DE69009508T2

DE69009508T2 - Gashebel mit zweifacher Sicherheitsstellung.

Info

Publication number: DE69009508T2
Application number: DE1990609508
Authority: DE
Inventors: Tibor J Villanyi; Kevin W Westerson
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-01-26
Also published as: EP0381050A1; EP0381050B1; DE69009508D1; JP2593947B2; JPH02245432A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Gashebel und insbesondere auf einen Gashebel für hohe Beanspruchungen mit zweifacher Sicherheitsstellung, die die Zuverlässigkeit eines solchen Gashebels vergrößert.
Drosselbetätigungseinheiten sind seit langem bei Verbrennungsmotoren für Automobile und andere Fahrzeuge verwendet worden. Diese Betriebseinrichtungen weisen typischerweise einen Gashebel auf, der einerseits mit einer Drosselwelle und andererseits mit einer zugehörigen Drosselsteuerungsverbindung verbunden ist. Die Drosselsteuerungsverbindung ist wirksam mit einem fußbetätigten Gaspedal, einer Beschleunigungsvorrichtung oder einer anderen Art eines Drosselsteuerungselementes verbunden, das vom Benutzer betätigt wird und in der Fahrgastkabine angeordnet ist. Dieses erlaubt dem Benutzer, die Wirkungsweise eines Kraftstoffversorgungssystems zu steuern, das beispielsweise aus einem Kraftstoffeinspritzungssystem oder einem Drosselventil besteht und das über die Drosselsteuerungsverbindung und dem zugeordneten Gashebel in einfacher Weise durch Herunterdrücken oder Freilassen des Gaspedals oder durch Bewegen des Drosselsteuerungselementes steuerbar ist.
Die Gashebelanordnung ist normalerweise derart angeordnet, daß sie sich zwischen zwei Positionen hin- und herbewegt: Einerseits eine Leerlaufposition, in der genügend Kraftstoff dem Motor zugeführt wird, so daß er mit einer vorbestimmten Leerlaufgeschwindigkeit läuft, und andererseits eine Vollgasposition, in der eine maximale Kraftstoffmenge dem Motor zugeführt wird. Die Leerlauf- und die Vollgaspositionen sind normalerweise durch einstellbare Stopelemente festgelegt. Wenn das Gaspedal ganz heruntergedrückt ist oder wenn das Drosselsteuerungselement vollständig vorgeschoben ist, so ist die Kraftstoffversorgungssteuerung in einer Vollgasposition und der Motor kann mit einer hohen Geschwindigkeit laufen. Eine Rückholfeder ist typischerweise vorgesehen, um den Gashebel in Richtung einer Einstellung vorzuspannen, die notwendig ist, eine voreingestellte Motorleerlaufgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten, wenn das Gaspedal freigelassen wird oder wenn das Drosselsteuerungselement ganz zurückgezogen ist.
Im Laufe der Zeit sind verschiedene Bauarten vorgeschlagen worden, um die Motordrosselung zu steuern und um den Zustand eines "ungesteuerten" Motors zu verhindern, bei dem der Benutzer die Kontrolle über die Einstellung der Drosselwelle verliert. Ein Fall, bei dem der Gashebel überlastet wird und der möglicherweise zum Verlust der Kontrolle über die Drosselwelle führt, liegt vor, wenn die Drosselwelle an einem Stop anschlägt, während weiterhin eine vortreibende Kraft über die Drosselsteuerungsverbindung auf den Gashebel ausgeübt wird. Typischerweise ist ein "Ausschlag"-Mechanismus ("breakover") für solche Situationen vorgesehen, um den Gashebel vor zu großen Kraftanwendungen zu schützen. Die Ausschlagfunktion wird beispielsweise dann aktiviert, wenn der Benutzer eines Fahrzeuges weiterhin eine Kraft auf das Gaspedal oder das Drosselsteuerungselement ausübt, nachdem die Drosselwelle ihre Vollgasposition erreicht hat.
Zweiteilige Gashebel, bei denen ein Teil drehbar gegenüber dem anderen befestigt ist und somit eine Hebelverbindung bildet, werden normalerweise verwendet, um die Ausschlagfunktion herzustellen. Dabei kann sich die Hebelverbindung unabhängig von dem Gashebel bewegen oder "ausschlagen", wenn die Betriebsbedingungen eine Ausschlagfähigkeit erfordern. Üblicherweise ist eine Torsionsfeder an dem Gashebel angeordnet, um die Hebelverbindung in Richtung ihrer Normalposition vorzuspannen und um die Hebelverbindung in ihre Normalposition zurückzuholen, wenn die den Ausschlag verursachende Kraft nachläßt. Darüberhinaus können verschiedene Arten von Stopvorrichtungen vorgesehen sein, um die Ausschlagbewegung zu begrenzen. Beispielsweise wird in der US - A - 3,760,786 ein Drosselrückholsystem offenbart, das einem zweiteiligen Hebel und eine gewickelte Sicherheitsfeder aufweist. Diese Feder führt ein Drosselventil in die gewünschte Leerlaufeinstellung zurück, wenn entweder bei der Drosselrückholfeder oder der zugehörigen Drosselsteuerungsverbindung ein Fehler auftritt. Eine auf einem der Hebelabschnitte angeordnete Stopvorrichtung verhindert eine Bewegung dieses Hebelabschnittes, wenn ein Fehler bei der Sicherheitsfeder auftritt. Jedoch trägt diese Stopvorrichtung zusätzlich ein Ende der gewickelten Sicherheitsfeder. Daher ist diese Stopvorrichtung ständig mit einer von der Feder ausgeübten Kraft beaufschlagt und ist daher bruchgefährdet. Wenn die Stopvorrichtung bricht, kann sie nicht länger die Sicherheitsfeder tragen, die dann wiederum nicht länger die von ihr auszuübene Sicherheitsfunktion ausüben kann.
