DE69004280T2

DE69004280T2 - Verfahren zum Montieren einer Drosselklappe auf einer geschlitzten Achse.

Info

Publication number: DE69004280T2
Application number: DE90400222T
Authority: DE
Inventors: Marcel Bongart
Original assignee: Solex SA
Current assignee: Solex SA
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2010-01-26
Also published as: US4996769A; EP0381561B1; ES2046715T3; JP2612947B2; FR2642498A1; FR2642498B1; DE69004280D1; EP0381561A1; JPH02236070A

Description

Die Erfindung betrifft die Montage einer Drosselklappe an einer drehbaren Achse, die eine Leitung durchquert und in der ein Schlitz zur Aufnahme der Drosselklappe ausgebiidet ist, siehe zum Beispiel die US-A 1 841 695. Sie findet eine besonders wichtige, wenn auch nicht ausschließliche Anwendung bei der Montage von Klappen, die das Drosselorgan in Vorrichtungen für die Kraftstoffspeisung von Brennkraftmaschinen bilden.
Die Einlaßleitungen derartiger Motoren haben im allgemeinen eine vom Fahrer gesteuerte Klappe, die eine Regelung des zum Motor gelieferten Durchsatzes an Luft-Kraftstoffgemisch gestattet. Viele Vergaser haben auch eine eine Startklappe bildende zweite Drosselklappe im Lufteinlaß des Vergasers, die zur Anreicherung des während des Kaltstarts zum Motor gelieferten Gemischs dient.
Die Klappe ist gelegentlich durch Schrauben an einer an der Achse vorgesehenen Abflachung befestigt. Meistens befindet sich die Klappe in einem die Achse durchquerenden Schlitz und wird durch die Achse und die Klappe durchquerende Schrauben an ihrem Platz gehalten.
Die Montage der Klappe scheint auf den ersten Blick ein einfacher Vorgang zu sein. Sie ist jedoch in Wirklichkeit insbesondere dadurch schwierig, daß das Spiel zwischen der Klappe und den Wänden des Schlitzes sehr gering sein muß (einige hundertstel Millimeter), um Luftverluste durch dieses Spiel zu vermeiden. Zum Einführen der Klappe muß zunächst die Achse so ausgerichtet werden, daß der Schlitz parallel zur Achse der Leitung ist. Danach wird die Klappe in der erforderlichen Höhe eingesetzt. Schließlich wird die aus Achse und Klappe bestehende Anordnung unter Vermeidung des Gleitens der Klappe im Schlitz bis in die Schließstellung gedreht, in der das Anbringen der Befestigungsschrauben erfolgt. Das Einsetzen der Klappe in der richtigen Position und ihr anschliessendes Halten während der Drehung der Achse haben bis heute ein manuelles Anbringen erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Montieren der Klappe durch den Betrieb eines Roboters ohne manuellen Eingriff.
Hierfür schlägt die Erfindung insbesondere ein Montageverfahren vor, das sich dadurch auszeichnet, daß man nach dem Ausrichten der Achse in der Weise, daß der Schlitz zur Achse der Leitung parallel ist,
- die Drosselklappe am Rand mittels eines Greif organs ergreift und das Greiforgan längs eines radialen Einsetzwegs der Drosselklappe in den Schlitz bis in ihre endgültige Position gegenüber der Achse verschiebt, und
- die durch die Drosselklappe und die Achse gebildete Anordnung in die Schließstellung der Drosselklappe verschiebt unter gleichzeitiger Steuerung eines Antriebsmotors für die Achse und einer einfachen Anlagekraft, die durch das Greiforgan auf den Rand ausgeübt wird, zur Erzeugung von Reibungskräften, die das Gleiten der Drosselklappe im Schlitz der Achse während der Drehung der Achse bis in die Schließstellung der Drosselklappe verhindert, wobei letz tere dann in der Stellung bleibt, in die sie plaziert wurde.
In der Praxis wird das Greiforgan im allgemeinen so gesteuert, daß es auf die Drosselklappe eine derart gerichtete Kraft ausübt, daß die Drosselklappe in ihre Schließstellung gedrückt wird, wobei der Motor so gesteuert wird, daß er ein Widerstandsmoment ausübt. Die Trägheit der Antriebseinrichtung für das Greiforgan des Roboters macht hierbei diese Vorgehensweise besonders vorteilhaft. Der eine geringe Trägheit aufweisende Motor ist für die Ausübung eines Widerstandsmoments besser angepaßt, das unter der Wirkung der vom Greiforgan ausgeübten Kraft überwunden wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Ankunft der Drosselklappe in der Stellung, in der der Schlitz parallel zur Achse der Leitung ist, vor dem Einsetzen gesteuert oder geprüft. Dieser Vorgang kann erfolgen durch Drehen der Achse bis der durch den Schlitz übertragene Lichtstrom einer Lichtquelle in Richtung auf einen mit der Lichtquelle längs der Achse der Leitung fluchtenden Empfänger ein Maximum ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Drosselklappengehäuse im Schnitt längs einer durch die Achse der Leitung hindurchgehenden Ebene und den von der Drosselklappe genommenen Verlauf während ihres Einsetzens und der Drehung der Achse bis in die Schließstellung;
