

Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist auch der vierte Kontaktpunkt 94 an der Schaltfahne 60 ange­ ordnet. Kommt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bei Betätigung des Stellelementes 12 entgegen Pfeil 30 die Schaltfahne 60 an dem Nocken 64 zur Anlage, dann werden die beiden Kontaktpunkte 92, 94 mit Hilfe eines an dem Nocken 64 vorgesehenen Brückengliedes 106 elektrisch verbunden. Auch hier wird bei Betätigung des Stellelementes 12 gegen den Pfeil 30 und damit gegen den Nocken 64 die Schaltfahne 60 verbogen und es hebt der Kontaktpunkt 91 der Schaltfahne 60 von dem drit­ ten Kontaktpunkt 93 der weiteren Schaltfahne 62 ab.

Die Fig. 3 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel. Auch hier ist die Leistungssteuereinrichtung nur ausschnitts­ weise dargestellt. Im dritten Ausführungsbeispiel ist an dem Stellelement 12 noch eine dritte Schaltfahne 108 angeordnet. Die dritte Schaltfahne 108 ist, ebenso wie die Schaltfahne 60 und wie die weitere Schaltfahne 62, mit ihrem einen Ende an dem Stellelement 12 fest einge­ spannt. Günstig für die Dauerhaltbarkeit der Schaltfah­ nen 60, 62, 108 ist es, wenn da, wo die Schaltfahnen an dem Stellelement 12 eingespannt sind, Abrundungen 110 vorgesehen sind. Die Abrundungen 110 verhindern ein Abknicken der Schaltfahnen 60, 62, 108 im Bereich ihrer Einspannstellen.

Beim dritten Ausführungsbeispiel ist der vierte Kon­ taktpunkt 94 an der dritten Schaltfahne 108 angeordnet. An der Schaltfahne 60 ist noch eine Anlagefläche 111 vorgesehen. Hier wird bei Betätigung des Stellelemen­ tes 12 entgegen Pfeil 30 mit Anlage der Anlagefläche 111 an dem Nocken 64 die Schaltfahne 60 nach rechts gebogen, wodurch der erste Kontaktpunkt 91 von dem dritten Kontaktpunkt 93 abhebt und der zweite Kon­ taktpunkt 92 mit dem vierten Kontaktpunkt 94 in Be­ rührung kommt. Im dritten Ausführungsbeispiel ver­ läuft der zweite Strompfad nicht, wie im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, über den Nocken 64, sondern über die dritte Schaltfahne 108.

Die Fig. 4 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel. Im vierten Ausführungsbeispiel ist die Schaltfahne 60 an­ statt an dem Stellelement 12 mindestens mittelbar an dem Mitnehmer 8 angeordnet. Die Schaltfahne 60 kann auch mit einem anderen Bauteil der Sollwertgruppe 24 verbunden sein. Gegenüber den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 entfällt in der Fig. 4 der Schaltanschlag 80 des Mitnehmers 8. Anstatt dem Schaltanschlag 80 ist an dem Stellelement 12 ein Schaltanschlag 112 vorgese­ hen. Der Schaltabstand 90 erstreckt sich in diesem Aus­ führungsbeispiel zwischen dem Schaltanschlag 112 des Stellelementes 12 und dem nicht eingespannten Ende der Schaltfahne 60. Der dritte Kontaktpunkt 93 ist an dem Mitnehmer 8 angeordnet. Bei mindestens etwas in Richtung des Pfeiles 30 betätigtem Mitnehmer 8 ist, so­ lange sich das Stellelement 12 im ersten relativen Stell­ bereich gegenüber dem Mitnehmer 8 befindet, der erste Strompfad über die Leitung 70, den ersten Kontakt­ punkt 91, den dritten Kontaktpunkt 93 und über die Leitung 71 geschlossen. Wird das Stellelement 12 relativ zu dem Mitnehmer 8 zu weit in Richtung des Pfeiles 30 betätigt, dann kommt die Schaltfahne 60 mit ihrem nicht eingespannten Ende an dem Schaltanschlag 112 des Stellelementes 12 zur Anlage. Bei weiterer Betätigung des Stellelementes 12 in Richtung des Pfeiles 30 hebt der erste Kontaktpunkt 91 der Schaltfahne 60 von dem drit­ ten Kontaktpunkt 93 des Mitnehmers 8 ab und die Steu­ erelektronik 60 kann erkennen, daß das Stellelement 12 im zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mit­ nehmer 8 sich befindet, d. h. die Steuerelektronik 60 er­ kennt das Vorliegen eines Fehlers. Um sicheres Schalten zu gewährleisten ist auch hier der Schaltabstand 90 zwi­ schen der Schaltfahne 60 und dem Schaltanschlag 112 des Stellelementes 12 kleiner als der zweite Freilauf 88 zwischen der Anschlagfläche 82 des Mitnehmers 8 und dem Anschlag 84 des Stellelementes 12.