Eine weitere bekannte Gashebelvorrichtung weist einen Ausschlagmechanismus in eine Richtung auf, der eine Ausschlagbewegung der Drosselverbindung erlaubt, wenn die Drosselwelle ihre Vollgasposition erreicht. Dieser bekannte Aufbau weist eine Torsionsfeder zum Vorspannen des Verbindungshebels in Richtung seiher Normalposition und für die Übertragung der Vorspannungskraft auf den Verbindungshebel auf. Ein an dem Verbindungshebel befestigter Anschlagstift ist derart angeordnet, daß er einerseits mit einem Ende der Torsionsfeder im Eingriff steht und andererseits eine Begrenzung bildet, um die normale Betriebsposition des Verbindungshebels relativ zu dem Gashebel festzulegen. Diese Gashebelausführung weist jedoch einige Beschränkungen auf. So kann sie durch den Benutzer in einer Weise eingestellt werden, daß die Torsionsfeder des Gashebels überlastet wird und infolge dessen bricht. Bei dem in der US - A - 3,760,786 offenbarten Aufbau hält der Anschlagstift die Feder und ist mit einer derartigen Kraft beaufschlagt, die unter bestimmten Bedingungen zu einem vorzeitigen Bruch des Anschlagstiftes führen kann. Ein solcher Bruch des Anschlagstiftes führt nicht nur zu einem Verlust der Federfunktion, sondern er kann auch zu einem Verlust der Steuerung der Drosselwellenposition durch einen Benutzer führen.
Schließlich unterliegen die aus dem Stand der Technik bekannten Gashebelanordnungen einer durch die Motorumgebung hervorgerufenen Korrosion. Die Korrosion von entweder der Feder oder den Anschlagstiften, Verlängerungen oder anderen den Ausschlag berenzenden Elementen können letzten Endes zu einem Verlust der Funktion dieser Elemente führen.
Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine in besonderem Maße fehlerfreie Gashebelanordnung mit zweifacher Sicherheitsstellung anzugeben, die in der Lage ist, die Drosselfunktion bei leistungsstarken Verbrennungsmotoren zu steuern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Gashebelanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Diese erfindungsgemäße Gashebelanordnung weist nur ein Minimum an Teilen auf, die in synergistischer Weise zusammenwirken, um eine im wesentlichen fehlerbeständige, zuverlässige Steuerung der Motordrosselfunktion zu gewährleisten. Diese Anordnung verhindert eine Einstellung durch den Endbenutzer in einer Weise, daß die Torsionsfeder des Gashebels überlastet wird, und sie ist nahezu immun gegen die zerstörerischen Wirkungen der Korrosion.
In Patentanspruch 4 wird weiterhin eine integral ausgestaltete Stopvorrichtung beschrieben, die die Bewegung des Verbindungshebels begrenzt. Weitere Verbesserungen sind in den anderen abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung und die Zeichnung deutlich. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einer Seitenansicht im Querschnitt eine Gashebelanordnung aus dem Stand der Technik, die an einer Kraftstoffpumpe befestigt ist,
Fig. 2 in einer Vorderansicht im Querschnitt die in Fig. 1 dargestellte Gashebelanordnung,
Fig. 3 in einer Vorderansicht im Querschnitt eine erfindungsgemäße Gashebelanordnung,
Fig. 4 eine Seitenansicht im Querschnitt der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung,
Fig. 5a die Ausrichtung der Drosselverbindung relativ zu dem Gashebel bei normaler Betriebsweise,
Fig. 5b die Ausrichtung der Drosselverbindung relativ zu dem Gashebel, wenn die Drosselverbindung die Grenze ihrer Ausschlagposition in der Vollgasrichtung erreicht hat,
Fig. 5c die Ausrichtung der Drosselverbindung relativ zu dem Gashebel, wenn die Drosselverbindung die Grenze ihrer Ausschlagposition in Leerlaufrichtung erreicht hat,
Fig. 6 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung, die an einer Kraftstoffpumpe befestigt ist, mit einem Verbindungshebel in normaler Betriebsposition,
Fig. 7 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung, die an einer Kraftstoffpumpe befestigt ist, mit dem Verbindungshebel in einer ersten Ausschlagposition und
Fig. 8 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung, die an einer Kraftstoffpumpe befestigt ist, mit dem Verbindungshebel in einer zweiten Ausschlagposition.
