DE4305902A1 - Stelleinrichtung, insbesondere in Ansaugluftführungen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Stelleinrichtung, insbesondere in Ansaugluftführungen von Brennkraftmaschinen

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Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 von der DE 40 27 269 A aus.
Bei dieser bekannten Stelleinrichtung dient zur Antriebs­ verbindung des willkürlich steuerbaren Betätigungshebels mit der Drosselklappen-Welle eine Koppelfeder, deren Widerstand der unabhängig von jeder Stellung des Betäti­ gungshebels zuschaltbare elektrische Stellmotor bei einer motorisch bewirkten Drosselklappen-Einstellung überwinden muß.
Eine Koppelfeder als Antriebsverbindung in der bekannten Stelleinrichtung ist ein Sicherheitsrisiko. Weiter nach­ teilig ist eine damit verbundene hohe Stromaufnahme des elektrischen Stellmotors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Stelleinrichtung ohne elastischem Zwischenglied in einer Antriebsverbindung auszubilden.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Kennzeichenmerkmalen des Patentanspruches 1. Grundgedanke der Erfindung ist, zumindest im stellmotorseitigen Endbereich eine zur Dros­ selklappen-Welle koaxial angeordnete Hohlwelle vor­ zusehen, die einerseits mit dem Betätigungshebel und an­ dererseits mit dem Stator bzw. dem Gehäuse des Stell­ motors in drehfester Verbindung steht, wobei der Anker des Stellmotors mit der Drosselklappen-Welle verbunden ist. Damit entfällt ein elastisches Zwischenglied als An­ triebsverbindung in vorteilhafter Weise und zwar ohne Einschränkung des unabhängigen Einsatzes des Stellmotors relativ zur jeweiligen Stellung des willkürlichen steuer­ baren Betätigungshebels. Erreicht ist dies mit der reak­ tionsmomentseitigen Abstützung des Stellmotors an der willkürlich steuerbaren Hohlwelle mit Betätigungshebel.
Eine den Betriebsbedingungen sowie der Betriebssicherheit durch einfachen konstruktiven Aufbau besonders vorteil­ haft angepaßte Ausgestaltung der Erfindung ist im An­ spruch 2 beschrieben. Eine derartige Stelleinrichtung kennzeichnet sich demnach dadurch, daß die Drossel­ klappen-Welle beiderseits der Drosselklappe in einer ein­ stückig gestalteten Hohlwelle drehbeweglich gelagert ist, wobei die Hohlwelle von der Drosselklappe durchsetzte Schlitze aufweist von jeweils einer Breite, die einem vorbestimmten Schwenkbereich der Drosselklappe relativ zur Hohlwelle entspricht. Der weitere Vorteil dieser An­ ordnung liegt darin, daß die Drosselklappe gegenüber dem eingangs erwähnten Stand der Technik mechanisch verstell­ bar bleibt, wobei Längsbegrenzungen der Schlitze in der Hohlwelle als Anschläge dienen. Nähere Maßnahmen hierzu beschreibt Anspruch 7.
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung eignet sich in vor­ teilhafter Weise nach Anspruch 3 bei einer Brennkraft­ maschine zur Bewirkung eines geregelten Leerlaufes, wobei im anschließenden Fahrbetrieb die in Öffnungsrichtung vorgeeilte Drosselklappe für einen weichen Übergang gemäß Anspruch 5 durch eine Drehrichtungsumkehr des Stellmotors in einen schließseitigen Anschlag der Hohlwellen-Schlitze gebracht ist. Diese schließseitige Lage der Drosselklappe kann bei entsprechender exzentrischer Anordnung gemäß dem o.g. Anspruch 7 bis kurz vor der Vollaststellung der Drosselklappe durch an dieser wirkende Strömungskräfte der Ansaugluft gehalten werden. Dies ergibt die vorteil­ hafte Möglichkeit, den Stellmotor gemäß Anspruch 6 ledig­ lich in der Vollaststellung der Drosselklappe bestromen zu müssen. Schließlich ist die erfindungsgemäße Stell­ einrichtung in einem Fahrzeug in Verbindung mit einem Tempomat vorteilhaft zu verwenden.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Eine mechanisch und elektrisch steuerbare Stelleinrich­ tung 1 in einer Ansaugluftführung 2 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine umfaßt eine Drosselklappe 3, die mit einer Welle 4 drehfest verbunden ist. Diese Drossel­ klappen-Welle 4 ist beiderseits der Drosselklappe 3 in einer einstückig gestalteten Hohlwelle 5 drehbeweglich gelagert, wobei die Hohlwelle 5 ihrerseits in Lagern 6 in Wandungen der Ansaugluftführung 2 drehbar angeordnet ist.