Fig. 2 einen schematischen teilweisen Schnitt 11 von Fig. l, wobei das Drosselklappengehäuse und die Einrichtungen die Ausrichtung und Ausübung eines Widerstandsmoments auf die Achse gestatten;
Fig. 3 ein Prinzipschema einer Steuerschaltung des Greifelements der Drosselklappen und Einrichtungen zur Ausübung eines Drehmoments auf die Achse der Drosselklappe;
Fig. 4 ähnlich Fig. 1 ein Schema eines vorausgehenden Ausrichtungsschritts der Achse vor dem Einsetzen der Drosselklappe.
Das in Fig. 1 gezeigte Drosselklappengehäuse hat einen herkömmlichen Aufbau. Es hat ein rohrförmiges, im allgemeinen ovales Gehäuse 10. Im Gehäuse ist eine drehbare Achse 14 gelagert, in der ein radialer Schlitz ausgebildet ist zur Aufnahme-einer scheibenförmigen Drosselklappe 16. Bohrungen 18 dienen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben der Drosselklappe.
Ein derartiges Drosselklappengehäuse ist insbesondere in einem Vergaser verwendbar, wo es im allgemeinen stromab eines Körpers zur Speisung mit Kraftstoff befestigt ist. Es ist auch in einer Vorrichtung zur Speisung mittels Einspritzung verwendbar, wo es an der Rohrleitung angeordnet ist.
Es werden nun die aufeinanderfolgenden Vorgänge beschrieben, die im Verlauf der Montage der Drosselklappe stattfinden. Hierbei wird ein Roboter mit einem Greiforgan 20 in Betrieb gesetzt, das von nicht gezeigten Einrichtungen getragen wird, die von herkömmlicher Bauart sein können und eine Verschiebung des Greiforgans 20 in zwei zueinander senkrechten Richtungen x und y gestatten (Fig. 3). Im folgenden sei angenommen, daß die Richtung y parallel zur Achse der im Gehäuse ausgebildeten Leitung 22 ist und daß die Richtung x senkrecht zu y ist, wobei die beiden Richtungen eine zur Achse 14 senkrechte Ebene definieren.
Das Greifelement 20 muß eine solche Form haben, daß es die erforderlichen Bewegungen der Drosselklappe herbeiführt, ohne vom Gehäuse 10 behindert zu werden. Zu diesem Zweck ist das in den Fig. 1 und 3 schematisch dargestellte Greiforgan 20 als in der Richtung y langgestreckter Finger mit einem Fortsatz 24 ausgebildet, der mit einer Seite der Drosselklappe 16 in Berührung kommen kann, und zwar an dem in der Eingriffsrichtung der Drosselklappe in die Achse entgegengesetzten Rand. Es muß eine Einrichtung vorgesehen sein, die die Drosselklappe am Fortsatz 24 geklemmt hält. Sie besteht bei dem in Fig. 1 gezeigten Fall aus einer Stange 26, die verschiebbar ist zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der sie die Drosselklappe gegen den Fortsatz 24 drückt, und einer zurückgezogenen Stellung, in der sie die Drosselklappe freigibt. Die Stange 26 kann durch eine mit Druckmitteldruck oder elektromagnetisch arbeitende Einrichtung gesteuert werden. Sie bildet zusammen mit dem Fortsatz 24 eine Klemmzange für den Rand der Drosselklappe.
Wie oben angegeben, erfordert die Durchführung des Verfahrens einen Motor, der auf die Achse 14 ein Drehmoment ausüben kann. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist dieser Motor 28 auf einem Unterteil montiert, wo zur Zentrierung des Gehäuses 10 ein Sitz ausgebildet ist. Der Motor hat eine drehbare Welle 33 mit einem Futter 32, das durch nicht dargestellte Mittel verschiebbar ist zwischen einer vorderen Stellung, in der es das Ende der Achse 14 umschließt, wenn sich der Körper im Sitz befindet, und einer zurückgezogenen Stellung (strichpunktiert dargestellt), in der es diese Achse freigibt.
Vor dem Anbringen einer Drosselklappe wird das Gehäuse 10 gegebenenfalls durch einen Roboter im Sitz 34 angeordnet, wobei die Achse 14 so ausgerichtet ist, daß der Schlitz parallel zur Achse der Leitung 22 verläuft. Die einzusetzende Drosselklappe 16 ist auf einem Träger 36 angeordnet, der den oberen Rand der Drosselklappe freiläßt. Das Anbringen erfolgt in der folgenden Weise. Durch Verschiebung in den Richtungen x und y wird das Greifelement 20 in die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Stellung gebracht, in der das Ende des Fortsatzes 24 am oberen Rand der Drosselklappe anliegt, wobei die Stange 26 zurückgezogen ist. Die Steuereinrichtung der Stange 26 wird betätigt, wobei letztere den oberen Rand der Drosselklappe an den Fortsatz 24 anlegt.