Für ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung wird als erstes eine Gashebelanordnung aus dem Stand der Technik mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Im besonderen zeigt Fig. 1 ein bekanntes Drosselungssystem für einen Verbrennungsmotor, das eine Drosselwelle 20 aufweist, die in einem Drosselrohr (nicht dargestellt) drehbar angeordnet ist, das wiederum in dem Gehäuse einer Kraftstoffpumpe 12 des Motors enthalten ist. Wenn sich die Drosselwelle 20 in dem Drosselungsrohr dreht, bewegen sich miteinander korrespondierende Kraftstofföffnungen (nicht dargestellt) von (1) einer Leerlaufeinstellung, in der die Öffnungen im wesentlichen versetzt zueinander angeordnet sind, um einen nur minimalen Kraftstofffluß in den Motor zu bewirken, zu (2) einer Vollgaseinstellung, in der die Öffnungen im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind, um einen maximalen Kraftstofffluß in den Motor zu bewirken. Die Drosselwelle 20 weist ein daran befestigtes Stopelement 18 auf, das sich mit der Drosselwelle dreht. Das Stopelement 18 ist derart ausgestaltet, daß es die Drehung der Drosselwelle zwischen einer einstellbaren Vollgasposition, in der die Öffnungen im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind und einen maximalen Kraftstofffluß ermöglichen, und einer einstellbaren Leerlaufposition zu begrenzen, in der die Öffnungen im wesentlichen zueinander versetzt angeordnet sind und nur eine geringe Kraftstoffmenge durch die Öffnungen fließen kann. Die exakte Begrenzung der Drehung der Drosselwelle kann durch Einstellung der Einstellschrauben 14 und 16 justiert werden, die an dem Gehäuse 12 der Kraftstoffpumpe vorgesehen sind. Ein Gashebel 22 ist an der Drosselwelle 20 befestigt, um die Drosselwelle 20 in Abhängigkeit von auf den Gashebel 22 durch die Motordrosselungssteuerung (d. h. ein Gaspedal, nicht dargestellt) und die Drosselrückholfeder (34) ausgeübten Kräfte zu drehen. Der Gashebel 22 ist mit Hilfe einer Bolzen-Schraubenanordnung 24 an der Drosselwelle 20 befestigt, so daß eine Drehung des Gashebels 22 die Drosselwelle 20 zwischen einer Vollgas- und einer Leerlaufposition dreht. Wenn die Drosselsteuerung voll betätigt ist, bewirkt ein zwischen der Drosselungssteuerung und dem Gashebel 22 befestigtes Verbindungselement 32, daß der Gashebel 22 die Drosselwelle 20 in die Vollgasposition bewegt. Wenn die Drosselsteuerung losgelassen wird, bewirkt die Drosselrückholfeder 34, daß dann der Gashebel 22 die Drosselwelle 20 in die voreingestellte Leerlaufposition bewegt.
Wie durch die Fig. 1 deutlich wird, bewirkt eine Einstellung der Position der Einstellschraube 16, daß die Drosselwelle 20 verschiedene Vollgaspositionen einnehmen kann. Wenn nicht Vorsichtsmaßnahmen getroffen worden sind, kann eine Situation entstehen, in der weiterhin eine Kraft durch einen Benutzer auf die Drosselsteuerung angewendet wird, so daß möglicherweise die Gashebelanordnung beschädigt werden kann. Um ein solches Problem zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen Ausschlagmechanismus vorzusehen, der in der Vollgasposition wirkt. Der Ausschlagmechanismus umfaßt einen Verbindungshebel 26, der drehbar an einem Ende des Gashebels 22 mit Hilfe eines Drehzapfens 28 verbunden ist. Das andere Ende des Verbindungshebels 26 ist mit einem Verbindungselement 30 verbunden, das wiederum mit einem Verbindungselement 32 verbunden ist. Dabei ermöglicht das Verbindungselement 32 die für die Betriebsweise erforderliche Verbindung zwischen dem Verbindungshebel 26 und der Drosselsteuer (nicht dargestellt). Zusätzlich dazu, daß dieses Ende des Verbindungshebels 26 den Befestigungspunkt für das Verbindungselement 30 darstellt, ist dieses Ende auch mit der Drosselrückholfeder 34 verbunden. Diese Drosselrückholfeder 34 führt die Drosselwelle 20 von einer in Fig. 1 dargestellten Vollgasposition in eine nicht dargestellte Leerlaufposition zurück, in der die Seitenfläche 21 des Stopelementes 18 die für die Einstellung des Leerlaufes vorgesehene Einstellschraube 14 berührt.
Eine Torsionsfeder 36 ist um den Drehzapfen 28 gewickelt. Ein Endteil 38 der Feder 36 steht im Eingriff mit einem Anschlagstift 40, der an dem Verbindungshebel 26 befestigt ist. Der Anschlagstift 40 dient ebenso dazu, die Einstellung zwischen dem Gashebel 22 und dem Verbindungshebel 26 in der normalen Betriebsweise festzulegen und um die Kraft von der Rückholfeder 34 über den Verbindungshebel 26 und den Gashebel 22 auf die Drosselwelle 20 zu übertragen. Der Ausschlagmechanismus erlaubt die Einstellung in der Vollgasposition, ohne daß möglicherweise eine zu große Kraft auf den Gashebel 22 ausgeübt wird.
Eine mögliche Ausschlagposition, die der Verbindungshebel 26 einnehmen kann, ist mit gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt. Die Drosselwelle 20 befindet sich in der Vollgasposition, jedoch hat sich der Verbindungshebel 26 aus der übereinstimmenden Ausrichtung mit dem Gashebel 22 herausgedreht. Der Ausschlagmechanismus ermöglicht eine Bewegung des Stoppelementes 18 der Drosselwelle 20, bis es die für die Vollgasposition vorgesehene Einstellschraube 16 berührt. Der Verbindungshebel 26 kann dagegen eine Drehbewegung unabhängig von der Bewegung der Drosselwelle 20 fortführen. Diese Bewegung beeinflußt jedoch nicht die Kraftstoffversorgung und die Drosselwelle 20 bleibt in der in Fig. 1 dargestellten Position, ohne die Kraftstoffversorgung zu erhöhen. Die Torsionsfeder 36 ist an der Gashebelanordnung gewickelt angeordnet, um den Verbindungshebel 26 zurück in die normale Position zurückzustellen, wenn ein Benutzer die Drosselsteuerung in die Leerlaufposition zurückbewegt. Der Ausschlagmechanismus erlaubt also eine Einstellung in der Vollgasposition, ohne daß möglicherweise eine übermäßige Kraft auf den Gashebel 22 ausgeübt wird.
