EP0439577A1 - Einrichtung mit einem eine leistung einer antriebsmaschine bestimmenden drosselorgan - Google Patents

Einrichtung mit einem eine leistung einer antriebsmaschine bestimmenden drosselorgan

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EP0439577A1
EP0439577A1 EP19900912026 EP90912026A EP0439577A1 EP 0439577 A1 EP0439577 A1 EP 0439577A1 EP 19900912026 EP19900912026 EP 19900912026 EP 90912026 A EP90912026 A EP 90912026A EP 0439577 A1 EP0439577 A1 EP 0439577A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
throttle
magnet
drive wheel
housing
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19900912026
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter SPIEGEL
Detlev Zieger
Walter Gross
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0439577A1 publication Critical patent/EP0439577A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/103—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being alternatively mechanically linked to the pedal or moved by an electric actuator

Definitions

  • the invention is based on a device, in particular for a vehicle, with a throttle element determining the power of a drive machine.
  • the device according to the invention with the features of the main claim has the particular advantage that the position of the throttle member relative to the throttle body in the direction parallel to the axis of rotation is defined precisely, in particular also without play. No separate component is required for the exact determination of the position of the throttle element in the direction of the axis of rotation. A leakage air gap between the throttle element and the throttle element housing can be kept very small by advantageous, narrow tolerance selection.
  • the rotational position of the throttle element is often measured using a potentiometer.
  • the backlash-free bearing in the axial direction also has a positive effect on the functional reliability and service life of this potentiometer.
  • the proposed arrangement of the drive wheel, the magnet and the armature results in a simple, robust, small-sized, durable, functionally reliable and reliable construction.
  • the device is designed so that even in the event of a failure, for example of the magnetic force, which is provided, for example, in the event of a failure of a servomotor, the throttle member is coupled to an emergency actuating device, then the device can continue to be operated even if electrical components fail .
  • the device according to the invention can be used to control the power of the drive machine.
  • the description of the exemplary embodiment assumes, for simplification reasons, that the invention Device is installed in a vehicle with an Otto engine as the drive machine and with a throttle valve attached to a throttle valve shaft as the throttle element.
  • the device according to the invention can also be used in stationary machines and also when the drive machine is a diesel engine, an electric motor, etc.
  • FIG. 1 shows a section across the device according to the invention. To save space, a central area of the facility is not shown in the drawing. The person skilled in the art is able to supplement this area in a known manner.
  • a throttle element housing 2 is shown with a throttle element 6 pivotably mounted about an axis of rotation 4.
  • a suction pipe 8 with a suction pipe wall runs perpendicular to the sectional plane.
  • the throttle element 6 comprises a throttle valve 9 and a throttle valve shaft 10.
  • the throttle valve shaft 10 runs centrally to the axis of rotation 4 across the intake manifold 8.
  • the throttle valve 9 is fastened to the throttle valve shaft 10.
  • the throttle valve shaft 10 projects on two sides through the intake manifold wall beyond the intake manifold 8. On one side the throttle valve shaft 10 projects with a first shaft end piece 12 and on the other side the throttle valve shaft 10 projects with a second shaft end piece 14 beyond the intake manifold wall.
  • the throttle valve shaft 10 ends on the side of the first shaft end piece 12 with an end face 15.
  • the shaft end piece 12 is inside the throttle organ housing 2 in the region of the passage through the intake manifold.
  • Wall of the suction pipe 8 rotatably supported by means of a bearing element 16 and sealed with the aid of a seal 18.
  • the shaft end piece 14 is mounted within the throttle organ housing 2 in the region of the passage through the intake manifold wall with the aid of a bearing element 17 and is sealed by a seal 19.
  • a potentiometer 20 is located on the second shaft end piece 14 of the throttle valve shaft 10.
  • the potentiometer 20 comprises a printed circuit board 21 and a wiper 22.
  • the printed circuit board 21 is firmly connected to the throttle valve housing 2.
  • the grinder 22 is fastened to the second shaft end piece 14 of the throttle valve shaft 10. When the throttle member 6 rotates, the grinder 22 travels along a resistance path provided on the printed circuit board 21. With the help of the potentiometer 20, an instantaneous angle of rotation of the throttle element 6 can be determined as the actual value.
  • a return spring 24 is located in the area of the second shaft end piece 14.
  • the return spring 24 acts on the throttle valve housing 2 at one end and on the throttle valve shaft 10 in the closing direction at the other end via the second shaft end piece 14.
  • the return spring 24 is a helical spiral spring.
  • a recess 25 is provided on the second shaft end piece 14 of the throttle element 6.
  • a locking washer 26 is inserted into the recess 25.
  • An emergency stop 27 is provided on the throttle organ housing 2. With the help of the sealing disk 26 and the emergency stop 27, it is prevented that the second shaft end piece 14 dips too far in the direction parallel to the axis of rotation 4 in the direction of the suction pipe 8.
  • the emergency stop 27 can be provided directly on the throttle organ housing 2, but it can also be provided on the bearing element 17, as illustrated.
  • the bearing element 17 is in the Embodiment shown executed so that it can also transmit axial forces from the locking washer 26 in the recess 25 to the throttle selector housing 2.
  • a slight axial play 28 is expedient between the sealing disk 26 and the emergency stop 27.
  • a stepped, largely rotationally symmetrical shoulder 30 is firmly connected to the first shaft end piece 12.
  • the paragraph 30 is located outside the intake manifold wall of the intake manifold 8.
  • a driver 34 is rotatably supported on the first shaft end piece 12 with the aid of a further bearing element 33 or a plurality of bearing elements 33.
  • the driver 34 is largely rotationally symmetrical and projects axially beyond the first shaft end piece 12.
  • a collar 35 is integrally formed on the driver 34. In the radial direction, the collar 35 projects beyond the shoulder 30.
  • a shaft stub 36 is pressed into the driver 34 within a part of the driver 34 which projects beyond the shaft end piece 12 and is flush with the throttle valve shaft 10.
  • a tubular, stepped housing part 38 is formed on the throttle organ housing 2.
  • a bearing bush 40 is arranged on an outer jacket of the tubular housing part 38.
  • the bearing bush 40 serves, among other things, to mount a drive wheel 42 on the housing part 38, that is to say freely rotatably relative to the throttle gear housing 2.
  • the drive wheel 42 is mounted concentrically to the throttle valve shaft 10.
  • the bearing bush 40 enables the drive wheel 42 to be rotated with little wear and low friction with respect to the throttle organ housing 2.
  • the bearing bush 40 can be, for example, a roller bearing or a plain bearing.
  • the drive wheel 42 can be divided into an inner tubular part 44, an outer tubular part 46, a third tubular part 48 and a substantially radial part 50.
  • the part 50 of the drive wheel 42 connects the two tubular parts 44 , 46 with each other.
  • the two tubular parts 44, 46 are arranged on the side of the radially extending part 50 facing the suction pipe 8.
  • the third rohrför ige part 48 of the drive wheel 42 is located on the radially extending part 50 on the side facing away from the intake manifold 8.
  • a magnet 52 is immersed in a cylindrical space between the inner tubular part 44 and the outer tubular part 46 of the drive wheel 42.