Bei Betätigung des Mitnehmers 8 entgegen Pfeil 30, d. h. bei Loslassen des Bedienelementes 2, kann der zweite Kontaktpunkt 92 der Schaltfahne 60 gegen den vierten Kontaktpunkt 94 des Nockens 64 betätigt wer­ den, worauf die Schaltfahne 60 in der Fig. 4 gegen den Uhrzeigersinn gebogen wird, wodurch der erste Kon­ taktpunkt 91 der Schaltfahne 60 von dem dritten Kon­ taktpunkt 93 des Mitnehmers 8 abhebt. Damit wird der zweite Strompfad geschlossen und der erste Strompfad geöffnet. Dadurch kann die Steuerelektronik 66 auch hier erkennen, daß der erste Strompfad zur Kontrolle der relativen Stellung des Stellelementes 12 gegenüber dem Mitnehmer 8 wie vorgesehen öffnen kann und daß sich das Stellelement 12 im Bereich kleiner Leistung der Antriebsmaschine 18 befindet. Wird bei nicht betätig­ tem Bedienelement 2 das Stellelement 12 über den Stell­ antrieb 14 fehlerhafterweise zu weit in Richtung des Pfeiles 30 betätigt, so wird über den Anschlag 84 und die Anschlagfläche 82 der Mitnehmer 8 von dem Stellele­ ment 12 in Richtung des Pfeiles 30 betätigt, worauf der zweite Strompfad unterbrochen wird. Da der zweite Freilauf 88 größer als der Schaltabstand 90 ist, bleibt jedoch auch der erste Strompfad unterbrochen und die Steuerelektronik 66 kann die Fehlfunktion erkennen.

Wie ein Vergleich der Fig. 4 mit den Fig. 1 bis 3 er­ gibt, kann die mindestens eine Schaltfahne 60, 62 sowohl an der Sollwertgruppe 24 bzw. an dem Mitnehmer 8 als auch an der Istwertgruppe 26 bzw. an dem Stellelement 12 angeordnet sein. Das in der Fig. 4 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel hat gegenüber den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen den Vorteil, daß nur eine Schaltfahne 60 erforderlich ist. Auch hier ist, um erhöhte Biegespannungen in der Schaltfahne 60 zu vermeiden und um eine lange Lebensdauer der Schalt­ fahne 60 zu erreichen, im Bereich der Einspannstelle der Schaltfahne 60 die Abrundung 110 vorgesehen.

Die Fig. 5 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel. Im fünften Ausführungsbeispiel ist die Schaltfahne 60, wie beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, mit dem Mitnehmer 8 verbunden. An dem Stellelement 12 ist eine Abhebschräge 114 und an dem Nocken 64 ist eine Abhebschräge 116 vorgesehen. Kommt in dem fünften Ausführungsbeispiel das Stellelement 12 in den zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8, so wird die Schaltfahne 60 durch die Abhebschräge 114 des Stellelementes 12 verbogen, so daß der an der Schalt­ fahne 60 angeordnete erste Kontaktpunkt 91 von dem an dem Mitnehmer 8 angeordneten dritten Kontakt­ punkt 93 abhebt. Damit ist auch hier, wenn sich das Stellelement 12 in dem zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8 befindet, der erste Strom­ pfad geöffnet. Bei Betätigung des Mitnehmers 8 entge­ gen Pfeil 30 kann die Schaltfahne 60 in Berührung kom­ men mit dem Nocken 64, wodurch schließlich die Schalt­ fahne 60 des Mitnehmers 8 mit Hilfe der Abhebschräge 116 des Nockens 64 verbogen wird, so daß der über die beiden Kontaktpunkte 91, 93 verlaufende erste Strom­ pfad unterbrochen wird. Über den zweiten Kontakt­ punkt 92 der Schaltfahne 60 und über den vierten Kon­ taktpunkt 94 des Nockens 64 kann, bei ausreichender Betätigung des Mitnehmers 8 entgegen Pfeil 30, der zweite Strompfad geschlossen und der erste Strompfad geöffnet werden. Der zuletzt genannte Schaltzustand tritt auf, während die Antriebsmaschine 18 im Leerlauf­ bereich arbeitet.