Die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten und in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gashebelanordnung liegen in der Anordnung der Torsionsfeder 36 relativ zu dem Anschlagstift 40. Die Torsionsfeder 36 spannt den Verbindungshebel 26 in Richtung der mit durchgezogenen Linien in Fig. 1 dargestellten Position vor. Darüberhinaus steht das Endteil 38 der Torsionsfeder 36 mit dem Anschlagstift 40 im Eingriff und daher ist der Anschlagstift 40 ständig mit der durch die Torsionsfeder 36 ausgeübten Kraft beaufschlagt. Der Anschlagstift 40 dient ebenfalls dazu, die Rückdrehung des Verbindungshebels 26 um den Drehzapfen 28 zu begrenzen. Sollte der Anschlagstift 40 durch Korrosion und/oder Überbelastung brechen, kann der Verbindungshebel 26 sich weiterhin bewegen.Die Torsionsfeder 36 wird jedoch unbrauchbar, so daß ein Verlust der Steuerung der Drosselung sich ergeben kann. Wenn die Torsionsfeder 36 nämlich nicht in der Lage ist, den Verbindungshebel 26 in Richtung einer Ausrichtung mit dem Gashebel 22 vorzuspannen, besitzt ein Benutzer keine Möglichkeit, die Position der Drosselwelle 20 zu steuern. Wie bereits oben erwähnt, ist die Drosselrückholfeder 34 nur dann in der Lage, die Drosselwelle 20 in die Leerlaufposition zurückzuführen, wenn der Anschlagstift 40 intakt bleibt.
Wenn weiterhin der Anschlagstift 40 nicht bricht, sondern einfach nur herausfällt, wird die Torsionsfeder 36 nicht länger an ihrem Platz gehalten und kann daher herausfallen. Wiederum wird der Verbindungshebel 26 sich weiter drehen können, jedoch wird seine Bewegung keine voraussagbare Wirkung auf die Bewegung der Drosselwelle 20 haben.
Die erfindungsgemäße Gashebelanordnung 50, die in den Fig. 3 bis 8 dargestellt ist, löst diese Probleme. Diese Gashebelanordnung weist Elemente für eine zweifache Sicherheitsstellung auf, die integral mit den Komponenten der Gashebelanordnung 50 ausgebildet sind. Darüberhinaus sind alle Komponenten vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, so daß Korrosion, die eine übliche Ursache für in den verfügbaren Gashebelanordnungen auftretende Fehler ist, kein Problem darstellt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist die erfindungsgemäße Anordnung 50 an einer Drosselwelle 52 der zuvor beschriebenen Ausgestaltung befestigt und weist einen U-förmigen Gashebel 54 auf, der an der Drosselwelle 52 mit Hilfe einer Bolzen-Schraubenanordnung 53 befestigt ist. Ein Schenkel des Gashebels 54 läuft in einer integral ausgestalteten Verlängerung 55 aus, die im rechten Winkel über eine der Oberflächen des Gashebels 54 deutlich hinausragt.
Ein Verbindungshebel 56 und ein Abstandstück 58 sind zwischen den Schenkeln des Gashebels 54 mit Hilfe einer Niete 60 drehbar miteinander verbunden. Der Verbindungshebel 56 ist flach und deutlich länger als das Abstandstück 58. Das Abstandstück 58 läuft in einer Verlängerung 57 aus, die nach außen über die Oberfläche des Abstandstückes 58 und durch eine in dem Verbindungshebel 56 angeordneten Öffnung 62 hinausragt, so daß sie im wesentlichen parallel zu der Verlängerung 55 verläuft. Das Abstandstück 58 wird für die Bewegung des Verbindungshebels 56 relativ zu dem Gashebel 54 verwendet, wie im folgenden beschrieben wird. Die Niete 60 ist als Verlängerung eines Drehzapfens 63 ausgebildet, der einen äußeren Teil 64 mit größerem Durchmesser und eine Abschlußkappe 66 aufweist. Der Drehzapfen 63 verbindet den Verbindungshebel 56 und das Abstandstück 58 für eine Drehbewegung relativ zu dem Gashebel 54. Das schichtweise Anordnen ("Sandwiching") des Verbindungshebels 56 und des Abstandstückes 58 zwischen den Schenkeln des Gashebels 54 und die dauerhafte Befestigung des Verbindungshebels 56 und des Abstandstückes 58 mit Hilfe der Niete 60 hat sich als maximale Unterstützung der beweglichen Verbindung gegen seitliche Belastungskräfte herausgestellt. Dieses bewirkt ebenfalls, daß sich der Verbindungshebel 56 und das Abstandstück 58 als eine Einheit um den Drehzapfen 63 des Gashebels 54 relativ zu dem Gashebel 54 in einer im folgenden zu beschreibenden Weise drehen. Wie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten und in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gashebelanordnung und wie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist, ist der Abschluß 68 des Verbindungshebels 56 über eine geeignete Verbindung (nicht dargestellt) mit der Fahrzeugdrosselsteuerung (nicht dargestellt) und mit der Drosselrückholfeder (nicht dargestellt) verbunden.
