EP0968359B1 - Lastverstellvorrichtung - Google Patents

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EP0968359B1
EP0968359B1 EP98906934A EP98906934A EP0968359B1 EP 0968359 B1 EP0968359 B1 EP 0968359B1 EP 98906934 A EP98906934 A EP 98906934A EP 98906934 A EP98906934 A EP 98906934A EP 0968359 B1 EP0968359 B1 EP 0968359B1
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EP
European Patent Office
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torsion spring
support part
adjustment device
load adjustment
designed
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Egon Beil
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Siemens AG
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0269—Throttle closing springs; Acting of throttle closing springs on the throttle shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2009/0277—Fail-safe mechanisms, e.g. with limp-home feature, to close throttle if actuator fails, or if control cable sticks or breaks

Definitions

  • the invention relates to a load adjustment device with a power controlling an internal combustion engine, in particular as a throttle valve trained, arranged on an actuator shaft, the Actuating shaft by means of a reversible actuator between one Minimum load position and a full load position is pivotally driven, and with a single, as a return spring for biasing the control shaft in Minimum load direction and as an emergency running spring for pretensioning the actuating shaft against a run-flat stop torsion spring, the first end with the control shaft and its second end with an arm one between a minimum load stop and the emergency stop can be moved Support part is connected or connectable.
  • a load adjustment device with a power controlling an internal combustion engine, in particular as a throttle valve trained, arranged on an actuator shaft, the Actuating shaft by means of a reversible actuator between one Minimum load position and a full load position is pivotally driven, and with a single, as a return spring for biasing the control shaft in Minimum load direction and as an emergency running spring for pretensioning the actuating shaft against a
  • Load adjustment devices of the above type are generally under the Designation E-gas for power adjustment of the internal combustion engine from Motor vehicles known.
  • the load adjustment device is special as an emergency spring and as a return spring compact design and particularly light in weight.
  • a disadvantage of the known load adjustment device is that the ends of the Torsion spring can be attached to the adjusting shaft and the support part must, since the torsion spring acting in both directions of rotation of the control shaft Actuates. Furthermore, vibrations of the motor vehicle can increase loosen the fastenings of the torsion spring.
  • the control shaft usually has a slot in the torsion spring is inserted.
  • the invention is based on the problem of a load adjustment device of the type mentioned in such a way that they are particularly inexpensive is constructed and that the torsion spring is particularly reliable the support part is attached.
  • This design allows the torsion spring in both directions Actuating shaft transferring acting forces to the support part without it can detach itself from the support part. Vibrations of the Motor vehicle also no longer lead to a loosening of the torsion spring from the support part. As a result, the torsion spring is positive and thus attached particularly reliably to the support part. Grasping one Part of the support part by the torsion spring is compared for screwing particularly inexpensive.
  • the torsion spring is attached to the support part in accordance with an advantageous development of the invention is particularly constructive simply when the second end of the torsion spring pivots the support member is designed around. This must result in the second end of the Torsion spring for assembly is simply plugged onto the pin of the support part become.
  • the second end of the torsion spring is advantageous according to another Further development of the invention on the support part is particularly reliable held when the second end of the torsion spring is bent in a U-shape and at its free end a spring tongue pointing towards the base of the U. Has.
  • Disengaging the second end of the torsion spring from the pin of the support member in the direction of the axis of the pin can be according to another simply avoid advantageous development of the invention if the pin of the support part spans the second end of the torsion spring is designed.
  • the second end of the torsion spring is advantageous according to another Development of the invention secured in all directions against loosening, if the pin of the support part has a recess for receiving the second end of the torsion spring.
  • the torsion spring is according to another advantageous development Invention simply secured against tilting when the support member has a base plate for guiding the torsion spring.
  • a jamming of the torsion spring on an edge of the support part can be done according to another advantageous development of the invention, if the support part has several in its radially outer regions Has stops to limit the radial extent of the torsion spring.
  • the invention permits numerous embodiments.
