DE4237213A1 - Stelleinrichtung - Google Patents
StelleinrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
- F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
- F02D2009/0261—Arrangements; Control features; Details thereof having a specially shaped transmission member, e.g. a cam, specially toothed gears, with a clutch
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Es ist bereits vorgeschlagen worden
(DE-P 41 33 380.2), zur Steuerung des Strömungsquerschnittes einer
ein Betriebsmittel führenden Strömungsleitung einer gemischverdich
tenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine eine Stelleinrichtung mit
einem mehrstufigen Übersetzungsgetriebe einzusetzen, das eine Zwi
schenwelle aufweist, auf der ein Zahnrad und ein Segmentzahnrad mit
unterschiedlichem Teilkreisdurchmesser axial versetzt angeordnet
sind.
Bei einer derartigen Stelleinrichtung kommt es aufgrund der versetzt
angeordneten Getriebestufen zu einer Umlenkung des Kraft- bzw. Mo
mentenflusses innerhalb der Zwischenwelle, was sich nachteilig auf
die Dimensionierung der Zwischenwelle und des Wellenlagers auswirkt.
Darüber hinaus ist eine derartige Stelleinrichtung aufgrund der ho
hen Teilezahl und des damit verbundenen hohen Fertigungs- und Monta
geaufwandes relativ teuer in der Herstellung.
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein gün
stiger Kraft- bzw. Momentenverlauf erzielbar ist, wodurch sich die
Festigkeitseigenschaften des Übersetzungsgetriebes erhöhen bzw. eine
schwächere Ausgestaltung der zugehörigen Getriebebauteile möglich
ist. Aufgrund des verkürzten axialen Abstandes zwischen Verzahnung
und Lagerung des Zwischenrades wird die Lagerbelastung geringer, so
wie der notwendige Bauraum kleiner.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Stelleinrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung eines Lagerbolzens in Höhe
der Drehachse des Zwischenrades, wodurch eine Verringerung der Tei
lezahl und damit des Fertigungs und Montageaufwandes erzielbar ist.
Durch die Ausbildung einer Innenverzahnung an einem Verzahnungs
segment des Zwischenrades läßt sich das erreichbare Übersetzungsver
hältnis bei gleichem zur Verfügung stehendem Bauraum erhöhen bzw.
der Bauraum bei gleichem Übersetzungsverhältnis der erfindungsgemä
ßen Stelleinrichtung weiter verkleinern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei
spieles,
Fig. 2 einen Halbschnitt eines zweiten Ausführungsbei
spieles und
Fig. 3 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbei
spieles.
Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfin
dungsgemäßen Stelleinrichtung dienen zur Steuerung des Strömungs
querschnittes einer ein Betriebsmittel führenden Strömungsleitung
einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine und
werden insbesondere zur elektromotorischen Verstellung einer Dros
selklappe vorzugsweise innerhalb eines Teilbereichs ihres Stellbe
reichs, beispielsweise innerhalb des Leerlaufbereichs der Brenn
kraftmaschine, verwendet.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Stelleinrichtung 1, die ein Gehäuse 2 hat, an dem seitlich eine
Strömungsleitung 3 angeordnet ist. In der Strömungsleitung 3 strömt
ein Betriebsmittel, beispielsweise Ansaugluft, zu einer nicht näher
dargestellten Brennkraftmaschine, wobei die zur Brennkraftmaschine
strömende Betriebsmittelmenge durch eine in der Zeichnung gepunktet
angedeutete, innerhalb der Strömungsleitung 3 befindliche Drossel
klappe 4 gesteuert wird. Die Drosselklappe 4 ist hierzu fest mit ei
ner im Gehäuse 2 drehbar gelagerten Welle 5 verbunden. Eine Drehbe
wegung der Welle 5 im Uhrzeigersinn verdreht die Drosselklappe 4
entsprechend, so daß je nach Drehwinkelstellung der Welle 5 bzw. der
Drosselklappe 4 ein mehr oder weniger großer Strömungsquerschnitt in
der Strömungsleitung 3 freigegeben wird. In der Zeichnung ist bei
spielsweise eine Schließstellung der Drosselklappe 4 gezeigt. Bei
einer Drehung der Welle 5 um 90° würde die Drosselklappe 4 einen
maximalen Strömungsquerschnitt freigeben.