  • the magnet 52 is an electromagnet and comprises a magnet coil 54 and a magnet housing 56.
  • the magnet 52 is firmly connected via the magnet housing 56 to the throttle valve housing 2.
  • the magnet housing 56 surrounds the ring-shaped magnet coil 54 on three sides.
  • the magnet housing 56 consists of a magnetically conductive material and is open on the side facing the radially extending part 50 of the drive wheel 52. Radial play between the inner tubular part 44 of the drive wheel 42 and the magnet 52 or between this and the outer tubular part 46 is expediently quite small. A distance in the axial direction between the radially extending part 50 of the drive wheel 42 and the magnet 52 is also advantageously quite small. Small games and a small distance favor a transition of a magnetic flux between the magnet 52 and the drive wheel 42.
  • the shoulder 30 has an end face 58 facing the suction pipe 8.
  • the radial part 50 of the drive wheel 42 is arranged such that the part 50 is located on the end face 58 of the shoulder 30.
  • a tension spring 60 is arranged on the end face 58 of the shoulder 30 connected to the throttle valve shaft 10 facing the radial part 50 of the drive wheel 42.
  • the tension spring 60 has the shape of an annular, flat disc.
  • the tension spring 60 is connected at intervals of, for example, 60 ° to the end face 58 of the shoulder 30 at individual points. Between these points, the tension spring 60 is firmly connected to a coupling element 66 at further points.
  • An arrow 68 is shown in the drawing.
  • the arrow 68 runs parallel to the axis of rotation 4 and points from the direction of the second shaft end piece 14 in the direction of the first shaft end piece 12 or beyond. If the coupling element 66 is actuated against the arrow 68 away from the shoulder 30, the tension spring 60 acts on the coupling element 66 in the direction of the arrow 68.
  • a torque can also advantageously be transmitted between the coupling element 66 and the shoulder 30 via the disk-shaped tension spring 60.
  • the coupling element 66 projects beyond the shoulder 30 in the radial direction.
  • a collar 67 is integrally formed on the protruding part of the coupling element 66.
  • the collar 67 extends in the direction of the arrow 68 to such an extent that when the coupling element 66 is actuated in the direction of the arrow 68, the collar 67 comes to rest on the collar 35 of the driver 34.
  • the inner tubular part 44 and the outer tubular part 46 and possibly also a section of the radial part 50 of the drive wheel 42 consists of a magnetically conductive material.
  • At least a portion 71 of the radial part 50 between the two tubular parts 44, 46 of the drive wheel 42 consists of a non-magnetically conductive material. This ensures that a magnetic flux in the two tubular parts 44, 46 is not short-circuited by the radial part 50 of the drive wheel 42.
  • the coupling element 66 is located at least partially, but preferably completely, within the drive wheel 42 on the side of the radial part 50 of the drive wheel 42 facing away from the magnet 52.
  • the shoulder 30 is also advantageously located at least partially within the drive wheel 42.
  • the coupling element 66 overlaps the radial part 50 of the drive wheel 42 at least partially.
  • the magnet 52 is not energized, there is a distance in the axial direction between the coupling element 66 and the radial part 50 of the drive wheel 42.
  • the coupling element 66 When the magnet 52 is sufficiently energized, the coupling element 66 is against the radial one Part 50 of the drive wheel 42 is actuated and a torque can be transmitted between the drive wheel 42 and the coupling element 66.
  • the tension spring 60 displaces the collar 67 of the coupling element 66 against the collar 35 of the driver 34. If the coupling element 66 is displaced in this direction of displacement, a torque can be transmitted between the driver 34 and the coupling element 66.
  • a servomotor 74 with a rotor is arranged to the side of the throttle valve housing 2.
  • One end of the rotor is designed as a pulley 76.
  • the pulley 76 of the servomotor 74 and the third tubular part 48 of the drive wheel 42 are connected to one another via a belt 78.
  • a necessary tension in the belt 78 can be set by a resilient tensioning wheel 79.
  • the belt 78 can e.g. B. be a V-belt, a timing belt, a chain, etc.; A linkage or a gear drive is also possible.
  • the first functional state is the normal case for most applications. A transition to the second functional state takes place when an electrical element fails. It ensures that even if any electrical element required in the first functional state fails, the device according to the invention can be used with almost no restrictions with the aid of the emergency actuation.
  • a pivoting movement of the pulley 76 of the servomotor 74 can be transmitted via the belt 78 via the drive wheel 42, via the coupling element 66, via the tension spring 60, via paragraph 30, via the throttle valve shaft 10 to the throttle valve 9.
  • the coupling element 66 is displaced in the direction of the arrow 68 and there can be a pivoting movement of the shaft end 36 over the driver 34, over the collar 35 of the driver 34 and over the collar 67 of the coupling element 66 on the coupling element 66 and from there via the Tension spring 60 can be transmitted to the heel 30 and via the throttle valve shaft 10 to the throttle valve 9.
  • a housing 82 is part of the device according to the invention, and essentially only one connecting cable 84 and one end of the shaft end 36 protrude from the housing 82.
  • an accelerator pedal can be articulated via an accelerator cable, not shown. This means that every movement of the accelerator pedal can be transmitted to the throttle valve 9 in the second functional state.
  • the servomotor 74 can be controlled via the cable 84. The angle of rotation of the throttle valve 9 is checked via the potentiometer 20 and communicated to the control device. In the first functional state, the throttle valve 9 can be adjusted via the servomotor 74 until the actual value determined by the potentiometer 20 corresponds to a desired target value.
  • the control device not shown, can be located inside or outside the housing 82.
  • the side of the radial part 50 of the drive wheel 42 facing the coupling element 66 has, for. B. a more or less rough surface and the abutting side of the clutch element 66 also has a more or less rough surface so that any required torque can be transmitted. Instead of the rough surfaces, serrations can also be provided, so that the frictional connection z. B. is replaced by a positive connection.
  • the location of the collar 67 of the coupling element 66 and the location of the collar 35 of the driver 34, where these two parts touch, can be provided with teeth, so that the required torque from the driver 34 to the Kup tion element 66 are transmitted can.
  • the teeth of the driver 34 and the coupling element 66 can be designed such that if an electrical element fails while the throttle valve 9 is opened further than it corresponds to the position of the driver 34, the throttle valve 9 is closed so far by the return spring 24 can be until the position of the throttle valve 9 also corresponds to the position of the driver 34 and only then the teeth come into engagement so far that the • torque can be transmitted.
  • the toothing can be designed such that, even if the throttle flap 6 is closed further than the position of the driver 34 in the event of failure of an electrical element, the toothing of the coupling element 66 can nevertheless engage the toothing of the driver 34. This means that the drive machine, not shown, can continue to be operated in this case almost without restriction. Is the toothing z. B.
  • the stub shaft 36 can also be designed to be rotatable relative to the driver 34 by a certain angle of rotation. This gives extended application possibilities, as described in the aforementioned application with the file number P 39 27 655.4.
  • the magnet housing 56 has a first end face 91
  • the throttle element housing 2 has a second end face 92.