Je nach Anwendungsfall der Sicherheitsvorrichtung ist es besonders gunstig, wenn bei Betätigung des Stell­ elementes 12 bzw. des Mitnehmers 8 entgegen Pfeil 30 zuerst der zweite Strompfad geschlossen und erst kurz danach der erste Strompfad geöffnet wird. Es kann aber auch in Sonderfällen günstiger sein, wenn zuerst der erste Strompfad geöffnet und dann der zweite Strom­ pfad geschlossen wird. Je nachdem wie stark die jeweili­ gen Kontaktpunkte mit Hilfe der Schaltfahnen 60, 62 bzw. 60, 62, 108 gegen den jeweils anderen zugehören­ den Kontaktpunkt vorgespannt werden, ergibt sich die gewünschte Schaltfolge. Je nach gewünschter Schaltfol­ ge ist das eine oder das andere der Ausführungsbeispie­ le eins bis fünf besonders vorteilhaft.

Aus Toleranzgründen ist es in einer Großserie nicht möglich, daß der eine Strompfad öffnet und immer ex­ akt gleichzeitig der andere Strompfad schließt. Dies könnte, wenn z. B. das Bedienelement 2 längere Zeit in einer konstanten Stellung gehalten wird, zu einer Fehl­ interpretation in der Steuerelektronik 66 führen, wenn während dieser Zeit z. B. beide Strompfade geschlossen sind. Um dabei einer Fehlinterpretation durch die Steu­ erelektronik 66 vorzubeugen, sind mehrere vorteilhafte Abhilfemaßnahmen möglich: Da der hier beschriebene Zustand im allgemeinen höchstens während kurzer Zeit und nur in einer eng begrenzten Stellposition eintreten kann, kann man in die Steuerelektronik 66 z. B. eine Verzögerung einbauen. Die Steuerelektronik 66 kann z. B. so ausgeführt sein, daß der Stellantrieb 14 nur ab­ geschaltet wird, wenn beide Strompfade länger als eine vorgegebene Zeitspanne geschlossen sind und/oder die Steuerelektronik 66 kann so geschaltet sein, daß der Stellantrieb 14 nur abgeschaltet wird, wenn mehr als einmal oder mehrmals hintereinander beide Strompfade gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen sind. Eine weitere Abhilfemöglichkeit könnte z. B. darin bestehen, daß in­ nerhalb eines bestimmten Stellbereiches des Stellele­ mentes 12, in dem es vorkommen kann, daß z. B. beide Strompfade geschlossen sind, auch wenn kein Fehler vorliegt, eine Auswertung der Sicherheitsvorrichtung nicht vorgenommen wird. Dieser Stellbereich entspricht z. B. dem oberen Leerlaufbereich bzw. dem unteren Teillastbereich der Antriebsmaschine 18. D. h. eine Überprüfung der beiden Strompfade erfolgt nur, wenn sich das Stellelement 12 beiderseits außerhalb dieses ausgeklammerten Stellbereiches befindet. Dieser Stell­ bereich kann z. B. mit Hilfe des Istwertgebers 102 erfaßt werden. Noch eine andere Abhilfemaßnahme besteht z. B. darin, daß die beiden Strompfade auf Plausibilität nur überprüft werden, während die Antriebsmaschine 18 im sog. Schubbetrieb arbeitet.

Auch dann, wenn das Bedienelement 2 sehr schnell losgelassen wird, kann es vorkommen, daß, während der Mitnehmer 8 entgegen Pfeil 30 verfährt, das von dem Stellantrieb 14 angetriebene Stellelement 12 der schnel­ len Bewegung des Mitnehmers 8 nicht schnell genug folgen kann. Auch hierbei kann es vorkommen, daß kurzzeitig beide Strompfade geöffnet sind, auch wenn kein Fehler vorliegt. Um in diesem Fall eine Fehlinter­ pretation durch die Steuerelektronik 66 auszuschließen, kann man der Steuerelektronik 66 vorgeben, daß bei schnellen Bewegungen des Mitnehemrs 8 bzw. des Be­ dienelementes 2 entgegen Pfeil 30 eine Sicherheitsüber­ prüfung unterbleibt. Die Bewegungsrichtung und Ge­ schwindigkeit des Mitnehmers 8 ist z. B. mit Hilfe des Sollwertgebers 101 erfaßbar.