Das Greiforgan wird dann so verschoben, daß es die Drosselklappe 16 von ihrem Träger löst und sie dann genau über den Schlitz der Achse 14 in eine Stellung bewegt, die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt und mit 16a bezeichnet ist. Das Greiforgan 20 wird in der durch einen Pfeil f&sub0; angegebenen Richtung abgesenkt, um die Drosselklappe in der passenden Höhe einzusetzen. Diese Verschiebungen des Greiforgans können durch einen programmierbaren Automaten 38 gesteuert werden und erfolgen insgesamt in Abhängigkeit von der Stellung gegenüber dem Träger 36 und dem Sitz 34 am Unterteil.
Im Verlauf dieses Einsetzens wird der Motor 28 vorteilhaft so gesteuert, daß er die Drehung der Achse 14 in der passenden Richtung festlegt.
Befindet sich die Drosselklappe in der in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Stellung, so wird der Motor 28 so gespeist, daß er ein Drehmoment ausübt, das die Achse 14 in dem Sinn drehen will, der der Schließrichtung R (Fig. 1) der Drosselklappe entgegengesetzt ist. Der Zweck dieses Drehmoments besteht in der Ausübung einer Klemmkraft der Drosselklappe 16 im Schlitz.
Ist einmal dieses Klemmen erreicht, so wird die Stange 26 zurückgezogen und das Greiforgan 20 in Richtung des Pfeils f&sub1; so verschoben, daß es durch einfache Anlage die Drosselklappe bis imittelbare Nähe ihrer Schließstellung 16b zurückdrückt (Fig. 1). Die durch das Greiforgan ausgeübte Kraft muß ausreichend groß sein, um das vom Motor 28 ausgeübte Widerstandsmoment zu überwinden. Die durch das Klemmen der Drosselklappe 16 im Schlitz erzeugte Reibung vermeidet jegliches Gleiten der Drosselklappe. Wenn letztere in mittelbarer Nähe der Schließstellung angekommen ist, wird die Erregung des Motors 28 umgekehrt und nimmt die Achse 14 die Drosselklappe bis in die Schließstellung mit, in der sie automatisch zentriert wird. Da das vom Motor ausgeübte Drehmoment gering ist, besteht keine Gefahr der Verformung.
Es ist dann möglich, das Greiforgan zu entfernen und an seiner Stelle einen Schraubenzieher einzuführen zum Einsetzen und endgültigen Anziehen von Befestigungsschrauben. Das Futter 32 wird zurückgeführt und gibt die Achse frei. Das seine Drosselklappe enthaltende Gehäuse kann gegebenenfalls mit Hilfe des Roboters entfernt werden, der zu dessen Zuführung gedient hat, und kann zur nachfolgenden Station eines Montagebands für Vergaser oder Einspritzvorrichtung übertragen werden.
Das Anliegen der Drosselklappe 16b am Gehäuse kann auf verschiedene Weise ermittelt werden, insbesondere durch Messen der auf das Greifelement 20 ausgeübten Kraft: Das Anliegen der Drosselklappe drückt sich aus durch eine Erhöhung der auf sie übertragenen Kraft ohne zugehörige Verschiebung der Drosselklappe. Das Greiforgan 20 ist vorteilhaft so angeordnet, daß es einen gewissen Nachgiebigkeitsgrad hat, der ein korrektes Einsetzen begünstigt.
Das Verfahren umfaßt vorteilhaft einen vorausgehenden Schritt für die Ausrichtung der Achse 14, um den Schlitz in die Einsetzrichtung der Drosselklappe zu bringen. Man kann hierfür ein Meßgerät von der Art verwenden, wie sie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dieses Gerät umfaßt eine ein paralleles Strahlenbündel liefernde Lichtquelle 40 und einen Empfänger 42, die längs der Achse der Leitung 22 ausgerichtet sind. Im Verlauf einer vorausgehenden Phase, jedoch während das Futter 32 bereits mit der Achse 14 gekuppelt ist, bringt man die Lichtquelle 40 und den Empfänger 42 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung. Die Lichtquelle dient zur Erzeugung eines parallelen Lichtbündels, dessen Querabmessung kleiner als der Durchmesser der Achse 14 ist. Mit Hilfe des Automaten 38 wird der Motor 28 so gesteuert, daß er die Achse 14 hin- und herbewegt, bis der Empfänger 42 einen maximalen Lichtfluß empfängt.
Falls erforderlich, ermöglicht ein Gerät von der in Fig. 4 gezeigten Art eine Bestimmung der genauen Position des Schlitzes in der Richtung x durch Hin- und Herbewegen des Meßgeräts längs dieser Achse und durch Berechnen der Mitte der Zone mit im wesentlichen konstanter Beleuchtung. Diese Position kann durch den Automat 38 gesteuert werden, der dann die Verschiebung des Greiforgans 20 der Richtung x steuert.
Die Erfindung kann zahlreiche Ausführungsvarianten haben, die sich auch auf die auszuführenden Arbeitsvorgänge wie auch auf die Art der Ausführungseinrichtungen beziehen. Zum Beispiel kann das Greiforgan im Bereich des Fortsatzes 24, der in Anlage an die Drosselklappe kommen muß, Ausnehmungen aufweisen, die nach Belieben mit einer Unterdruckquelle verbunden werden können, um eine Entlüftung zu bilden.