Ein regelbarer elektrischer Stellmotor 7 ist mit seinem Rotor bzw. Anker (7′) mit der Drosselklappen-Welle 4 drehfest verbunden, während der Stator bzw. das Gehäuse 8 des Stellmotors 7 reaktionsmomentseitig mit der Hohlwelle in drehfester Verbindung steht. An einem vom Stellmotor 7 abgewandten Ende 9 ist die Hohlwelle 5 beispielsweise mit einem als Seilscheibe ausgebildeten Betätigungshebel 10 fest verbunden, über den die Hohlwelle 5 willkürlich mittels eines nicht gezeigten Fahrpedals betätigbar ist.
Weiter wirkt auf die Hohlwelle 5 eine als Feder 11 gestaltete Rückstelleinrichtung zur Rückführung der Drosselklappe 3 in die Schließstellung ein.
Die die Drosselklappen-Welle 4 koaxial umfassende Hohl­ welle 5 weist von der Drosselklappe 3 durchsetzte Schlitze 12 von jeweils einer Breite auf, die einem vor­ bestimmten, durch den Stellmotor 7 bewirkten Schwenk­ bereich der Drosselklappe 3 relativ zur Hohlwelle 5 ent­ spricht. Die Breite der Hohlwellen-Schlitze 12 ist minde­ stens so gewählt, daß bei Verwendung der erfindungs­ gemäßen Stelleinrichtung 1 in der Ansaugluftführung 2 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine deren Leerlauf­ bereich allein durch den Antrieb der Drosselklappe 3 mit­ tels des Stellmotors 7 regelbar ist.
Weiter dienen die von der Drosselklappe 3 beabstandet verlaufenden Längsbegrenzungen 13 der Hohlwellen-Schlitze 12 als öffnungs- und schließseitige Anschläge für die Drosselklappe 3. Diese Anschläge begrenzen zum einen den Schwenkbereich der Drosselklappe 3, sie dienen aber auch als Anlage der Drosselklappe 3 bei deren willkürlicher Betätigung über die Hohlwelle 5. Hierbei ist eine an­ schlagende Anlage der Drosselklappe an Längsbegrenzungen 13 der Schlitze 12 sowohl durch den bestromten Stellmotor 7 als auch durch Strömungskräfte der Ansaugluft einer re­ lativ zur Welle 4 exzentrisch angeordneten Drosselklappe 3 denkbar. Bei Ausfall des elektrischen Stellmotorantrie­ bes der Drosselklappen-Welle 4 ist über die als Anschläge für die Drosselklappe 3 dienenden Längsbegrenzungen 13 der Schlitze 12 die mechanische Betätigung der Stellein­ richtung 1 sichergestellt.
Neben der bereits beschriebenen Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine ermöglicht die erfindungsgemäße Stell­ einrichtung 1 ferner, daß die über die Hohlwelle 5 will­ kürlich in einen Lastpunkt der Brennkraftmaschine ge­ steuerte Drosselklappe 3 zur Lastpunkt-Konstanthaltung über den Stellmotor 7 geregelt angetrieben ist. Diese Maßnahmen ist insbesondere in Verbindung mit einem Tempo­ mat vorteilhaft.
Weiter ermöglicht die Stelleinrichtung 1 zur Steigerung des Fahrkomforts die im Anschluß an den Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine über die Hohlwelle willkürlich ge­ steuerte Drosselklappe 3, diese in den Schlitzen 12 der Hohlwelle 5 mittels des Stellmotors 7 in schließseitigem Anschlag anzuordnen.