Da jeder der Kontaktpunkte 91, 92, 93, 94 parallel zum Pfeil einstellbar, z. B. mit Hilfe einer Stellschraube, ausführbar sind, läßt sich der Zustand, daß bei normaler Funktionsweise beide Strompfade geschlossen sind, auf ein Minimum begrenzen. In der Zeichnung ist beispiel­ haft der Kontaktpunkt 94 am Nocken einstellbar darge­ stellt. In gleicher Weise lassen sich aber auch bei Bedarf die Kontaktpunkte 91, 92, 93 einstellbar ausführen. Auch die Einspannstelle der Schaltfahnen 60, 62, 108 können parallel zum Pfeil 30 verschiebbar an dem Stellelement 12 bzw. an dem Mitnehmer 8 angeordnet sein. Zwecks Übersichtlichkeit wurde auf zeichnerische Darstellung einer verschiebbaren Einspannstelle verzichtet.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, bei denen der Mitnehmer 8 und das Stellelement 12 eine geradlini­ ge Bewegung parallel zum Pfeil 30 ausführen können. Genauso gut möglich und bei vielen Anwendungsfällen eher günstiger ist es, die hier beschriebenen Bauteile auf Drehachsen drehbar zu lagern, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn alle Achsen in einer Linie fluch­ ten. Der Mitnehmer 8 und das Stellelement 12 führen dann keine Hin- und Herbewegungen parallel zum Pfeil 30 aus, sondern sie führen mehr oder weniger große Schwenkbewegungen um die Drehachse aus. Eine Stell­ bewegung in Richtung des Pfeiles 30 bedeutet dann z. B. eine Schwenkbewegung in eine Drehrichtung und ent­ gegen Pfeil 30 bedeutet dann eine Schwenkbewegung in entgegengesetzter Richtung. Sämtliche Bauteile können mehr oder weniger rund bzw. bogenförmig gestaltet sein.

Das Stellglied 16 kann z. B. eine schwenkbar gelager­ te Drosselklappe sein. Deshalb ist es zweckmäßig, das Stellelement 12 und den Mitnehmer 8 ebenfalls schwenkbar auszuführen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung wurde beispielhaft bei Anwendung innerhalb einer Leistungs­ steuereinrichtung einer Maschine mit einer Antriebsma­ schine 18 erläutert. Die Maschine kann z. B. eine statio­ när aufgestellte Maschine oder ein Fahrzeug sein.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 22 kann überall, nicht nur in Leistungssteuereinrichtungen, verwendet werden, wo eine relative Stellposition eines Bauteils (Stellelement 12) gegenüber einem anderen Bauteil (Mitnehmer 8) überwacht werden soll. D. h. die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung ist nicht nur für Leistungssteuereinrichtungen verwendbar.

Die Verbindung der Schaltfahnen 60, 62, 108 mit dem Stellelement 12 bzw. mit dem Mitnehmer 8 ist nur bei­ spielhaft. Die Schaltfahnen 60, 62, 108 können zur Erzie­ lung der gleichen Wirkung z. B. auch mit dem Stellglied 16 einerseits und andererseits mit dem Übertragungs­ element 6 bzw. dem Übertragselement 4, dem Übertra­ gungselement 99 oder dem Bedienelement 2 verbunden werden. Die Schaltfahnen 60, 62, 108 können auch auf separaten Schaltfahnenträgern angeordnet sein, die wiederum mit dem Mitnehmer 8 bzw. mit dem Stellele­ ment 12 verbunden sind.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Si­ cherheitsvorrichtung ist, daß die Strompfade zwischen einfach herzustellenden Kontaktpunkten 91, 92, 93, 94 geschlossen bzw. geöffnet werden. Zu keiner Zeit hebt ein Kontaktpunkt von einer Kontaktbahn bzw. Schlei­ ferbahn bzw. Widerstandsbahn ab. Für die Herstellung der Kontaktpunkte 91, 92, 93, 94 und der Schaltfahnen 60, 62, 108 besteht auf anderen technischen Gebieten reichlich Fertigungswissen, wie z. B. bei der Fertigung von Schaltrelais. Deshalb kann bei der erfindungsgemä­ ßen Sicherheitsvorrichtung vorteilhafterweise insbe­ sondere mit sehr großer Zuverlässigkeit und Dauerfe­ stigkeit gerechnet werden.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 ist, wenn das Stellelement 12 mit der Schaltfahne 60 entgegen Pfeil 30 gegen den Nocken 64 betätigt ist, der zweite Strompfad geschlossen und der erste Strom­ pfad geöffnet. Desweiteren ist, wenn das Stellelement 12 sich im zweiten relativen Stellbereich gegenüber dem Mitnehmer 8 befindet, der erste Strompfad geöffnet und im ersten relativen Stellbereich ist der erste Strompfad geschlossen. Dies ist nur beispielhaft. Es kann bei einem der Strompfade oder bei beiden Strompfaden je nach Bedarf ein Schließen des Strompfades durch ein Öffnen des Strompfades konstruktiv beliebig ausgetauscht wer­ den.