Claims

1. Verfahren zum Montieren einer Drosselklappe (16) an einer Achse (14), die eine Leitung (lO) durchquert und in der ein Schlitz zur Aufnahme der Drosselklappe (16) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß man nach dem Ausrichten der Achse (14) in der Weise, daß der Schlitz zur Achse der Leitung (10) parallel ist,

- die Drosselklappe (16) am Rand mittels eines Greiforgans (20) ergreift und das Greiforgan (20) längs eines radialen Einsetzwegs der Drosselklappe (16) in den Schlitz bis in deren endgültige Position gegenüber der Achse (14) verschiebt, und

- die durch die Drosselklappe (16) und die Achse (14) gebildete Anordnung in die Schließstellung der Droselklappe verschiebt unter gleichzeitiger Steuerung eines Antriebsmotors für die Achse und einer einfachen Anlagekraft, die durch das Greiforgan (20) auf den Rand ausgeübt wird, zur Erzeugung von Reibungskräften, die das Gleiten der Drosselklappe (16) im Schlitz der Achse (14) während der Drehung der Achse (14) bis in die Schließstellung der Drossel klappe (16) verhindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels des Greiforgans eine Schubkraft und mittels des Motors (28) ein Widerstandsmoment ausübt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Drosselklappe durch Klemmen zwischen einem Fortsatz (24) des Greiforgans (20) und einer zurückziehbaren Einrichtung (26) ergreift.

4. Verfahrene nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Drosselklappe mittels des mit Unterdruck arbeitenden Greiforgans (20) ergreift.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man während eines vorausgehenden Schritts den Schlitz in einer durch die Achse der Leitung hindurchgehenden Ebene ausrichtet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Achse (14) durch Drehen ausrichtet, bis der durch den Schlitz übertragene Lichtstrom einer Lichtquelle (40) in Richtung auf einen mit der Lichtquelle längs der Achse der Leitung fluchtenden Empfänger (42) ein Maximum ist.