  • the bearing bush 40 has a third end face 93, a fourth end face 94, a fifth end face 95 and a sixth end face 96.
  • the drive wheel 42 has a seventh end face 97 and the shoulder 30 has an eighth end face 98.
  • the end faces 91, 92, 94 and 96 point in the direction of the arrow 68.
  • the end faces 93, 95, 97 and 98 point counter to the arrow 68.
  • FIG. 2 shows a section across the second exemplary embodiment of the device according to the invention.
  • different parts of the device are not shown in the drawing in FIG. It is possible for a person skilled in the art to supplement this area as shown in FIG. 1 or in a known manner.
  • parts that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols.
  • the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 are largely constructed identically, which is why essentially only individual differences are referred to below.
  • FIG. 2 In contrast to FIG. 1, no mechanical emergency actuation of the throttle element 6 is shown in FIG.
  • the drive wheel 42 is driven by a pinion 105 driven by an electric motor.
  • the shoulder 30 is fixedly connected to the throttle valve shaft 10 of the throttle element 6 with the aid of a pin 106.
  • the tension spring 60 has largely the same shape in both exemplary embodiments and is also connected in the same manner to the shoulder 30 and to the coupling element 66 in both exemplary embodiments. For reasons of scale, this is shown somewhat more clearly in FIG.
  • the disk-shaped tension spring 60 is connected to the shoulder 30 at three points distributed uniformly over the circumference by means of rivets 108. At, for example, three further, staggered points, the tension spring 60 is firmly connected to the coupling element 66 or the armature 72.
  • the solenoid 54 in the second exemplary embodiment according to FIG. 2 is sufficiently energized, its magnetic force actuates the drive wheel 42, the armature 72, the coupling element 66 and, via the tension spring 60, also the shoulder 30 and thus also the throttle valve shaft 10 against arrow 68, to the bearing bush 40, which is preferably fixedly connected to the drive wheel 42, bears with its third end face 93 on the first end face 91 and the eighth end face 98 also bears against the sixth end face 96. If the drive wheel 42 is rotated with the aid of the pinion 105, then the third end face 93 rotates with respect to the first end face 91. Since the shoulder 30 is rotated together with the drive wheel 42, none occurs between the end faces 96, 98 in normal operation Relative motion.
  • the section shown by way of example in FIG. 2 can also be provided with an emergency actuation.
  • the emergency actuation is arranged on the first shaft end piece 12, which is not shown in FIG.
  • the magnet 52 is energized and the servomotor 74, not shown in FIG. 2, is connected to the throttle element 6 via the pinion 105, the drive wheel 42, the coupling element 66, the tension spring 60 and the shoulder 30.
  • the solenoid 54 is disconnected from the power supply and the servomotor 74 is uncoupled from the throttle element 6, so that the throttle element 6 can be actuated via the emergency actuation arranged on the second shaft end piece 14 (not shown in FIG. 2).
  • the magnet 52 is provided so that the magnet 52 can be switched off in the event of an electrical defect, e.g. B. for the purpose that the actuator 74 can no longer undesirably ' adjust the throttle body 6.
  • an emergency stop 110 can be used to ensure that the throttle valve shaft 10 does not move too far in the direction of arrow 68 if the magnetic force of the magnet 52 fails.
  • the emergency stop 110 is, for example, a tab connected to the housing 82.
  • the emergency stop 110 can also be, for example, a screw connected to the housing 82, which has the end face of the end face 15 of the first shaft end piece 12. The screw can also be connected to a cover of the housing 82. Since a failure of the magnetic force 52 is almost never to be expected, a certain axial play of the throttle valve shaft 10 can easily be permitted for this case, which is almost never the case.
  • the housing stop is, for example, the first end face 91 and / or the second end face 92 and / or fourth end face 94 and / or the sixth end face 96.
  • the throttle element arrangement is also depending on the structural design of the proposed device for example, beat the third face 93 and / or the fifth face 95 and / or the seventh face 97 and / or the eighth face 98.
  • the magnet 52 is necessary in order to couple the servomotor 74 to the throttle element 6 via the drive wheel 42, the coupling element 66, the tension spring 60 and via the shoulder 30.
  • the axial throttle element 9, in particular the throttle valve 9, is positioned correctly and without play relative to the throttle element housing 2.
  • the throttle valve shaft 10 is actuated in the axial direction with the aid of the magnet 52 against the intended housing stop.
  • the magnet 52 is necessary anyway for the transmission of the torque.
  • the axial position of the throttle element 6 is defined precisely and without play, without the need for a separate component.
  • the emergency stop 27 with the safety disk 26 or the emergency stop 110 only come in an emergency, i. H. almost never used. In the device according to the invention, the emergency stop 27, 110 can also be omitted.

Description

Einrichtung mit einem eine Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Drosselorαan
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem eine Leistung einer Antriebsmaschine bestimmen¬ den Drosselorgan.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein drehbares Drosselorgan gegen ein sehr ungewünschtes Verschieben des Drosselorgans in Richtung parallel seiner Drehachse zu verhindern.
Es ist zum Beispiel möglich, eine Feder vorzusehen, welche zwischen einem Gehäuse und dem Drosselorgan in axialer Richtung auf das Drosselorgan wirkt, mit dem Bestreben, einen Absatz des Drosselor- gangs gegen einen Absatz am Gehäuse zu betätigen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß eine zusätzliche Feder benötigt wird und, daß zwischen dieser Feder und dem drehbaren Drosselorgan eine zusätz¬ liche Reibung entsteht. Daneben ist es auch bekannt, an der Welle, an der das Drosselorgan gelagert ist, einen Einstich vorzusehen und an dem Drosselorgange¬ häuse eine Lasche zu befestigen, welche in diesem Einstich eingreift und somit die Welle des Drosselorgans gegen axiales Verschieben sichert. Dies hat jedoch den Nachteil, daß, um Klemmer zu vermeiden, die Sicherung dieser Welle nicht spielfrei erfolgen kann. Dies ist besonders nachteilig, weil entsprechend diesem axialen Spiel ein erhöhter Leckluftspalt zwischen der Drosselklappe und dem Drossel¬ organgehäuse vorgesehen sein muß. Desweiteren ergibt sich, falls über die Drosselklappenwelle ein Potentiometer betätigt wird, eine nachteilige Wirkung auf die Lebensdauer und Betriebssicherheit dieses Potentiometers. Ein möglichst geringer Leckluftspalt zwischen der Drosselklappe und dem Drosselorgangehäuse ist für das Betriebs¬ verhalten der- Einrichtung von ausschlaggebender Bedeutung.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptan¬ spruchs hat demgegenüber insbesondere den Vorteil, daß die Lage des Drosselorgans gegenüber dem Drosselorgangehäuse in Richtung parallel zur Drehachse exakt, insbesondere auch spielfrei, definiert ist. Zur exakten Festlegung der Lage des Drosselorgans in Richtung der Dreh¬ achse ist keinerlei separates Bauteil erforderlich. Ein Leckluft¬ spalt zwischen dem Drosselorgan und dem Drosselorgangeh use kann durch vorteilhafte, enge Toleranzauswahl sehr klein gehalten werden.