Die Leitungen 70, 71, 72 können konstruktiv beliebig ausgestaltet und verlegt sein. Bei den Leitungen 70, 71, 72 kann es sich z. B. um flexible Leitungen oder um Stromführungsbahnen handeln. Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 22 kann auch einen Defekt im Verlauf der Leitungen 70, 71, 72 erkennen.

Jedes Mal, wenn das Stellelement 12 entgegen Pfeil 39 betätigt ist, d. h. wenn die Antriebsmaschine 18 im Leer­ lauf arbeitet, wird der erste Strompfad überprüft. Dies bietet den Vorteil, daß zur Überprüfung des ersten Strompfades kein separater, aktiver Prüflauf erforder­ lich ist.

Gemäß den Fig. 1 und 4 kann das Stellelement 12 der Istwertgruppe 26 sowohl elektromechanisch als auch rein mechanisch verstellt werden. Je nach Erfordernis kann gegebenenfalls die Koppelfeder 10 entfallen und der Mitnehmer 8, das zweite Übertragungselement 6 und gegebenenfalls das erste Übertragungselement 4 können fest miteinander verbunden sein bzw. aus einem Stück bestehen. Soll das Stellelement 12 nur elektrome­ chanisch verstellbar sein und kann auf eine rein mecha­ nische Verstellung des Stellelementes 12 d. h. der Ist­ wertgruppe 26 verzichtet werden, dann können die An­ schlagflächen 81, 82 an der Sollwertgruppe 24 und der .Anschlag 84 an der Istwertgruppe 26 entfallen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Schaltanschlag 80 auch an einem anderen Bau­ teil der Sollwertgruppe 24, wie z. B. an dem zweiten Übertragungselement 6 oder an dem ersten Übertra­ gungselement 4, vorgesehen sein. Bei dem in Fig. 4 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel kann der Schaltanschlag 112 an jedem Bauteil der Istwertgruppe 26 angeordnet sein.

Die Fig. 6 zeigt als Ausführungsbeispiel eine beson­ ders vorteilhafte räumliche Anordnung der Sicherheits­ vorrichtung.

Die Istwertgruppe 26 umfaßt in Fig. 6 das Stellglied 16, das Stellelement 12, eine Anlenkung 122 und eine Anlenkung 124. Das Stellglied 16 ist beispielhaft eine Drosselklappe, und das Stellelement 12 ist eine Drossel­ klappenwelle. Die soeben genannten Teile sind fest mit­ einander verbunden. Die Sollwertgruppe 24 umfaßt das Übertragungselement 6, eine Welle 126 mit einem Ab­ satz 128, den Mitnehmer 8, eine Anlenkung 130 und eine Anlenkung 132. Die im letzten Satz genannten Teile sind fest miteinander verbunden.

In Fig. 6 ist die Basis 40 ein Gehäuse einer Leistungs­ steuereinrichtung einer Brennkraftmaschine. An der Ba­ sis 40 ist ein Drehwinkelsensor 134 angeordnet. Der Drehwinkelsensor 134 umfaßt ein Trägermaterial 136, ein erstes Drehglied 138 und ein Drehglied 140. An dem Trägermaterial 136 sind, den Drehgliedern 138, 140 zu­ gewandt, Schleiferbahnen vorgesehen.

Zwecks Verdeutlichung ist in Fig. 7 ein Schnitt ent­ lang der in Fig. 6 eingezeichneten, mit VII-VII bezeich­ neten Linie dargestellt. Die Fig. 7 zeigt einen nichtmaß­ stäblichen, senkrechten Blick auf das Trägermaterial 136 mit den Drehgliedern 138, 140 quer zum Stellele­ ment 12.