Eine Torsionsfeder 70 ist um den äußeren Teil 64 des an dem Gashebel 54 angeordneten Drehzapfen 63 zwischen der Abschlußkappe 66 und einem Schenkel des Gashebels 54 gewickelt, um den Gashebel 54, den Verbindungshebel 56 und das Abstandstück 58 derart vorzuspannen, daß sie in einer dem Ausschlagen Widerstand entgegensetzenden oder normalen Betriebsposition axial ausgerichtet sind. Die Endteile 71 und 72 der Torsionsfeder 70 stehen im Eingriff mit den Verlängerungen 55 und 57, wodurch sie den Gashebel 54, den Verbindungshebel 56 und das Abstandstück 58 in Richtung der normalen Betriebsposition vorspannen, wobei diese Elemente im wesentlichen ausgerichtet sind, wie es in den Fig. 3, 4 und 6 dargestellt ist.
Wie zuvor erwähnt, läuft ein Schenkel des Gashebels 54 in einer integral ausgestalteten Verlängerung 55 aus. Diese Verlängerung ist stationär und bewegt sich nicht relativ zu dem Drehzapfen 63, wogegen die Verlängerung 57 des Abstandstückes 58 zusammen mit dem Verbindungshebel 56 relativ zu der Stopverlängerung 55 beweglich ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen mit größerer Genauigkeit die weiteren Merkmale der Gashebelanordnung 50 und insbesondere des Verbindungshebels 56, der die einzigartige zweifache Sicherheitsfunktion der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Ein dem Abschluß 68 gegenüberliegendes Endteil 74 des Verbindungshebels 56 weist eine in spezieller Weise ausgestaltete Form auf, um das Ausmaß der Bewegung des Verbindungshebels 56 relativ zu der Drosselwelle 52 in einer Weise einschränkt, die im folgenden im Detail in Verbindung mit den Fig. 5a-c erläutert wird. Das Endteil 74 des Verbindungshebels 56 weist eine zentrale Kerbe 76 auf, die als Ausschlags-Begrenzungsmarkierung dient. Zu jeder Seite der zentral angeordneten Kerbe 76 befinden sich gebogene Oberflächen 78 und 80, wobei jede dieser gebogenen Oberflächen 78 und 80 eine integral ausgestattete Stopvorrichtung 82 und 84 für den Ausschlag bilden. Weil die Stopvorrichtungen 82 und 84 für den Ausschlag integral mit dem Verbindungshebel 56 ausgebildet sind, können keine Fehlfunktionen dieser Vorrichtungen auftreten, sollten entweder die Torsionsfeder 70 oder eine der Verlängerungen 55 oder 57 funktionsuntüchtig werden.
Die Fig. 5a, 5b und 5c stellen dar, in welcher Weise die Stopvorrichtungen 82 und 84 die Ausgleichsbewegung des Verbindungshebels 56 (dargestellt mit gestrichelten Linien) begrenzen. Dabei erleichtert die Kerbe 76 eine korrekte Einstellung der Begrenzung der Ausgleichsbewegung. Diese Einstellung wird dadurch erreicht, daß der Verbindungshebel 56 entlang seiner longitudinalen Achse entweder in Richtung der Drosselwelle 52 oder von der Drosselwelle 52 weg bewegt wird. Dabei kann das Abstandstück 58 dazu verwendet werden, den Verbindungshebel 56 zu bewegen, um die notwendige korrekte Einstellung zu erzielen. Wenn der Verbindungshebel 56 und das Abstandstück 58 miteinander verbunden sind, bewirkt eine Bewegung der Stopverlängerung 57 in der Öffnung 62 auch eine Bewegung des Verbindungshebels 56. Die korrekte Ausgleichseinstellung wird im allgemeinen dann erreicht, wenn die Kerbe 76 nicht mehr hinter dem Gashebel 54 gesehen werden kann. Dieser Ausgleichsbereich kann so eingestellt werden, daß die seitliche Bewegung des Verbindungshebels 56 zwischen 0 Grad und ungefähr 22 Grad Abweichung von der longitudinalen Achse des Verbindungshebels 56 begrenzt ist. In den meisten Fällen wird es erstrebenswert sein, die Begrenzung der Ausschlagbewegung so einzustellen, daß die Ausschlagbegrenzung typischerweise auch dann nicht erreicht wird, wenn der Gashebel 54 in seiner Leerlauf- oder Vollgas-Drosselposition ist, solange wie der Vorspannmechanismus der Feder richtig funktioniert. In den Fig. 5a, 5b und 5c ist der maximale Ausgleichsbewegungsbereich von ungefähr 22 Grad relativ zu der Drosselwelle 52 in beiden Richtungen von der Kerbe 76 ausgehend dargestellt.