Ferner kann die Stelleinrichtung 1 hinsichtlich geringen Stromverbrauches derart betrieben werden, daß die Dros­ selklappe 3 lediglich in der Vollaststellung auf schließ­ seitigem Anschlag in den Schlitzen 12 der Hohlwelle mit­ tels bestromten Stellmotor 7 gehalten ist.
Schließlich ist ein reduzierter Stromverbrauch auch da­ durch unterstützt, daß die Drosselklappe mittels exzen­ trischer Anordnung relativ zur Drosselklappen-Welle 4 über Strömungskräfte der Ansaugluft gegen Längsbegrenzun­ gen 13 der Hohlwellen-Schlitze 12 auf Anschlag gehalten ist.
Zur Reduzierung der Baubreite der Stelleinrichtung 1 ist es auch möglich, den Betätigungshebel 10 bzw. die Seil­ scheibe mit dem Gehäuse 8 des Stellmotors 7 drehfest zu verbinden und die zur Rückstellung an der Hohlwelle 5 an­ greifende Feder 11 koaxial zum motorseitigen Lager 6 der Ansaugluftführung 2 anzuordnen mit einer Abstützung an dem zum Anschluß des Stellmotors 7 dienenden Flansch der Hohlwelle 5.

Claims (8)

1. Stelleinrichtung, insbesondere in Ansaugluftfüh­ rungen von Brennkraftmaschinen,
  • - bei der eine mit einer Welle (4) drehfest ver­ bundene Drosselklappe (3) sowohl mit einem willkürlich steuerbaren Betätigungshebel (10) als auch mit einem gegenüber der willkürlichen Steuerung unabhängig regel-/steuerbaren Stell­ motor (7) in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Drosselklappen-Welle (4) mit dem Rotor des Stellmotors (7) und
  • - dessen Stator (Gehäuse 8) mit einer zur Dros­ selklappen-Welle (4) koaxial angeordneten, mit dem Betätigungshebel (10) drehfest verbundenen Hohlwelle (5) in drehfester Verbindung steht, wobei
  • - die Hohlwelle (5) von einer Rückstellein­ richtung (Feder 11) beaufschlagt die Drossel­ klappe (3) in Schließstellung anordnet.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • - daß die Drosselklappen-Welle (4) beiderseits der Drosselklappe (3) in einer einstückig ge­ stalteten Hohlwelle (5) drehbeweglich gelagert ist, wobei
  • - die Hohlwelle (5) von der Drosselklappe (3) durchsetzte Schlitze (12) aufweist von jeweils einer Breite, die
  • - einem vorbestimmten Schwenkbereich der Dros­ selklappe (3) relativ zur Hohlwelle (5) ent­ spricht.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Leerlauf der Brennkraft­ maschine die Drosselklappe (3) über den Stellmotor (7) geregelt angetrieben ist.
4. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die über die Hohlwelle (5) willkürlich in einen Lastpunkt der Brennkraft­ maschine gesteuerte Drosselklappe (3) zur Last­ punkt-Konstanthaltung über den Stellmotor (7) gere­ gelt angetrieben ist.
5. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die im Anschluß an den Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine über die Hohlwelle (5) willkürlich gesteuerte Drosselklappe (3) in den Schlitzen (12) der Hohlwelle (5) mittels des Stellmotors (7) in schließseitigem Anschlag (Längsbegrenzungen 13) angeordnet ist.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselklappe (3) in Vollaststel­ lung auf schließseitigem Anschlag (13) in den Schlitzen (12) der Hohlwelle (5) mittels bestromten Stellmotor (7) gehalten ist.
7. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) mittels exzentrischer Anordnung relativ zur Dros­ selklappen-Welle (4) über Strömungskräfte gegen Längsbegrenzungen (13) der Hohlwellen-Schlitze (12) auf Anschlag gehalten ist.
8. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der willkürlich steuer­ bare Betätigungshebel (10) mit dem Stator bzw. Ge­ häuse (8) des Stellmotors (7) drehfest verbunden ist.
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