Häufig wird die Drehlage des Drosselorgans mit Hilfe eines Potentio¬ meters gemessen. Die in axialer Richtung spielfreie Lagerung wirkt sich auch positiv auf die Funktionssicherheit und Lebensdauer dieses Potentiometers aus. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der angegebenen Ein¬ richtung möglich.
Insbesondere durch die vorgeschlagene Anordnung des Antriebsrades, des Magneten und des Ankers ergibt sich eine einfache, robuste, kleinbauende, langlebige, funktionssichere und zuverlässige Bauweise.
Ist die Einrichtung so ausgebildet, daß auch bei Ausfall zum Bei¬ spiel der Magnetkraft, was zum Beispiel bei einem Ausfall eines Stellmotors vorgesehen ist, eine Kopplung des Drosselorgans mit einer Notbetätigungseinrichtung entsteht, so ist auch bei Ausfall von elektrischen Komponenten ein Weiterbetreiben der Einrichtung gewährleitstet.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen je ein Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ein¬ richtung mit einem Drosselorgan soll anhand zweier Ausführungsbei- spiele und mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann verwendet werden, um die Leistung der Antriebsmaschine zu steuern. Obwohl nicht allein darauf begrenzt, wird in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Fahrzeug mit einem Otto-Motor als Antriebsma¬ schine und mit einer an einer Drosselklappenwelle befestigten Dros¬ selklappe als Drosselorgan eingebaut sei. Die erfindungsgemäße Ein¬ richtung kann jedoch auch bei stationär aufgestellten Maschinen Verwendung finden und auch wenn die Antriebsmaschine ein Diesel¬ motor, ein Elektromotor usw. ist.
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt quer durch die erfindungsgemäße Einrichtung. Um Platz zu sparen, ist ein mittlerer Bereich der Einrichtung zeichnerisch nicht dargestellt. Dem Fachmann ist es mög¬ lich, diesen Bereich in bekannter Weise zu ergänzen.
Dargestellt ist ein Drosselorgangehäuse 2 mit einem um eine Dreh¬ achse 4 schwenkbar gelagerten Drosselorgan 6. Senkrecht zur .darge¬ stellten Schnittebene verläuft ein Saugrohr 8 mit einer Saugrohr¬ wandung. Das Drosselorgan 6 umfaßt in dem dargestellten Ausführungs¬ beispiel eine Drosselklappe 9 und eine Drosselklappenwelle 10. Die Drosselklappenwelle 10 verläuft zentrisch zur Drehachse 4 quer durch das Saugrohr 8. An der Drosselklappenwelle 10 ist die Drosselklappe 9 befestigt. Durch Drehen der Drosselklappenwelle 10 mit der Dros¬ selklappe 9 um die Drehachse 4 kann ein freier Querschnitt des Saug¬ rohres 8 innerhalb der Saugrohrwandung verändert werden.
Die Drosselklappenwelle 10 ragt auf zwei Seiten durch die Saugrohr¬ wandung über das Saugrohr 8 hinaus. Auf der einen Seite ragt die Drosselklappenwelle 10 mit einem ersten Wellenendstück 12 und auf der anderen Seite ragt die Drosselklappenwelle 10 mit einem zweiten Wellenendstück 14 über die Saugrohrwandung hinaus. Die Drossel¬ klappenwelle 10 endet auf der Seite des ersten Wellenendstücks 12 mit einer Stirnseite 15. Das Wellenendstück 12 ist innerhalb des Drosselorgangehäuses 2 im Bereich des Durchtritts durch die Saugrohr- wandung des Saugrohrs 8 mit Hilfe eines Lagerelements 16 drehbar gelagert und mit Hilfe einer Dichtung 18 abgedichtet. Das Wellenend¬ stück 14 ist innerhalb des Drosselorgangehäuses 2 im Bereich des Durchtritts durch die Saugrohrwandung mit Hilfe eines Lagerelements 17 gelagert und durch eine Dichtung 19 abgedichtet.
An dem zweiten Wellenendstück 14 der Drosselklappenwelle 10 befindet sich ein Potentiometer 20. Das Potentiometer 20 umfaßt eine Leiter¬ platte 21 und einen Schleifer 22. Die Leiterplatte 21 ist mit dem Drosselorgangehäuse 2 fest verbunden. Der Schleifer 22 ist an dem zweiten Wellenendstück 14 der Drosselklappenwelle 10 befestigt. Bei Drehung des Drosselorgans 6 fährt der Schleifer 22 entlang einer auf der Leiterplatte 21 vorgesehenen Widerstandsbahn. Mit Hilfe des Potentiometers 20 kann als Istwert ein augenblicklicher Drehw.inkel des Drosselorgans 6 ermittelt werden.
Im Bereich des zweiten Wellenendstücks 14 befindet sich eine Rück¬ holfeder 24. Die Rückholfeder 24 wirkt mit einem Ende auf das Dros- selorgangehäuse 2 und mit einem anderen Ende über das zweite Wellen¬ endstück 14 auf die Drosselklappenwelle 10 in Schließrichtung. Die Rückholfeder 24 ist eine schraubenförmig gewundene Biegefeder.
Am zweiten Wellenendstück 14 des Drosselorgans 6 ist ein Einstich 25 vorgesehen. In den Einstich 25 ist eine Sicherungsscheibe 26 einge¬ legt. An dem Drosselorgangehäuse 2 ist ein Notanschlag 27 vorge¬ sehen. Mit Hilfe der SieherungsScheibe 26 und des Notanschlags 27 wird verhindert, daß das zweite Wellenendstück 14 zu weit in Richtung parallel zur Drehachse 4 in Richtung des Saugrohres 8 ein¬ taucht. Der Notanschlag 27 kann direkt am Drosselorgangehäuse 2 vorgesehen sein, er kann aber auch, wie bildlich dargestellt, an dem Lagerelement 17 vorgesehen sein. Das Lagerelement 17 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgeführt, daß es auch Axial¬ kräfte von der Sicherungsscheibe 26 in dem Einstich 25 auf das Dros¬ selorgangehäuse 2 übertragen kann. Zwischen der SieherungsScheibe 26 und dem Notanschlag 27 ist ein geringes axiales Spiel 28 zweckmäßig.
Ein abgestuft ausgebildeter, weitgehend rotationssymmetrischer Ab¬ satz 30 ist mit dem ersten Wellenendstück 12 fest verbunden. Der Ab¬ satz 30 befindet sich außerhalb der Saugrohrwandung des Saugrohrs 8. Auf der dem Saugrohr 8 abgewandten Seite des Absatzes 30 ist auf dem ersten Wellenendstück 12 ein Mitnehmer 34 mit Hilfe eines weiteren Lagerelements 33 oder mehrerer Lagerelemente 33 drehbar gelagert.
Der Mitnehmer 34 ist weitgehend rotationssymmetrisch und ragt axial über das erste Wellenendstück 12 hinaus. An den Mitnehmer 34 ist ein Kragen 35 angeformt. In radialer Richtung überragt der Kragen 35 den Absatz 30. Innerhalb eines über das Wellenendstück 12 hinausragenden Teils des Mitnehmers 34 und fluchtend zu der Drosselklappenwelle 10 ist in den Mitnehmer 34 ein Wellenstummel 36 eingepreßt.