Der Verbindungshebel 56 ist in Fig. 5a in einer in der normalen Betriebsposition ausgerichteten Stellung dargestellt. Bei dieser Ausrichtung des Verbindungshebels 56 berühren die Stoppvorrichtungen 82 und 84 nicht die Drosselwelle 52. Sollte jedoch die Torsionsfeder 70 aus irgendeinem Grund ausfallen, ist die Drehbewegung des Verbindungshebels 56 in beiden Richtungen begrenzt. Denn die doppelt gebogene Konfiguration des Endteiles 74 des Verbindungshebels 56 wird die Bewegung des Verbindungshebels 56 beenden. Insbesondere wird, wie in der Fig. 5b dargestellt ist, die Drehung des Verbindungshebels 26 entgegen dem Uhrzeigersinn dazu führen, daß die Stopvorrichtung 84 mit der Drosselwelle 52 in Berührung kommt und daß sich der Verbindungshebel 56 nicht weiter bewegen kann. Wenn sich der Verbindungshebel 56 in die andere Richtung bewegt, wie es in Fig. 5c dargestellt ist, wird die andere Stopvorrichtung 82 die Drosselwelle 52 berühren, wodurch in gleicher Weise die Bewegung in dieser Richtung beendet wird. Sind nun die Oberflächen der Stopvorrichtungen 82 und 84 mit einem Krümmungsradius ausgebildet, der an den Radius der Drosselwelle 52 angenähert ist, so wird sichergestellt, daß die Stopvorrichtung 82 bzw. 84 mit einem ganzen Teil ihrer Oberfläche und nicht nur entlang einer Berührungslinie mit der Drosselwelle 85 in Berührung kommt. Dadurch wird eine festere und bessere Berührung erzeugt, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Bruches reduziert wird. Weil darüber hinaus die Stopvorrichtungen 82 und 84 die Drosselwelle 52 während des Motorbetriebes berühren können, auch wenn die Torsionsfeder 70 ganz wirksam ist, verhindern sie, daß die Torsionsfeder 70 während des normalen Betriebes der Gashebelanordnung 50 überansprucht wird.
Die erfindungsgemäße Gashebelanordnung 50 funktioniert so, daß die Drosselwelle 52 zwiscchen einer Vollgas- und Leerlaufposition in Abhängigkeit von der Bewegung einer Motordrosselsteuerung gedreht wird, wie bereits oben in Verbindung mit der Fig. 1 beschrieben worden ist. Jedoch weist der vorliegende Gashebel 54 einen stark verbesserten, im wesentlichen fehlerbeständigen Ausschlagmechanismus auf, der in effektiver Weise das Auftreten einer "unkontrollierten" Drosselung verhindert. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, weist der Verbindungshebel 56 die integral ausgebildeten Stoppvorrichtungen 82 und 84 auf, deren Krümmung ausgehend von der zentralen Kerbe 76 nach außen gerichtet ist. Diese Ausschlag-Stoppvorrichtungen 82 und 84 treten mit der Drosselwelle 52 nur dann in Kontakt, wenn die Ausschlagbewegung die Grenze in einer der beiden Ausschlagrichtungen erreicht. Auf diese Weise wird eine zu große Drehverstellung im Ausschlagmodus vermieden. Darüberhinaus wird die Ausschlagfunktion auch dann weiter funktionieren, wenn die Torsionsfeder 70 bricht oder eine der Verlängerungen 55 und 57 aus irgend einem Grund funktionsuntüchtig wird.
In den Fig. 6, 7 und 8 sind die Einstellung der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung 50 während des normalen Betriebes, während des Leerlaufausschlages und während des Vollgasausschlages dargestellt.
Fig. 6 zeigt den Gashebel 54 und den Verbindungshebel 56 in axialer Ausrichtung im normalen Betriebszustand in der Leerlaufposition, wobei die Anordnung 50 an einer Kraftstoffpumpe 86 befestigt ist. Ein Stopelement 88, das an der Drosselwelle 52 befestigt ist, berührt eine Einstellungsschraube 90, die für die Leerlaufeinstellung der Kraftstoffpumpe 86 vorgesehen ist. Ein Verbindungselement 92 ist mit dem Verbindungshebel 56 und mit einem Verbindungselement 94 verbunden, das wirksam mit einer Drosselsteuerung (nicht dargestellt) verbunden ist. Drosselrückholfedern 96 beaufschlagen die Drosselwelle 52 mit einer Kraft, die die Drosselwelle 52 in ihrer Leerlaufposition vorspannt. Die Endteile 71 und 72 der Torsionsfeder 70 sind mit den Verlängerungen 55 und 57 im Eingriff, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Fig. 6 stellt die relativen Positionen dar, die von allen Elementen der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung 50 eingenommen werden, wenn die Drosselwelle 52 in der voreingestellten Leerlaufposition ist und wenn ein vorbestimmter minimaler Kraftstofffluß eingestellt ist.
Fig. 7 stellt die erfindungsgemäße Gashebelanordnung 50 in einer Leerlauf- Ausschlagposition dar. Das Drosselstoppelement 88 berührt die für die Leerlaufposition vorgesehene Einstellschraube 90, wodurch die Drosselwelle 52 in der voreingestellten Leerlaufeinstellung gehalten wird. Jedoch ist wegen der Verbindung oder der Betätigung der Rückholfeder eine genügend große Kraft auf den Verbindungshebel 56 ausgeübt worden, so daß die Hebelanordnung 50 "ausschlägt" und sich aus der axialen Ausrichtung mit dem Gashebel 54 herausbewegt. Die an dem Gashebel 54 angeordnete stationäre Stopverlängerung 55 ist weiterhin in Eingriff mit dem Endteil 71 der Torsionsfeder 70. Die Stopverlängerung 57 des Abstandstückes 58 bewegt sich jedoch mit dem Verbindungshebel 56, wodurch sie das Endteil 72 der Torsionsfeder 70 bewegt und die Torsionsfeder 70 spannt. Weil die maximale Ausschlagbewegung des Verbindungshebels 56 durch die Ausschlagstoppvorrichtung 82 begrenzt ist, können sich der Verbindungshebel 56 und daher auch die Stoppverlängerung 55 nur über die durch die Bewegung der Ausschlagstopvorrichtung 82 erlaubte Entfernung bewegen, bis die Stoppvorrichtung 82 mit der Drosselwelle 52 in Berührung kommt. Daher ist die maximal mögliche, durch den Leerlaufausschlag hervorgerufene, auf die Torsionsfeder 70 wirkende Zugspannung begrenzt.