Die Drehbewegung der Welle 5 kann wahlweise mittels einer nicht
näher gezeigten, mit einem Gaspedal der Brennkraftmaschine gekoppel
ten, Betätigungseinrichtung oder mit der in der Zeichnung darge
stellten Stelleinrichtung 1 herbeigeführt werden. Die Stelleinrich
tung 1 weist hierzu einen Antriebsmotor 6 auf, der eine Antriebswel
le 7 hat, auf der ein Antriebszahnrad 8 drehfest gelagert ist. Der
Antriebsmotor 6 ist beispielsweise durch ein nicht dargestelltes
elektronisches Steuergerät ansteuerbar. Das Antriebszahnrad 8 hat
eine erste Verzahnung 9, die im Eingriff mit einer an einem Zwi
schenrad 10 ausgebildeten zweiten Verzahnung 11 steht, mit der sie
eine erste Getriebestufe 12 bildet. Die zweite Verzahnung 11 ver
läuft nicht über den gesamten Umfang des Zwischenrades 10, sondern
segmentartig nur über einen kleinen Teilbereich 32, der sich bei
spielsweise über etwa 1/3 des Umfangs des Zwischenrades 10 er
streckt, und hat einen deutlich größeren Teilkreisdurchmesser als
die erste Verzahnung 9 des Antriebszahnrades 8. Über einen großen
Teilbereich 33 des Umfangs des Zwischenrades 10 erstreckt sich eine
dritte Verzahnung 13, beispielsweise über etwa 240°, die einen deut
lich kleineren Teilkreisdurchmesser als die zweite Verzahnung 11
aufweist. Das Zwischenrad 10 setzt sich also aus einem mit einer
Verzahnung 13 über etwa 240° erstreckenden kleinen Zahnradsegment
und einem mit einer Verzahnung 11 über etwa 120° erstreckenden gro
ßen Zahnradsegment zusammen.
Ein Abtriebsglied 14 ist drehbar um die Welle 5 gelagert und hat ei
ne segmentartig an seinem Umfang angeordnete vierte Verzahnung 15,
die zusammen mit der dritten Verzahnung 13 eine zweite Getriebestufe
16 bildet. Die Gesamtlänge der vierten Verzahnung 15 kann in Um
fangsrichtung etwas größer sein als die Gesamtlänge der dritten
Verzahnung 13, so daß gewährleistet ist, daß die Verzahnungen 13,
15 bei jeder möglichen Drehwinkelstellung des Zwischenrades 10 mit
einander im Eingriff bleiben. Die Ausbildung unterschiedlicher Teil
kreisdurchmesser in einer Getriebeebene am Zwischenrad 10 wird ins
besondere durch die Beschränkung des Verstellbereichs der Stellein
richtung 1 auf einen Teilbereich des Stellbereichs der Drosselklappe
4 ermöglicht.
Eine Drehbewegung des Abtriebsgliedes 14 ist mittels eines Mitneh
mermechanismus 17 auf die Welle 5 übertragbar. Auf der Welle 5 ist
hierzu ein Mitnehmerring 18 drehfest gelagert, an dessen Umfang eine
Mitnehmernase 19 ausgebildet ist. Die Mitnehmernase 19 hat eine
radial nach außen gerichtete Mitnahmefläche 20, die mit einer am Ab
triebsglied 14 ausgebildeten Absatzfläche 21 korrespondiert. Über
eine in der Zeichnung nicht gezeigte, die Welle 5 entgegen dem Uhr
zeigersinn beaufschlagende Rückstellfeder werden die Flächen 20, 21
im Eingriff gehalten.
Die Verzahnungen 9, 11, 13, 15 sind jeweils als stirnradartige Au
ßenverzahnungen ausgebildet. Bei einer Drehbewegung der Antriebswel
le 7 im Uhrzeigersinn verdreht sich daher das Abtriebsglied 14 eben
falls im Uhrzeigersinn. Über den Mitnehmermechanismus 17 wird dabei
ebenfalls der Mitnehmerring 18 und damit die Welle 5 verdreht. Durch
Drehung der Antriebswelle 7 in entgegengesetzter Richtung kann die
Welle 5 anschließend in eine Ausgangsstellung zurückgebracht werden.