  • the housing connector 1 shows a load adjustment device with a pivotable on a housing stub 1 supported part 2.
  • the center of the housing connector 1 is an adjusting shaft 3, which is, for example around a throttle valve shaft with a not shown Throttle valve can act, also pivotally mounted.
  • the control shaft 3, which is welded to the support part 2, for example, or a Forms unit is connected to the support part 2 via a torsion spring 4 and can by a reversible actuator 5 via a To simplify the drawing, pivot the gear (not shown).
  • the actuator 5 has a driver 6 for deflecting one Swivel arm 7 of the support part 2.
  • the support part 2 has a stop arm 8 on the movement of the support member 2 between a Minimum load stop 9 and an emergency stop 10 limited.
  • the support part 2 has a base plate 11 for guiding the torsion spring 4 and in its radially outer areas several stops 12 to 14 for limitation the radial extension of the torsion spring 4.
  • the actuating shaft 3 has a slot 15 for fastening the torsion spring 4 in which one end of the torsion spring 4 is inserted.
  • the second The end of the torsion spring 4 is bent in a U-shape and has one in the direction of The base of the U-pointing spring tongue 16 for engaging behind a pin 17 of the support part 2.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the fastening of the Torsion spring 4 on the support part 2.
  • the support part 2 has a vertical to the base plate 11 arranged pin 18.
  • the pin 18 will encompassed by a U-shaped end of a torsion spring 4.
  • the End of the torsion spring 4 has a bend 19 for engaging in one Recess 20 of the pin 18.
  • Figure 4 illustrates in a sectional view along the line IV - IV by Figure 3 the attachment of the torsion spring 4 on the pin 18. Here it can be seen that the bend 19 from a corner of the free end the torsion spring 4 is formed.
  • the pin 17 of the support member 2 is the second End of the torsion spring 4 is designed to span.
  • the torsion spring 4 has a bevel 21 at its second end in the longitudinal direction on.
  • the pin 17 has a bend 22, for example, by Stamping from the originally straight pin 17 is formed.
  • the Slant 21 of the torsion spring 4 and the slope of the bend 22 run parallel, the bend 22 overlaps the slope 21 of the torsion spring, so that the torsion spring 4 after insertion under tension from the interplay of bevel 21 and overall bending 22 is fixed in position.
  • FIG. 6 illustrates in a sectional illustration along the line V - V through Figure 5 the attachment of the torsion spring 4 on the pin 17.
  • the bend 22 the second end of the torsion spring 4th overlaps.
  • the assembly takes place, for example, in such a way that the torsion spring is held under tension by an assembly tool and that U-shaped second end (when viewing Figure 6 from the left) at a distance is brought to the pin 17 and then moved laterally, so that the slope 21 gets under the bend 22.
  • the torsion spring 4 is under its target tension and thereby pulls the slope 21 further under the bend 22 until the position is fixed.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung mit einem die Leistung einer Brennkraftmaschine steuernden, insbesondere als Drosselklappe ausgebildeten, auf einer Stellwelle angeordneten Stellglied, wobei die Stellwelle mittels eines reversierbaren Stellantriebs zwischen einer Minimallaststellung und einer Volllaststellung schwenkbar antreibbar ist, und mit einer einzigen, als Rückstellfeder zur Vorspannung der Stellwelle in Minimallastrichtung und als Notlauffeder zur Vorspannung der Stellwelle gegen einen Notlaufanschlag ausgebildeten Drehfeder, deren erstes Ende mit der Stellwelle und deren zweites Ende mit einem Arm eines zwischen einem Minimallast-Anschlag und dem Notlaufanschlag bewegbaren Abstützteil verbunden oder verbindbar ist.
Lastverstellvorrichtungen der vorstehenden Art sind allgemein unter der Bezeichnung E-Gas zur Leistungsverstellung der Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen bekannt. Durch den Einsatz einer einzigen Drehfeder als Notlauffeder und als Rückstellfeder ist die Lastverstellvorrichtung besonders kompakt aufgebaut und weist ein besonders geringes Gewicht auf.