Fig. 8 stellt die erfindungsgemäße Gashebelanordnung 50 in einer Vollgas- Ausschlagposition dar. Das Drosselstoppelement 88 berührt die Vollgas-Einstellschraube 98, um über die Drosselwelle 52 und die Kraftstoffpumpe 86 einen maximalen Kraftstofffluß zu ermöglichen. Der Gashebel 54 hält die Drosselwelle 52 in dieser Position, während der Verbindungshebel 56 in der Lage ist "auszubrechen". Dabei ist der Verbindungshebel 56 in seiner Bewegung nur durch die Ausschlagstoppvorrichtung 84 begrenzt, die mit der Drosselwelle 52 in Berührung kommt. Die Stoppverlängerung 57 wird aus der Ausrichtung mit der stationären Verlängerung 55 herausbewegt, um das Endteil 71 der Torsionsfeder 70 zu spannen. Das Endteil 72 ist weiterhin mit der Verlängerung 55 in Kontakt.
Wie bereits erwähnt, ist die Zugspannung auf die Torsionsfeder 70 begrenzt, weil die Bewegung der beweglichen Stoppverlängerung 55 im wesentlichen gleich groß ist wie die des Verbindungshebels 56. Wenn die Ausschlagstopvorrichtung 82 oder 84 nicht diese Bewegung begrenzen würde, könnte die Verlängerung 55 die Endteile 71 und 72 der Torsionsfeder 70 weit genugt bewegen, so daß eine zu hohe Belastung auf die Torsionsfeder 70 angewandt würde.
In dem unwahrscheinlichen Fall, daß die Torsionsfeder 70 abgetrennt wird oder bricht, wird die Ausschlagstoppvorrichtung 84 auf dem Verbindungshebel 56 weiterhin bewirken, daß die Drosselwelle 52 auf die Bewegung der Drosselsteuerung reagiert. Des weiteren sind ebenfalls die Rückholfedern 96 (Fig. 8) in der Lage, den Gashebel 56 in die Leerlaufposition zurückzuziehen, weil die an dem Verbindungshebel 56 vorgesehene Ausschlagstopvorrichtung 82 die Drosselwelle 52 berühren wird. Dabei wird die Drehbewegung des Verbindungshebels 56 relativ zu dem Gashebel 54 begrenzt und der Gashebel 54 wird gezwungen, die Drosselwelle 52 in ihre Leerlaufposition zu drehen.
Anders, als es bei dem separaten Anschlagstift 40 der aus dem Stand der Technik bekannten, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gashebelanordnung der Fall ist, werden die erfindungsgemäßen, integral ausgebildeten Stoppverlängerungen 55 und 57 mit größerer Wahrscheinlichkeit an ihrem Platz bleiben und nicht aus der Gashebelverbindung herausfallen. Des weitern sind die Stopverlängerungen 55 und 57 nicht in solch einem Maße durch die auf sie von der Torsionsfeder 70 ausgeübten Kraft bruchempfindlich. Die Torsionsfeder 70 kann zu einer gewünschten Torsionsstärke vor der Installation auf dem äußeren Teil 64 des Drehzapfens 63 gewickelt werden. Da zusätzlich die relative Bewegung der Stoppverlängerungen 55 und 57, die mit den Endteilen 71 und 72 der Torsionsfeder 70 im Eingriff stehen, durch die Ausschlagbewegung der Gashebelverbindung wie oben beschrieben begrenzt ist, wird die zusätzliche Belastung, die durch diese Bewegung auf die Torsionsfeder 70 ausgeübt wird, innerhalb der zuvor bestimmten maximalen Grenzen gehalten. Daher sollte eine Überlastung der Torsionsfeder 70 nicht bei der erfindungsgemäßen Gashebelanordnung 50 auftreten, was weiterhin die Zuverlässigkeit dieser Gashebelanordnung 50 vergrößert.
Darüberhinaus benötigt die erfindungsgemäße Gashebelanordnung 50 nur fünf separate Komponenten, um ihre im wesentlichen fehlerbeständige Steuerung der Motordrosselung zu erreichen. Dagegen weisen die bisher erhältlichen Gashebelanordnungen viel mehr Komponenten auf und stellen, wie oben bereits beschrieben worden ist, nicht eine im wesentlichen fehlerbeständige Steuerung der Motordrosselung dar, wie sie mit der vorliegenden Erfindung erreicht wird.
Da wie oben beschrieben sämtliche Komponenten der Gashebelanordnung 50 aus rostfreiem Stahl hergestellt werden, wird eine Korrosion dieser Komponenten in der agressiven Umgebung, die in einem Verbrennungsmotor existiert, nicht auftreten. Daher ist die Verwendungsdauer lang, was weiterhin die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Gashebels mit zweifacher Sicherheitsstellung erhöht. Testreihen habe darüber hinaus demonstriert, daß die erfindungsgemäßen Gashebelanordung eine Lebensdauer von über einer Millionen Meilen aufweist.