An dem Trägermaterial 136 sind eine erste Schleifer­ bahn 141, eine zweite Schleiferbahn 142, eine dritte Schleiferbahn 143, eine vierte Schleiferbahn 144, eine fünfte Schleiferbahn 145 und eine sechste Schleiferbahn 146 vorgesehen. An dem ersten Drehglied 138 befindet sich ein erster Schleifer 151 und ein zweiter Schleifer 152. An dem zweiten Drehglied 140 befindet sich ein dritter Schleifer 153, ein vierter Schleifer 154, ein fünfter Schleifer 155 und ein sechster Schleifer 156. Die Schlei­ fer 151, 152, 153, 154, 155, 156 sind auf der in Fig. 7 nicht sichtbaren Seite der Drehglieder 138, 140 angeordnet und deshalb in Fig. 7 gestrichelt gezeichnet. Der erste Schleifer 151 hat Kontakt zur ersten Schleiferbahn 141 usw., wobei als letztes der sechste Schleifer 156 zu nen­ nen ist, welcher Kontakt zur sechsten Schleiferbahn 146 herstellt. Der Schleifer 151 ist mit dem Schleifer 152 verbunden bzw. die Schleifer 151, 152 bestehen aus ei­ nem Stück. In gleicher Weise sind die Schleifer 153, 154 miteinander verbunden.

Mit dem ersten Drehglied 138 ist eine erste Feder in Form einer ersten Klammer 161 verbunden. Die Anlen­ kung 132 ist zylindrisch ausgebildet und ist zwischen zwei Schenkeln der Klammer 161 eingeklemmt. Damit wird erreicht, daß das Drehglied 138 in seiner Position der Position des Mitnehmers 8 entspricht. Das erste Drehglied 138 ist damit Bestandteil der Sollwertgruppe 24.

Mit dem zweiten Drehglied 140 ist eine zweite Feder verbunden. Die zweite Feder hat die Gestalt einer zwei­ ten Klammer 162. Die Anlenkung 124 ist zylindrisch ausgeführt und zwischen Schenkeln der Klammer 162 eingeklemmt. Damit ist eine synchrone Mitnahme des zweiten Drehgliedes 140 gegenüber dem Stellelement 12 sichergestellt. Somit ist das zweite Drehglied 140 Bestandteil der Istwertgruppe 26. Die Schaltfahne 60 und die Schaltfahne 62 sind über je einen der Schleifer 155 bzw. 156 und je einer Schleiferbahn 145 bzw. 146 mit je einer Lötfahne 164 verbunden. Die Lötfahnen befin­ den sich am Drehwinkelsensor 134. Der vierte Kontakt­ punkt 94 ist einstellbar an dem Drehwinkelsensor 134 befestigt und elektrisch mit einer anderen Lötstelle 164 verbunden. Über die Lötstellen 164 sind die Kontakt­ punkte 91, 92, 93, 94 mit der Steuerelektronik 66 über die in der Fig. 7 nicht dargestellten Leitungen 70, 71, 72 verbunden.

Der Schaltanschlag 80 ist an der Anlenkung 130 vor­ gesehen. Die Anlenkung 130 ist, wie vorne erwähnt, Bestandteil der Sollwertgruppe 24. Je nach Stellposition des zweiten Drehgliedes 140 gegenüber dem Trägerma­ terial 136 ist der über die Kontaktpunkte 92, 94 verlau­ fende zweite Strompfad geöffnet oder geschlossen. Die Anlenkung 130 mit dem Schaltanschlag 80 kann, je nach Stellposition der Sollwertgruppe 24 gegenüber der Ist­ wertgruppe 26, an der weiteren Schaltfahne 62 zur An­ lage kommen bzw. die Schaltfahne 62 mit dem Kontakt­ punkt 93 von dem Kontaktpunkt 91 der Schaltfahne 60 abheben. Daneben ist, je nach Stellposition der Soll­ wertgruppe 24, insbesondere des Schaltanschlags 80 ge­ genüber dem zweiten Drehglied 140, der über die Kon­ taktpunkte 91, 93 verlaufenden erste Strompfad geöff­ net oder geschlossen.

Das in Fig. 7 eher räumlich dargestellte Ausführungs­ beispiel entspricht in etwa dem in Fig. 1 eher schema­ tisch dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Auch die in den Fig. 2 bis 5 schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele lassen sich in ähnlicher Weise, wie in Fig. 7 beispielhaft dargestellt, räumlich anordnen.