An dem Drosselorgangehäuse 2 ist ein rohrförmiges, abgestuftes Ge¬ häuseteil 38 angeformt. An der Innenseite des Gehäuseteils 38 be¬ findet sich das Lagerelement 16 und die Dichtung 18 zur Lagerung und Abdichtung des ersten Wellenendstücks 12 der Drosselklappenwelle 10. An einem Außenmantel des rohrförmigen Gehäuseteils 38 ist eine Lagerbuchse 40 angeordnet. Die Lagerbuchse 40 dient unter anderem dazu, ein Antriebsrad 42 auf dem Gehäuseteil 38, d. h. gegenüber dem Drosselorgangehäuse 2 frei drehbar zu lagern. Das Antriebsrad 42 ist konzentrisch zu der Drosselklappenwelle 10 gelagert. Die Lagerbuchse 40 ermöglicht eine verschleißarme und reibungsarme Verdrehbarkeit des Antriebsrades 42 gegenüber dem Drosselorgangehäuse 2. Die Lager¬ buchse 40 kann zum Beispiel ein Rollenlager oder ein Gleitlager sein. - 7
Das Antriebsrad 42 kann unterteilt werden in einen inneren rohr¬ förmigen Teil 44, in einen äußeren rohrförmgen Teil 46, in einen dritten rohrförmigen Teil 48 und in einen im wesentlichen radial verlaufenden Teil 50. Der Teil 50 des Antriebsrades 42 verbindet die beiden rohrförmigen Teile 44, 46 miteinander. Die beiden rohr¬ förmigen Teile 44, 46 sind auf der dem Saugrohr 8 zugewandten Seite des radial verlaufenden Teils 50 angeordnet. Der dritte rohrför ige Teil 48 des Antriebsrades 42 befindet sich am radial verlaufenden Teil 50 auf der dem Saugrohr 8 abgewandten Seite. In einen zylin¬ drischen Zwischenraum zwischen dem inneren rohrförmigen Teil 44 und dem äußeren rohrförmigen Teil 46 des Antriebsrades 42 taucht ein Magnet 52 ein. Der Magnet 52 ist ein Elektromagnet und umfaßt eine Magnetspule 54 und ein Magnetgeh use 56. Der Magnet 52 ist über das Magnetgeh use 56 mit dem Drosselorgangeh use 2 fest verbunder Das Magnetgehäuse 56 umgibt die ringförmige Magnetspule 54 auf drei Seiten. Das Magnetgeh use 56 besteht aus einem magnetisch leitenden Material und ist auf der dem radial verlaufenden Teil 50 des An¬ triebsrades 52 zugewandten Seite offen. Zwischen dem inneren rohr¬ förmigen Teil 44 des Antriebsrades 42 und dem Magneten 52 be¬ ziehungsweise zwischen diesem und dem äußeren rohrförmigen Teil 46 vorhandene radiale Spiele sind zweckmäßigerweise ziemlich klein. Auch ein Abstand in axialer Richtung zwischen dem radial verlaufen¬ den Teil 50 des Antriebsrades 42 und dem Magneten 52 ist ebenfalls vorteilhafterweise ziemlich klein. Kleine Spiele und ein kleiner Abstand begünstigen einen Übergang eines Magnetflusses zwischen dem Magneten 52 und dem Antriebsrad 42. Der Absatz 30 hat eine dem Saugrohr 8 zugewandte Stirnseite 58. In axialer Richtung betrachtet ist der radiale Teil 50 des Antriebs¬ rades 42 so angeordnet, daß sich der Teil 50 auf der Stirnseite 58 des Absatzes 30 befindet. An der dem radialen Teil 50 des Antriebs¬ rades 42 zugewandten Stirnseite 58 des mit der Drosselklappenwelle 10 verbundenen Absatzes 30 ist eine Spannfeder 60 angeordnet. Die Spannfeder 60 hat die Form einer ringförmigen, flachen Scheibe. Die Spannfeder 60 ist in Abständen von zum Beispiel 60° an einzelnen Stellen mit der Stirnseite 58 des Absatzes 30 verbunden. Zwischen diesen Punkten ist die Spannfeder 60 an weiteren Punkten mit einem Kupplungselement 66 fest verbunden. In der Zeichnung ist ein Pfeil 68 dargestellt. Der Pfeil 68 verläuft parallel zur Drehachse 4 und weist aus der Richtung des zweiten Wellenendstückes 14 in Richtung des ersten Wellenendstückes 12 beziehungsweise darüber hinaus. Wird das Kupplungselement 66 entgegen dem Pfeil 68 weg vom Absatz 30 betätigt, so wirkt die Spannfeder 60 auf das Kupplungselement 66 in Richtung des Pfeiles 68.
Über die scheibenförmige Spannfeder 60 kann in vorteilhafter Weise auch ein Drehmoment zwischen dem Kupplungselement 66 und dem Absatz 30 übertragen werden. Das Kupplungselement 66 überragt den Absatz 30 in radialer Richtung. An den überragenden Teil des Kupplungsele¬ mentes 66 ist ein Bund 67 angeformt. Der Bund 67 erstreckt sich in Richtung des Pfeiles 68 so weit, daß bei in Pfeilrichtung 68 be¬ tätigtem Kupplungselement 66 der Bund 67 an dem Kragen 35 des Mit¬ nehmers 34 zur Anlage kommt. Der innere rohrförmige Teil 44 und der äußere rohrförmige Teil 46 und gegebenenfalls auch noch ein Teilabschnitt des radialen Teils 50 des Antriebsrades 42 besteht aus einem magnetisch leitfähigen Material. Mindestens ein Teilbereich 71 des radialen Teils 50 zwischen den beiden rohrförmigen Teilen 44, 46 des Antriebsrades 42 besteht aus einem nicht magnetisch leitfähigen Material. Damit ist sichergestellt, daß ein Magnetfluß in den beiden rohrförmigen Teilen 44, 46 nicht durch den radialen Teil 50 des Antriebsrades 42 kurz¬ geschlossen wird. Das Kupplungselement 66 befindet sich mindestens teilweise, vorzugsweise aber vollständig innerhalb des Antriebsrades 42 auf der dem Magneten 52 abgewandten Seite des radialen Teils 50 des Antriebsrades 42.
Auch der Absatz 30 befindet sich vorteilhafterweise mindestens teil¬ weise innerhalb des Antriebsrades 42. In radialer Richtung be¬ trachtet überlappt das Kupplungselement 66 den radialen Teil 50 des Antriebsrades 42 mindestens teilweise. Bei nicht bestromtem Magneten 52 besteht in axialer Richtung ein Abstand zwischen dem Kupplungs¬ element 66 und dem radialen Teil 50 des Antriebsrades 42.