Erfolgt die Verstellung der Drosselklappe 4 über die mit dem Gaspe
dal gekoppelte Betätigungseinrichtung, so kann die Mitnahmefläche 20
von der Absatzfläche 21 des Mitnehmermechanismus 17 abheben, so daß
die Drosselklappe 4 unabhängig von der Stelleinrichtung 1 verstellt
werden kann.
Antriebswelle 7, Zwischenrad 10 und Welle 5 haben Drehachsen 22, 23,
24, die parallel zueinander liegen. Die Drehachsen 22, 23, 24 können
dabei versetzt zueinander angeordnet sein, oder in einer gemeinsamen
Ebene liegen. In Fig. 1 sind die in einer Ebene liegenden Dreh
achsen 22, 23 um einen Abstand a gegenüber der Drehachse 24 versetzt.
In Fig. 2 ist ein Halbschnitt entlang der Drehebene eines zweiten
Ausführungsbeispieles gezeigt, bei dem die Drehachsen 22, 23, 24 von
Antriebswelle 7, Zwischenrad 10 und Welle 5 in der Schnittebene lie
gen. Die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile sind durch die gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu erkennen ist der im Gehäuse 2 ange
ordnete Antriebsmotor 6 mit dem auf der Antriebswelle 7 drehfest ge
lagerten Antriebszahnrad 8. Die erste Getriebestufe 12 weist ein dem
Verhältnis der Teilkreisdurchmesser von erster Verzahnung 9 und
zweiter Verzahnung 11 entsprechendes Übersetzungsverhältnis auf.
An der der zweiten Verzahnung 11 gegenüberliegenden Stirnseite des
Zwischenrades 10 ist die dritte Verzahnung 13 ausgebildet, die zu
sammen mit der vierten Verzahnung 15 des Abtriebsgliedes 14 die
zweite Getriebestufe 16 bildet, die ebenso wie die erste Getriebe
stufe 12 eine Übersetzung ins Langsame bewirkt. Die Verzahnungen 9,
11, 13 und 15 können als Schrägverzahnungen oder als Geradverzahnun
gen ausgebildet sein und haben senkrecht zu den Drehachsen 22, 23,
24 verlaufende, die axiale Länge der Verzahnungen 9, 11, 13 und 15
halbierende Mittelachsen 25, die etwa in einer gemeinsamen Ebene
liegen. Die Mittelachsen 25 stellen damit auch Mittelachsen der Ge
triebestufen 12, 16 dar. Der Mitnehmerring 18 ist mit möglichst ge
ringem Axialabstand zu den Mittelachsen 25 auf der Welle 5 angeord
net.
Bedingt durch die Ausbildung zweier Verzahnungsbereiche am Zwischen
rad 10 mit unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern lassen sich zwei
Getriebestufen 12, 16 in einer Getriebeebene realisieren. Ein derar
tig ausgebildetes Zwischenrad 10 kann vorteilhafterweise aus Kunst
stoff hergestellt sein. Am Zwischenrad 10 ist im Bereich der Dreh
achse 23 ein Lagerzapfen 26 ausgebildet, der über eine beliebige La
gerung, beispielsweise über eine Gleitlagerung 27, im Gehäuse 2
drehbar gelagert ist.
Durch die Ausbildung der Verzahnungen 9, 11, 13, 15 als Geradver
zahnungen kann die Entstehung axialer Verzahnungskräfte vermieden
werden. Das Abtriebsglied 14 hat eine hohlzylindrische Erweiterung
28, die an ihrem Umfang im Gehäuse 2 oder auf der Welle 5 drehbar
gelagert ist. Mittels eines Gehäusedeckels 29, der in den Fig. 1
und 3 nicht gezeigt ist, kann das Gehäuse 2 nach außen hin geschlos
sen werden.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä
ßen Stelleinrichtung 1. Die gegenüber den vorhergehenden Ausfüh
rungsbeispielen gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile sind
durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Der wesentliche Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach Fig.