Die erfindungsgemäße Gashebelanordnung mit zweifacher Sicherheitsstellung findet im wesentlichen als Komponente eines Verbrennungsmotores Anwendung, in dem eine zuverlässige Steuerung der Drosselfunktion notwendig ist.

Claims

1. Gashebelanordnung für die Betätigung einer Drosselwelle (52), die den Kraftstofffluß zu einem Verbrennungsmotor durch eine Bewegung zwischen einer Leerlaufposition und einer Vollgasposition in Abhängigkeit von der Drosselsteuerung steuert, mit einem Gashebel (54), der mit der Drosselwelle (52) verbunden ist, um die Drosselwelle (52) zwischen einer Leerlaufposition und einer Vollgasposition in Abhängigkeit von der Bewegung der Drosselsteuerung zu bewegen, und mit einer Drosselverbindungsvorrichtung (56, 58), die mit dem Gashebel (54) und der Drosselsteuerung verbunden ist, wobei die Drosselverbindungsvorrichtung (56, 58) die Größe der auf den Gashebel (54) ausgeübten Kraft begrenzt, wenn die Drosselwelle (52) die Leerlaufposition oder die Vollgasposition erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselverbindungsvorrichtung (56, 58) einen zwischen einer normalen Befestigungsposition und einer ersten vorbestimmten maximalen Ausschlagposition drehbar an dem Gashebel (54) angeordneten Verbindungshebel (56), eine den Verbindungshebel (56) in die normale Betätigungsposition vorspannende Feder (70) und eine von der Feder (70) unabhängige Drosselverbindungsstopvorrichtung (82, 84) aufweist, wobei die Drosselverbindungsstopvorrichtung (82, 84) die Drehung des Verbindungshebels (56) relativ zu dem Gashebel (54) auf die erste Ausschlagposition einschränkt und eine erste an dem Verbindungshebel (56) angeordnete Stoppvorrichtung (82) aufweist, die mit der Drosselwelle (52) in Eingriff steht, wenn der Verbindungshebel (56) die erste Ausschlagposition erreicht.

2. Gashebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (70) ein Paar von Endteilen (71, 72) aufweist, daß der Gashebel (54) eine erste mit einem der Endteile (71, 72) in Eingriff stehende Verlängerung aufweist und daß der Verbindungshebel (56) eine zweite mit dem anderen der Endteile (71, 72) in Eingriff stehende Verlängerung (57) aufweist, wobei die erste und zweite Verlängerung (55, 57) von der Drosselverbindungsstopvorrichtung (82, 84) getrennt und unabhängig sind.

3. Gashebelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungshebel (56) bei einer Drehung in einer Richtung von der normalen Betätigungsposition in die erste Ausschlagposition drehbar ist und bei einer Drehung in eine zweite entgegengesetzte Richtung von der normalen Betätigungsposition in eine zweite von der Drosselverbindungsstopvorrichtung (82, 84) festgelegte Ausschlagposition drehbar ist und daß die Drosselverbindungsstopvorrichtung (82, 84) eine zweite an dem Verbindungshebel (56) angeordnete Stoppvorrichtung (84) aufweist, die mit der Drosselwelle (52) in Eingriff steht, wenn der Verbindungshebel (56) die zweite Ausschlagposition erreicht.

4. Gashebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselverbindungsstoppvorrichtung (82, 84) integral mit dem Verbindungshebel (56) ausgestaltet ist und eine Begrenzungsfläche (78, 80) für einen Eingriff mit der Drosselwelle (52) an jeder Stoppvorrichtung (82, 84) aufweist.

5. Gashebelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stopvorrichtung (82, 84) eine Begrenzungsfläche (78, 80) mit einem Krümmungsradius aufweist, der ungefähr gleich dem Krümmungsradius der Drosselwelle (52) ist.

6. Gashebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (76) zur Anzeige der Ausschlagposition an dem Verbindungshebel (56) angeordnet ist, um eine Einstellung der Grenzen der Ausschlagbewegung der Drosselverbindungsvorrichtung (56, 58) zu ermöglichen.

7. Gashebelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselverbindungsvorrichtung (56, 58) eine an dem Verbindungshebel (56) befestigte Verbindungsabstandsvorrichtung aufweist, die die mit dem zweiten Endteil (72) der Feder (70) im Eingriff stehende Verlängerung (57) trägt und die den Verbindungshebel (56) für die Einstellung der Grenzen der Ausschlagbewegung bewegt.

8. Gashebelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsabstandsvorrichtung ein um die gleiche Achse wie der Verbindungshebel (56) drehbar an dem Gashebel (54) befestigtes Abstandstück (58) aufweist.

9. Gashebelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselhebel (54) ein U-förmig ausgestaltetes Element aufweist, das ein Paar beabstandet angeordneter, den Verbindungshebel (56) und das Abstandstück (58) einklemmender Seitenteile bildet, daß die Drosselwelle (52) in einem in der Krümmung des U-förmigen Teiles eingeschnittenen Schlitz aufgenommen ist und daß die Begrenzungsflächen (78, 80) des Verbindungshebels (56) relativ zur Drosselwelle (52) einstellbar angeordnet sind, um den notwendigen Bereich der Drehverstellung des Verbindungshebels (56) einzustellen, so daß die Grenze der Ausschlagbewegung erreicht werden kann.