Aus der DE 195 24 941 A1 ist eine Lastverstellvorrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmtes Stellglied bekannt, daß auf einer Stellwelle einen drehbar gelagerten Anschlaghebel aufweist. Dabei ist eine Drehfeder zwischen diesem Anschlaghebel und der Stellwelle gespannt. Hierzu umschließt ein annähernd U-förmig gebogenes Ende der Drehfeder einen Zapfen des Anschlaghebels teilweise. Ebenfalls eine Befestigung einer Drehfeder mittels eines annähemd U-förmig gebogenen Endes an einem festen Element beschreibt die DE 27 28 022 A1.
Nachteilig bei der bekannten Lastverstellvorrichtung ist, daß die Enden der Drehfeder aufwendig an der Stellwelle und dem Abstützteil befestigt werden müssen, da die Drehfeder in beide Drehrichtungen der Stellwelle wirkende Stellkräfte ausübt. Weiterhin können Vibrationen des Kraftfahrzeuges zu einem Lösen der Befestigungen der Drehfeder führen. Zur Befestigung der Drehfeder an der Stellwelle hat die Stellwelle in der Regel einen Schlitz, in den die Drehfeder eingesteckt wird.
Man könnte daran denken, das zweite Ende der Drehfeder an dem Abstützteil festzuschrauben. Hierdurch gestaltet sich die Lastverstellvorrichtung jedoch besonders kostenintensiv. Weiterhin kann sich eine Schraube durch Vibrationen lösen, so daß dann die Drehfeder keine Verbindung mehr mit dem Abstützteil hätte.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lastverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie besonders kostengünstig aufgebaut ist und daß die Drehfeder besonders zuverlässig an dem Abstützteil befestigt ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
Durch diese Gestaltung kann die Drehfeder in beide Richtungen der Stellwelle wirkende Stellkräfte auf das Abstützteil übertragen, ohne daß sie sich selbständig von dem Abstützteil lösen kann. Vibrationen des Kraftfahrzeugs führen ebenfalls nicht mehr zu einem Lösen der Drehfeder von dem Abstützteil. Hierdurch ist die Drehfeder formschlüssig und damit besonders zuverlässig an dem Abstützteil befestigt. Das Hintergreifen eines Teilstücks des Abstützteils durch die Drehfeder gestaltet sich im Vergleich zu einem Verschrauben besonders kostengünstig.
Die Befestigung der Drehfeder an dem Abstützteil gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn das zweite Ende der Drehfeder einen Zapfen des Abstützteils umschließend gestaltet ist. Hierdurch muß das zweite Ende der Drehfeder zur Montage lediglich auf den Zapfen des Abstützteils aufgesteckt werden.
Das zweite Ende der Drehfeder ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an dem Abstützteil besonders zuverlässig gehalten, wenn das zweite Ende der Drehfeder U-förmig gebogen ist und an ihrem freien Ende eine in Richtung der Basis des U's weisende Federzunge hat.
Zur weiteren Verringerung der Kosten für die Befestigung der Drehfeder trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Federzunge von der Drehfeder abgewinkelt ist.
Ein Lösen des zweiten Endes der Drehfeder von dem Zapfen des Abstützteils in Richtung der Achse des Zapfens läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Zapfen des Abstützteils das zweite Ende der Drehfeder übergreifend gestaltet ist.
Das zweite Ende der Drehfeder ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in alle Richtungen gegen ein Lösen gesichert, wenn der Zapfen des Abstützteils eine Ausnehmung zur Aufnahme des zweiten Endes der Drehfeder aufweist.
Die Drehfeder wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach gegen ein Verkanten gesichert, wenn das Abstützteil eine Grundplatte zur Führung der Drehfeder aufweist.
Ein Verklemmen der Drehfeder an einem Rand des Abstützteils läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vermeiden, wenn das Abstützteil in seinen radial äußeren Bereichen mehrere Anschläge zur Begrenzung der radialen Erstreckung der Drehfeder aufweist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu.