Bei bestromter Magnetspule 54 des Magneten 52 ergibt sich ein Magnetfluß durch einen Teil des Magnetgehäuses 56, durch die schmalen Spalte zwischen dem Magnetgehäuse 56 und den rohrförmigen Teilen 44, 46 des Antriebsrades 42 und durch die rohrförmigen Teile 44, 46. Wegen dem nicht magnetisch leitfähigen Teilbereich 71 des radialen Teiles 50 verläuft der Magnetfluß durch das Kupplungsele¬ ment 66. Dies ergibt bei bestromtem Magneten 52 eine Magnetkraft auf das Kupplungselement 66 entgegen dem Pfeil 68. Mindestens ein Teil- bereich des Kupplungselementes 66 bildet somit einen Anker 72 für den Magneten 52, und mindestens einzelne Teile 44, 46, 50 des An¬ triebsrades 42 dienen mindestens teilweise als Polschuhe für den Magneten 52. Bei ausreichend bestromtem Magneten 52 wird das Kupplungselement 66 gegen den radialen Teil 50 des Antriebsrades 42 betätigt und es kann ein Drehmoment zwischen dem Antriebsrad 42 und dem Kupplungselement 66 übertragen werden. Bei nichtbestromtem Magneten 52 verschiebt die Spannfeder 60 den Bund 67 des Kupplungs¬ elementes 66 gegen den Kragen 35 des Mitnehmers 34. Ist das Kupplungselement 66 in diese Verschieberichtung verschoben, dann kann ein Drehmoment zwischen dem Mitnehmer 34 und dem Kupplungsele¬ ment 66 übertragen werden.
Seitlich vom Drosselorgangehäuse 2 ist ein Stellmotor 74 mit einem Rotor angeordnet. Ein Ende des Rotors ist als Riemenscheibe 76 aus¬ gebildet. Die Riemenscheibe 76 des Stellmotors 74 und der dritte rohrförmige Teil 48 des Antriebsrades 42 sind über einen Riemen 78 miteinander verbunden. Durch ein federndes Spannrad 79 kann eine notwendige Spannung in dem Riemen 78 eingestellt werden. Der Riemen 78 kann z. B. ein Keilriemen, ein Zahnriemen, eine Kette usw. sein; auch ein Gestänge oder ein Zahnradgetriebe ist möglich. Bei aus¬ reichend bestromtem Magneten 52 arbeitet die erfindungsge äße Ein¬ richtung in einem ersten Funktionszustand. Ist der Magnet 52 nicht bestromt, so arbeitet die Einrichtung in einem zweiten Funktionszu-* stand. Der erste Funktionszustand ist bei den meisten Anwendungs- fallen der Normalfall. Ein Übergang in den zweiten Funktionszustand erfolgt bei Ausfall eines elektrischen Elementes. Er stellt sicher, daß auch bei Ausfall eines beliebigen, im ersten Funktionszustand notwendigen, elektrischen Elementes die erfindungsgemäße Einrichtung mit Hilfe der Notbetätigung nahezu ohne Einschränkungen weiterver¬ wendet werden kann. Im ersten Funktionszustand kann über den Riemen 78 eine Schwenkbe¬ wegung der Riemenscheibe 76 des Stellmotors 74 über das Antriebsrad 42, über das Kupplungselement 66, über die Spannfeder 60, über den- Absatz 30, über die Drosselklappenwelle 10 auf die Drosselklappe 9 übertragen werden.
Im zweiten Funktionszustand ist das Kupplungselement 66 in Richtung des Pfeiles 68 verschoben und es kann eine Schwenkbewegung des Wellenstummels 36 über den Mitnehmer 34, über den Kragen 35 des Mitnehmers 34 und über den Bund 67 des Kupplungselementes 66 auf das Kupplungselement 66 und von dort über die Spannfeder 60 auf den Absatz 30 und über die Drosselklappenwelle 10 auf die Drosselklappe 9 übertragen werden.
Ein Gehäuse 82 ist Bestand der erfindungsgemäßen Einrichtung, und es ragen aus dem Gehäuse 82 im wesentlichen nur ein Anschlußkabel 84 und ein Ende des Wellenstummels 36 heraus.
An dem aus dem' Gehäuse 82 herausragenden Ende des Wellenstummels 36 kann ein nicht dargestelltes Gaspedal über einen nicht dargestellten Gaszug angelenkt sein. Damit kann im zweiten Funktionszustand jede Bewegung des Gaspedals auf die Drosselklappe 9 übertragen werden. Mit Hilfe einer nicht dargestellten elektrischen Steuereinrichtung kann über das Kabel 84 der Stellmotor 74 angesteuert werden. Über das Potentiometer 20 wird der Drehwinkel der Drosselklappe 9 kon¬ trolliert und der Steuereinrichtung mitgeteilt. Über den Stellmotor 74 kann die Drosselklappe 9 im ersten Funktionszustand so lange verstellt werden, bis der von dem Potentiometer 20 ermittelte Ist¬ wert einem gewünschten Sollwert entspricht. Die nicht dargestellte Steuereinrichtung kann sich innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 82 befinden. Die dem Kupplungselement 66 zugewandte Seite des radialen Teils 50 des Antriebsrades 42 hat z. B. eine mehr oder weniger rauhe Ober¬ fläche und die daran zur Anlage kommende Seite des Kupplungsele¬ mentes 66 hat ebenfalls eine mehr oder weniger rauhe Oberfläche, so daß jedes erforderliche Drehmoment übertragen werden kann. Statt der rauhen Oberflächen können auch Zahnungen vorgesehen sein, so daß die reibkraftschlüssige Verbindung z. B. durch eine formschlüssige Ver¬ bindung ersetzt wird. Die Stelle des Bunds 67 des Kupplungselementes 66 und die Stelle des Kragens 35 des Mitnehmers 34, an denen sich diese beiden Teile berühren, kann mit je einer Zahnung versehen sein, so daß das erforderliche Drehmoment von dem Mitnehmer 34 auf das Kup lungselement 66 übertragen werden kann. Die Zahnung des Mitnehmers 34 und des Kupplungselementes 66 kann so ausgebildet sein, daß, falls ein elektrisches Element ausfällt, während die Drosselklappe 9 weiter geöffnet ist als es der Stellung des Mit¬ nehmers 34 entspricht, die Drosselklappe 9 durch die Rückholfeder 24 so weit geschlossen werden kann, bis die Stellung der Drosselklappe 9 ebenfalls der Stellung des Mitnehmers 34 entspricht und erst dann die Zahnung so weit in Eingriff kommt, daß das•Drehmoment übertragen werden kann. Die Zahnung kann darüberhinaus so ausgeführt sein, daß, auch wenn bei Ausfall eines elektrischen Elementes die Drosselklappe 6 weiter geschlossen ist, als es der Position des Mitnehmers 34 entspricht, die Zahnung des Kupplungselementes 66 trotzdem in Ein¬ griff kommen kann mit der Zahnung des Mitnehmers 34. Damit ist ein Weiterbetreiben der nicht dargestellten Antriebsmaschine auch in diesem Fall nahezu ohne Einschränkung möglich. Ist die Zahnung z. B. schräg ausgeführt, so steht nach einer Übergangsphase wieder die gesamte Leistung der Antriebsmaschine zur Verfügung. Insbesondere auch die vorteilhafte Gestaltung der Stelle, an der das Kupplungs¬ element 66 in Eingriff kommt mit dem Mitnehmer 34, ist ausführlich beschrieben in einer Anmeldung mit dem Titel "Einrichtung zum Über¬ tragen einer Stellposition eines Bedienelementes", die am Prioritätstag (22. August 1989) vorliegender Anmeldung beim Deutschen Patentamt angemeldet worden ist und das Aktenzeichen P 39 27 655.4 erhalten hat. Der Übersichtlichkeit wegen wird in dieser Anmeldung auf das dort Geschriebene verwiesen und hier auf eine Wiederholung verzichtet. Das dort Geschriebene gilt in vollem Umfang auch bei vorliegender Anmeldung.
