DE4209231C2

DE4209231C2 - Rückstellfeder für eine Drosselklappe

Info

Publication number: DE4209231C2
Application number: DE19924209231
Authority: DE
Inventors: Jan Weimar; Stefan Burkhard
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1992-03-21
Filing date: 1992-03-21
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2012-03-22
Also published as: DE4209231A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstellfeder für eine Drosselklappe im Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine.

Derartige Federn werden benötigt, um die Drosselklappe in Schließrichtung zu verstellen, wenn der Fahrer den Druck auf das Gaspedal zurücknimmt. Dabei wird ein bestimmtes Rückstellmoment benötigt, daß sich nach den zu überwinden den Druckdifferenzen an der Drosselklappe, den Reibungs- und Trägheitskräften auf dem Kraftübertragungsweg zwischen Gaspedal und Drosselklappe sowie unter Berücksichtigung von Verschleiß und Verschmutzung ergibt. Aus Gründen der Sicherheit werden üblicherweise zwei gleich große Rück stellfedern vorgesehen (vgl. DE-OS 40 30 655), weil die Drosselklappe auf jeden Fall auch dann in Schließstellung verstellbar sein muß, wenn eine der Federn brechen sollte. Die Notwendigkeit der Redundanz führt also dazu, daß ein Rückstellmoment installiert wird, das doppelt so groß ist, wie das eigentlich benötigte.

Die doppelte Rückstellkapazität erfordert nicht nur einen doppelten Platzbedarf für die Rückstellfedern selbst, sie erfordert auch für die fit den Federn zusammenarbeitenden Bauteile eine größere und stärkere Ausführung, wiederum mit zusätzlichem Platzbedarf.

Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Rückstellfeder für eine Drosselklappe vorzuschlagen, die einerseits die gefor derte Sicherheit bietet, andererseits aber möglichst platz sparend ist und deren Rückstellmoment nicht wesentlich größer ist als das unbedingt benötigte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückstellfeder als schraubenförmige Drehfeder ausgebildet und aus verseiltem Federmaterial hergestellt ist.

Zweckmäßigerweise besteht das Federmaterial aus wenigstens 3 Einzeldrähten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rückstellfeder für 110% des benötigten Rückstellmoments ausgelegt ist.

Die erfindungsgemäße Rückstellfeder hat den Vorteil, daß sie - gemessen am erforderlichen Rückstellmoment - prak tisch nicht überdimensioniert werden muß, daß sie gleich wohl über eine erhebliche Redundanz verfügt, weil durch das verseilte Federmaterial sichergestellt ist, daß ein ausrei chendes Rückstellmoment selbst dann noch vorhanden ist, wenn ein oder auch mehrere der Einzeldrähte brechen soll ten. Infolge der Einbindung eines Einzeldrahts in den "Seilverbund" trägt er auch in gebrochenem Zustand noch zur Rückstellkraft bei, weil er sich nach einem Bruch nicht frei entspannen kann und jedenfalls einen Teil seiner Spannkraft durch Reibung über die anderen Einzeldrähte an die Einspannenden übermitteln kann. Im übrigen ist das Ver hältnis von Überdimensionierung zur Redundanz durch die Wahl der Anzahl der Einzeldrähte in gewissen Grenzen frei bestimmbar.

Weitere Einzelheiten werden anhand des in der einzigen Fig. 1 darge stellten Diagramms näher erläutert.

In der Figur sind verschiedene Federkennlinien dargestellt, wobei - wie üblich - nur der rein elastische Bereich betrachtet wird, also der Bereich, in dem die Formänderung der Feder linear proportional zur einwirkenden Kraft ist. Bei einer Drehfeder sind dies der Schwenkbereich α der Drosselklappe und das einwirkende Moment M. Die Kurve a stellt das unbedingt nötige Rückstellmoment dar; es soll bei maximalem Schwenkwinkel α_max (etwa 90°) 100% betra gen. Aus Redundanzgründen werden meist zwei gleich große Federn vorgesehen, d. h. bei α_max beträgt das Rückstellmo ment 200% (Kurve b). Wählt man hingegen erfindungsgemäß eine Drehfeder aus verseiltem Federmaterial, dann kommt man mit etwa 10% Überdimensionierung aus (Kurve c), wobei beim Bruch eines Drahtes bei einem aus mindestens 3 Einzel drähten bestehenden Federmaterial immer noch ein Rückstell moment von etwa 98% zur Verfügung steht, was unter Redun danzgesichtspunkten als völlig ausreichend angesehen wird.

Claims

1. Rückstellfeder für eine Drosselklappe im Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder als schraubenförmige Drehfeder ausgebildet und aus verseiltem Federmaterial hergestellt ist.

2. Rückstellfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmaterial aus wenigstens 3 Einzeldrähten besteht.

3. Rückstellfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sie für 110% des benötigten Rückstellmoments ausgelegt ist.