Das Drehglied 138 mit den Schleifern 151, 152 und die Schleiferbahnen 141, 142 bilden den Sollwertgeber 101 zur Ermittlung der Stellposition der Sollwertgruppe 24. Das Drehglied 140 mit den Schleifern 153, 154 und die Schleiferbahnen 143, 144 bilden zusammen den Istwert­ geber 102 zur Ermittlung der Stellposition der Istwert­ gruppe 26. Der Sollwertgeber 101 und der Istwertgeber 102 sind in Fig. 7 zwei Potentiometer, wobei die Schlei­ ferbahnen bzw. Widerstandsbahnen 141, 142, 143, 144 dieser Potentiometer in vorteilhafter Weise auf demsel­ ben Trägermaterial 136 angeordnet sind. Damit ergibt sich eine besonders einfache Fertigung und es kann eine hohe Genauigkeit erzielt werden. Auch die Schleifer­ bahnen 145 und 146 befinden sich vorteilhafterweise ebenfalls auf demselben Trägermaterial. Besonders günstig ist es, alle Schleiferbahnen auf derselben Seite des Trägermaterials 136 vorzusehen.

Die Verbindung des Drehgliedes 138 über die Klam­ mer 161 mit der zylindrischen Anlenkung 132 hat den Vorteil, daß zwischen der Anlenkung 132 und dem Drehglied 138 keine Kräfte quer zum Trägermaterial 136, d. h. in Längsrichtung zur Welle 126, übertragen werden können. Damit hat z. B. eine Längenänderung infolge Temperaturänderungen der Welle 126 (Fig. 6) keinen Einfluß auf die Pressung zwischen den Schleifern 151, 152 und den Schleiferbahnen 141, 142. Die gleichen Vorteile ergeben sich an der Verbindung zwischen der Anlenkung 124 und dem zweiten Drehglied 140.

Claims (21)

1. Sicherheitsvorrichtung mit einem Stellelement sowie mit einem Mitnehmer, wobei ein Stellantrieb die Stellposition des Stellelementes in Abhängig­ keit einer Sollvorgabe bestimmen kann, ferner mit zwei Strompfaden, wobei über einen Zustand des ersten Strompfades ein zweiter relativer Stellbe­ reich des Stellelementes gegenüber dem Mitneh­ mer feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (60, 62, 64, 66, 108) min­ destens eine Schaltfahne (60, 62, 108) umfaßt und an einer Basis (40) ein Nocken (64) vorgesehen ist, wobei durch Anlegen der Schaltfahne (60) an dem Nocken (64) ein Zustand des zweiten Strompfades (70, 72) sich ändert und der Zustand des ersten Strompfades (70, 71) dem im zweiten relativen Stellbereich des Stellelementes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) eingenommenen Zustand ent­ spricht.

2. Sicherheitsvorrichtung für eine Leistungssteuer­ einrichtung in einer Maschine, insbesondere in ei­ nem Fahrzeug, mit einem Stellglied, dessen Stellpo­ sition die Leistung einer Antriebsmaschine be­ stimmt, und mit einem an das Stellglied gekoppel­ ten Stellelement sowie mit einem Bedienelement und mit einem an das Bedienelement gekoppelten Mitnehmer, wobei ein Stellantrieb die Stellposition des Stellelementes in Abhängigkeit einer Sollvor­ gabe bestimmen kann, ferner mit zwei Strompfad­ en, wobei über einen Zustand des ersten Strom­ pfades ein zweiter relativer Stellbereich des Stell­ elementes gegenüber dem Mitnehmer feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheits­ vorrichtung (60, 62, 64, 66, 108) mindestens eine Schaltfahne (60, 62, 108) umfaßt und an einer Basis (40) ein Nocken (64) vorgesehen ist, wobei durch Anlegen der Schaltfahne (60) an dem Nocken (64) ein Zustand des zweiten Strompfades (70, 72) sich ändert und der Zustand des ersten Strompfades (70, 71) dem im zweiten relativen Stellbereich des Stell­ elementes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) ein­ genommenen Zustand entspricht.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfahne (60, 62, 108) mindestens mittelbar mit dem Stellelement (12) verbunden ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfahne (60) mindestens mittelbar mit dem Mitnehmer (8) ver­ bunden ist.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten relativen Stellbereich des Stellelemen­ tes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) der erste Strompfad (70, 71) geöffnet ist.

6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlegen der Schaltfahne (60) an dem Nocken (64) der zweite Strompfad (70, 72) geschlossen ist.

7. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anlegen der Schaltfahne (60) an dem Nocken (64) zuerst der zweite Strompfad (70, 72) geschlos­ sen und anschließend der erste Strompfad (70, 71) geöffnet wird.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stellele­ ment (12) mindestens mittelbar eine zweite Schalt­ fahne (62) vorgesehen ist, wobei im zweiten relati­ ven Stellbereich des Stellelementes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) die zweite Schaltfahne (60) an einem an dem Mitnehmer (8) mindestens mittelbar vorgesehenen Schaltanschlag (80) zur Anlage kommt wodurch die zweite Schaltfahne (62) von der Schaltfahne (60) abhebt und der über die beiden Schaltfahnen (60, 62) verlaufende erste Strompfad (70, 71) geöffnet wird.

9. Sicherheitsvorrichtung, nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strompfad (70, 72) über einen an dem Nöcken (64) und über einen an der Schaltfahne (60) vorgesehenen Kontaktpunkt (92, 94) verläuft.

10. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltfahne (60) bei kleiner Leistung der Antriebsmaschine (18) an dem Nocken (64) zur Anlage kommt.

11. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite relati­ ve Stellbereich des Stellelementes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) dann auftritt, wenn das Stell­ glied (12) um mehr als einen vorgesehenen Wert gegenüber dem Bedienelement (2) in Richtung grö­ ßerer Leistung der Antriebsmaschine (18) ab­ weicht.

12. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorher­ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (64) über eine Stellschraube verstellbar ist.

13. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten relati­ ven Stellbereich des Stellelementes (12) gegenüber dem Mitnehmer (8) die Schaltfahne (60) an einem an dem Stellelement (12) mindestens mittelbar vor­ gesehenen Schaltanschlag (112) zur Anlage kommt, wodurch die Schaltfahne (60) von einem mit dem Mitnehmer (8) verbundenen Kontaktpunkt (93) ab­ hebt und der über den Kontaktpunkt (93) und über die Schaltfahne (60) verlaufende erste Strompfad (70, 71) geöffnet wird.

14. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (18) eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, das Bedienelement (2) ein Fahrpedal und das Stellglied (16) eine Drosselklappe sind.

15. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (18) ein Dieselmotor, das Bedienelement (2) ein Fahrpedal und das Stellglied (16) eine Regelstange einer Dieseleinspritzpumpe sind.

16. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehwinkelsensor (134) mit einem Trägermate­ rial (136) mit mindestens einer angebrachten Schleiferbahn (141, 142, 143, 144, 145, 146) und mit mindestens einem Drehglied (140) mit mindestens einem Schleifer (151, 152, 153, 154, 155, 156) vorge­ sehen ist, wobei die mindestens eine Schaltfahne (60, 62) an dem Drehglied (140) angeordnet ist und das Drehglied (140) mit dem Mitnehmer (8) verbun­ den ist.

17. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelsensor (134) zwei Drehglieder (138, 140) umfaßt und an dem Trägermaterial (136) für jedes Drehglied (138, 140) mindestens je eine Schleiferbahn (141, 142, 143, 144, 145, 146) vorgesehen ist, wobei das weitere Drehglied (138) mit dem Stellelement (12) verbun­ den ist.

18. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreh­ winkelsensor (134) mit einem Trägermaterial (136) mit mindestens einer angebrachten Schleiferbahn (141, 142, 143, 144, 145, 146) und mit mindestens einem Drehglied (138) mit mindestens einem Schleifer (151, 152, 153, 154, 155, 156) vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Schaltfahne (60, 62) an dem Drehglied (138) angeordnet ist und das Drehglied (138) mit dem Stellelement (12) verbun­ den ist.

19. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelsensor (134) zwei Drehglieder (138, 140) umfaßt und an dem Trägermaterial (136) für jedes Drehglied (138, 140) mindestens je eine Schleiferbahn vorgesehen ist, wobei das weitere Drehglied (140) mit dem Mit­ nehmer (8) verbunden ist.

20. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade über das Drehglied (140) mit der min­ destens einen Schaltfahne (60, 62) geleitet sind wo­ bei als elektrische Verbindung an dem Trägermate­ rial (136) zwei Schleiferbahnen (145, 146) und an dem Drehglied zwei zusätzliche, die Kontaktbah­ nen entlangfahrende Schleifer (155, 156) vorgese­ hen sind.

21. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 16 bis, 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelsensor (134) als Sollwertgeber (101) zum Erfassen einer Stellposition der Sollwertruppe (24) und als Istwertgeber (102) zum Erfassen einer Stellposition der Istwertgruppe (26) dient.