Der Wellenstummel 36 kann auch gegenüber dem Mitnehmer 34 um einen bestimmten Drehwinkel verdrehbar ausgeführt sein. Damit erhält man erweiterte Anwendungsmöglichkeiten, so wie es in der genannten An¬ meldung mit dem Aktenzeichen P 39 27 655.4 beschrieben ist.
Das Magnetgehäuse 56 hat eine erste Stirnseite 91, und das Drossel¬ organgehäuse 2 hat eine zweite Stirnseite 92. Die Lagerbuchse 40 weist eine dritte Stirnseite 93, eine vierte Stirnseite 94, eine fünfte Stirnseite 95 und eine sechste Stirnseite 96 auf. Das An¬ triebsrad 42 besitzt eine siebte Stirnseite 97 und der Absatz 30 hat eine achte Stirnseite 98. Die Stirnseiten 91, 92, 94 und 96 weisen in Richtung des Pfeiles 68. Die Stirnseiten 93, 95, 97 und 98 weisen entgegen Pfeil 68.
Es besteht die Möglichkeit, die Lagerbuchse 40 fest mit dem An¬ triebsrad 42 zu verbinden. Bei ausreichend bestromter Magnetspule 54 zieht der Magnet 52 über das Antriebsrad 42, über den Anker 72 und über die Spannfeder 60 den Absatz 30 und damit auch die Drosselklap¬ penwelle 10 und die Drosselklappe 9 entgegen Pfeil 68. Auch das An¬ triebsrad 42 wird entgegen Pfeil 68 betätigt. Der Absatz 30 drückt über die achte Stirnseite 98 und die sechste Stirnseite 96 auf die Lagerbuchse 40 und über die dritte Stirnseite 93 der Lagerbuchse 40 auf die erste Stirnseite 91 und damit auf das Drosselorgangehäuse 2 entgegen Pfeil 68. Damit ist die axiale Lage des Absatzes 30, der Drosselklappenwelle 10 und der Drosselklappe 9 gegenüber dem Dros¬ selorgangehäuse 2 exakt, daß heißt insbesondere spielfrei festge¬ legt. Darüberhinaus ergibt sich auch eine spielfreie Festlegung der Lage des Antriebsrades 42 in Richtung der Drehachse 4. Es ist auch möglich, daß Gehäuseteil 38 in Richtung des Pfeils 68 so weit zu verlängern, daß bei bestromtem Magneten 52 die fünfte Stirn¬ seite 95 der Lagerbuchse 40 direkt an dem Gehäuseteil 38 und damit an dem Drosselorgangehäuse 2 anliegt. Auch auf diese Weise läßt sich die Lage des Drosselorgans 6 in Richtung der Drehachse 4 spielfrei festlegen.
Es ist auch möglich, die Lagerbuchse 40 nicht mit dem Antriebsrad 42 sondern mit dem Gehäuseteil 38 des Drosselorgangehäuses 2 fest zu verbinden. Auch in diesem Fall ist bei ausreichender Magnetkraft des Magneten 52 über die achte Stirnseite 98 des Absatzes 30 und die sechste Stirnseite 96 der Lagerbuchse 40 die Lage des Absatzes 30 und damit des Drosselorgans 6 in axialer Richtung exakt, das heißt, insbesondere spielfrei festgelegt.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt quer durch das zweite Ausführungs¬ beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Um Platz zu sparen, sind in der Figur 2 verschiedene Teile der Einrichtung zeichnerisch nicht dargestellt. Dem Fachmann ist es möglich, diesen Bereich wie in Figur 1 dargestellt oder in bekannter Weise zu ergänzen. In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Be¬ zugszeichen versehen. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aus¬ führungsbeispiele sind weitgehend gleich aufgebaut, weshalb nach¬ folgend im wesentlichen nur auf einzelne Unterschiede hingewiesen wird.
Im Gegensatz zu Figur 1 ist in Figur 2 keine mechanische Notbe¬ tätigung des Drosselorgans 6 dargestellt. In Figur 2 wird das An¬ triebsrad 42 über ein elektromotorisch getriebenes Ritzel 105 an¬ getrieben. Der Absatz 30 ist mit Hilfe eines Stiftes 106 mit der Drosselklappenwelle 10 des Drosselorgans 6 fest verbunden. Die Spannfeder 60 hat in beiden Ausführungsbeispielen die weitgehend gleiche Form und ist auch in beiden Ausführungsbeispielen mit dem Absatz 30 und mit dem Kupplungselement 66 in gleicher Weise ver¬ bunden. Aus Maßstabsgründen ist dies in der Figur 2 etwas deutlicher dargestellt. Die scheibenförmige Spannfeder 60 ist an drei über den Umfang gleichmäßig verteilen Punkten mit Hilfe von Nieten 108 mit dem Absatz 30 verbunden. An zum Beispiel drei weiteren, versetzt angeordneten Punkten ist die Spannfeder 60 mit dem Kupplungselement 66 beziehungsweise dem Anker 72 fest verbunden.
Ist die Magnetspule 54 im zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ausreichend bestromt, so betätigt deren Magnetkraft das Antriebsrad 42, den Anker 72, das Kupplungselement 66 und über die Spannfeder 60 auch den Absatz 30 und damit auch die Drosselklappenwelle 10 ent¬ gegen Pfeil 68, bis die vorzugsweise fest mit dem Antriebsrad 42 verbundene Lagerbuchse 40 mit ihrer dritten Stirnseite 93 an der ersten Stirnseite 91 anliegt und es liegt auch die achte Stirnseite 98 an der sechsten Stirnseite 96 an. Wird das Antriebsrad 42 mit Hilfe des Ritzels 105 gedreht, dann verdreht sich die dritte Stirn¬ seite 93 gegenüber der ersten Stirnseite 91. Da der Absatz 30 zu¬ sammen mit dem Antriebsrad 42 gedreht wird, entsteht zwischen den Stirnseiten 96, 98 im Normalbetrieb keine Relativbewegung.
Die in Figur 2 ausschnittsweise, beispielhaft dargestellte Ein¬ richtung kann ebenfalls mit einer Notbetätigung versehen sein. Die Notbetätigung ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem in Figur 2 nicht dargestellten ersten Wellenendstück 12 de- -osselklappenwelle 10 angeordnet. Im ersten Funktionszustand (Normalbetrieb) ist der Magnet 52 be¬ stromt und der in Figur 2 nicht dargestellte Stellmotor 74 ist über das Ritzel 105, das Antriebsrad 42, das Kupplungselement 66, die Spannfeder 60 und den Absatz 30 mit dem Drosselorgan 6 verbunden. Bei Ausfall z.B. des Stellmotors 74 wird die Magnetspule 54 strom¬ losgeschaltet und der Stellmotor 74 ist vom Drosselorgan 6 abge¬ koppelt, so daß das Drosselorgan 6 über die in Figur 2 am nicht dar¬ gestellten zweiten Wellenendstück 14 angeordnete Notbetätigung betätigbar ist.