1 und Fig. 2 liegt in der Ausgestaltung des Zwischenrades 10, bei
dem die zweite Verzahnung 11 als Innenverzahnung ausgebildet ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß sich das erzielbare Übersetzungs
verhältnis der ersten Getriebestufe 12 bei gleichen Abständen der
Drehachsen 22, 23 erhöht, da sich dadurch der Teilkreisdurchmesser
der zweiten Verzahnung 11 um den zweifachen Teilkreisdurchmesser der
ersten Verzahnung 9 vergrößert. Gleichzeitig ist damit eine Umkeh
rung des Drehsinnes zwischen Antriebsmotor 6 und Welle 5 verbunden.
Bedingt durch die erfindungsgemäße Ausbildung von Verzahnungen 11,
13 mit unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern am Zwischenrad 10 und
die Anordnung der Getriebestufen 12, 16 in einer Getriebeebene, was
heißt, daß die Mittelachsen 25 der Getriebestufen 12, 16 in einer
gemeinsamen Ebene liegen, ist ein günstiger Kraft bzw. Momentenver
lauf erzielbar.
Claims (6)
1. Stelleinrichtung zur Steuerung eines Strömungsquerschnittes einer
ein Betriebsmittel führenden Strömungsleitung einer gemischverdich
tenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem wenigstens
zweistufigen Übersetzungsgetriebe, das ein Antriebszahnrad, ein Ab
triebsglied mit einer Verzahnung und wenigstens ein Zwischenrad auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem wenigstens einen Zwischen
rad (10) Verzahnungen (11, 13) ausgebildet sind, die unterschiedli
che Teilkreisdurchmesser haben und sich jeweils über Teilbereiche
(32, 33) des Umfangs des Zwischenrades (10) erstrecken, wobei die
eine Verzahnung (11) mit dem Antriebszahnrad (8), und die andere
Verzahnung (13) mit dem Abtriebsglied (14) zusammenwirkt.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verzahnungen (11, 13) mit dem Antriebszahnrad (8) und der Ver
zahnung (15) des Abtriebsgliedes (14) Getriebestufen (12, 16) bil
den, die radial nach außen verlaufende und dabei die axiale Er
streckung der Verzahnungen (11, 13) halbierende Mittelachsen (25)
haben, die etwa in einer gemeinsamen Ebene liegen.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzahnungen (11, 13) des wenigstens einen Zwischenrades
(10) als Außenverzahnungen ausgebildet sind.
4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine der Verzahnungen (11, 13) des wenigstens einen
Zwischenrades (10) eine Innenverzahnung aufweist.
5. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch
gekennzeichnet, daß am wenigstens einen Zwischenrad (10) ein Lager
zapfen (26) ausgebildet ist.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Antriebszahnrad (8), das Zwischenrad (10) und das Abtriebsglied (14)
Drehachsen (22, 23, 24) haben, die in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924237213 DE4237213A1 (de) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | Stelleinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924237213 DE4237213A1 (de) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | Stelleinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4237213A1 true DE4237213A1 (de) | 1994-05-05 |
Family
ID=6472073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924237213 Withdrawn DE4237213A1 (de) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | Stelleinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4237213A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10254102A1 (de) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Pierburg Gmbh | Stellantriebsvorrichtung |
DE19540323B4 (de) * | 1995-10-28 | 2008-06-05 | Robert Bosch Gmbh | Drosselklappenstutzen |
CN104775915A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-07-15 | 大连理工大学 | 一种内燃机快速响应可变进气系统及其控制方法 |
-
1992
- 1992-11-04 DE DE19924237213 patent/DE4237213A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10254102A1 (de) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Pierburg Gmbh | Stellantriebsvorrichtung |
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CN104775915A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-07-15 | 大连理工大学 | 一种内燃机快速响应可变进气系统及其控制方法 |
CN104775915B (zh) * | 2014-12-30 | 2018-04-10 | 大连理工大学 | 一种内燃机快速响应可变进气系统及其控制方法 |
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Legal Events
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
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