Ist keine mechanische Notbetätigung eingebaut, so ist der Magnet 52 dafür vorgesehen, daß im Falle eines elektrischen Defektes der Magnet 52 abgeschaltet werden kann, z. B. zu dem Zweck, daß der Stellmotor 74 nicht mehr in unerwünschter' Weise das Drosselorgan 6 verstellen kann.
Ist bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Notbe¬ tätigung vorgesehen, so kann mit Hilfe eines Notanschlags 110 dafür gesorgt werden, daß bei Ausfall der Magnetkraft des Magneten 52, die Drosselklappenwelle 10 nicht zu weit in Pfeilrichtung 68 sich be¬ wegt. Der Notanschlag 110 ist zum Beispiel eine mit dem Gehäuse 82 verbundene Lasche. Der Notanschlag 110 kann aber auch zum Beispiel eine mit dem Gehäuse 82 verbundene Schraube sein, welche mit ihrer Stirnseite stirnseitig auf die Stirnseite 15 des ersten Wellenend¬ stücks 12 weist. Die Schraube kann auch mit einem Deckel des Ge¬ häuses 82 verbunden sein. Da so gut wie nie mit einem Ausfall der Magnetkraft 52 zu rechnen ist, kann für diesen so gut wie nie vor¬ kommenden Fall problemlos ein gewisses axiales Spiel der Drossel¬ klappenwelle 10 zugelassen sein. Deshalb ist es auch möglich, zwischen der in Richtung des Pfeiles 68 weisenden Stirnseite 15 des Wellenendstücks 12 und dem Notanschlag 110 ein mehr oder weniger großes axiales Spiel 112 zuzulassen. Das gleiche gilt auch für das anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschriebene axiale Spiel 28. Die in den Figuren 1 und 2 beispielhaft dargestellte Einrichtung arbeitet so gut wie immer im ersten Funktionszustand (Normal¬ betrieb) . Im ersten Funktionszustand ist sichergestellt, daß die Lage des Drosselorgans 6, d. h. der Drosselklappenwelle 10 und der Drosselklappe 9 in Richtung parallel zur Drehachse 4 exakt und spielfrei festlegbar ist. Dies geschieht dadurch, daß ein Drossel¬ organanschlag des Drosselorgans 6 mit Hilfe der Magnetkraft des Magneten 52 an einem Gehäuseanschlag des Drosselorgangehäuses 2 spielfrei anliegt. Je nach konstruktiver Ausgestaltung der Einrich¬ tung ist der Gehäuseanschlag zum Beispiel die erste Stirnseite 91 und/oder die zweite Stirnseite 92 und/oder vierte Stirnseite 94 und/oder die sechste Stirnseite 96. Ebenfalls je nach konstruktiver Gestaltung der vorgeschlagenen Einrichtung ist der Drosselorganan¬ schlag zum Beispiel die dritte Stirnseite 93 und/oder die fünfte Stirnseite 95 und/oder die siebte Stirnseite 97 und/oder die achte Stirnseite 98.
Bei der beschriebenen Einrichtung ist der Magnet 52 notwendig, um den Stellmotor 74 über das Antriebsrad 42, das Kupplungselement 66, die Spannfeder 60 und über den Absatz 30 mit dem Drosselorgan 6 zu koppeln. Daneben, d. h. ohne daß es eines zusätzlichen Bauteils bedarf, ist, sofern die zur Übertragung der Drehmomente notwendigen Bauteile wie beschrieben angeordnet sind, eine einwandfreie, spiel¬ freie axiale Positionierung des Drosselorgans 9, insbesondere der Drosselklappe 9, gegenüber dem Drosselorgangehäuse 2 sichergestellt.
Bei der vorgeschlagenen Einrichtung wird in erfinderischer Weise die Drosselklappenwelle 10 in axialer Richtung mit Hilfe des Magneten 52 gegen den vorgesehenen Gehäuseanschlag betätigt. Der Magnet 52 ist zwecks Übertragung des Drehmomentes sowieso notwendig. Die axiale Lage des Drosselorgans 6 wird exakt und spielfrei definiert, ohne daß hierfür ein separates Bauteil erforderlich ist. Der Notanschlag 27 mit der SieherungsScheibe 26 bzw. der Notanschlag 110 kommen nur im Notfall, d. h. so gut wie nie, zum Einsatz. Bei der erfindungs¬ gemäßen Einrichtung kann der Notanschlag 27, 110 auch entfallen.

Claims

Ansprüche
1. Einrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem eine Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden, gegenüber einem Drosselorgange¬ häuse (2) um eine Drehachse (4) verdrehbaren Drosselorgan (6), ferner mit einem eine Magnetkraft erzeugenden Magneten (52), dessen Magnetkraft einerseits das Drosselorgangehäuse (2) und andererseits das Drosselorgan (6) beaufschlagt im Sinne einer Betätigung eines Drosselorgananschlags (93, 95, 97, 98) des Drosselorgans (6) in einer ersten Richtung (entgegen Pfeil 68) parallel zur Drehachse (4) gegen einen Gehäuseanschlag (91, 92, 94, 96) des Drosselorgan¬ gehäuses (2).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betätigung des Drosselorgans (6) in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung (in Richtung des Pfeiles 68) parallel zur Drehachse (4), ein zweiter Drosselorgananschlag an einem zweiten Gehäuseanschlag (Notanschlag 27, 110) zur Anlage kommen kann.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (52) mit dem Drosselorgangehäuse (2) verbunden ist, wobei die Magnetkraft über einen mit dem Drosselorgan (6) verbundenen Anker (72) das Drosselorgan (6) beaufschlagt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (72) über eine Spannfeder (60) mit dem Drosselorgan (6) ver¬ bunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Magneten (52) und dem Anker (72) ein Antriebsrad (42) vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkraft den Anker (72) beaufschlagt zwecks Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Drosselorgan (6) und dem Antriebsrad (42).
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Drehmoments über den Anker (72) erfolgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall der Magnetkraft eine Kopplung des Drosselorgans (6) mit einer Notbetätigungseinrichtung (34, 36) entsteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung über den Anker (72) erfolgt.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein Magnetfluß des Magneten (52) durch mindestens einen Teil des Antriebsrades (42) auf den Anker (72) geleitet wird.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Antriebsrades (42) mindestens einen Teil von Polschuhen des Magneten (52) bildet.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Anker (72) mindestens teilweise innerhalb des Antriebsrades (42) angeordnet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Magnet (52) mindestens teilweise von dem Antriebs¬ rad (42) umhüllt ist.
EP19900912026 1989-08-22 1990-08-10 Einrichtung mit einem eine leistung einer antriebsmaschine bestimmenden drosselorgan Withdrawn EP0439577A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3927654 1989-08-22
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