Es zeigen:
Figur 1:
eine Ansicht von oben auf eine nicht erfindungsgemäße Lastverstellvorrichtung,
Figur 2:
eine Schnittdarstellung durch die Lastverstellvorrichtung aus Figur 1,
Figur 3:
eine vergrößerte Darstellung einer Befestigung einer Drehfeder an einem Abstützteil, nicht gemäß der Erfindung
Figur 4:
eine Schnittdarstellung durch die Drehfeder und das Abstützteil aus Figur 3 entlang der Linie IV - IV,
Figur 5:
eine weitere vergrößerte Darstellung einer Befestigung einer Drehfeder an einem Abstützteil,
Figur 6:
eine Schnittdarstellung durch die Drehfeder und das Abstützteil aus Figur 5 entlang der Linie V - V.
Die Figur 1 zeigt eine Lastverstellvorrichtung mit einem schwenkbar auf einem Gehäusestutzen 1 gelagerten Abstützteil 2. Im Zentrum des Gehäusestutzens 1 ist eine Stellwelle 3, bei der es sich beispielsweise um eine Drosselklappenwelle mit einer nicht dargestellten Drosselklappe handeln kann, ebenfalls schwenkbar gelagert. Die Stellwelle 3, die beispielsweise mit dem Abstützteil 2 verschweißt ist oder eine Baueinheit bildet, ist über eine Drehfeder 4 mit dem Abstützteil 2 verbunden und läßt sich von einem reversierbaren Stellantrieb 5 über ein zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestelltes Getriebe verschwenken. Weiterhin hat der Stellantrieb 5 einen Mitnehmer 6 zum Auslenken eines Schwenkarms 7 des Abstützteils 2. Das Abstützteil 2 weist einen Anschlagarm 8 auf, der die Bewegung des Abstützteils 2 zwischen einem Minimallast-Anschlag 9 und einem Notlaufanschlag 10 begrenzt. Das Abstützteil 2 hat eine Grundplatte 11 zur Führung der Drehfeder 4 und in seinen radial äußeren Bereichen mehrere Anschläge 12 bis 14 zur Begrenzung der radialen Erstreckung der Drehfeder 4.
Zur Befestigung der Drehfeder 4 weist die Stellwelle 3 einen Schlitz 15 auf, in den das eine Ende der Drehfeder 4 eingesteckt wird. Das zweite Ende der Drehfeder 4 ist U-förmig gebogen und hat eine in Richtung der Basis des U's weisende Federzunge 16 zum Hintergreifen eines Zapfens 17 des Abstützteils 2. Zur Montage des zweiten Endes der Drehfeder 4 an dem Abstützteil 2 wird das offene Ende des U's über den Zapfen 17 gedrückt, bis die Federzunge 16 hinter dem Zapfen 17 einschnappt. Hierdurch kann die Drehfeder 4 Kräfte in beide Drehrichtungen auf die Stellwelle 3 übertragen.
Die Figur 2 läßt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II - II durch Figur 1 erkennen, daß die Anschläge 12 bis 14 und der Zapfen 17 an ihrem der Grundplatte 11 für die Drehfeder 4 abgewandten Ende radial nach innen umgebogen sind. Hierdurch wird die Drehfeder 4 auf der Grundplatte 11 gehalten und ihr Herausfallen aus dem Schlitz 15 der Stellwelle 3 verhindert.
Die Figur 3 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Befestigung der Drehfeder 4 an dem Abstützteil 2. Das Abstützteil 2 weist einen senkrecht zu der Grundplatte 11 angeordneten Zapfen 18 auf. Der Zapfen 18 wird von einem U-förmig gebogenen Ende einer Drehfeder 4 umgriffen. Das Ende der Drehfeder 4 weist eine Abwinklung 19 zum Eingreifen in eine Ausnehmung 20 des Zapfens 18 auf.
Die Figur 4 verdeutlicht in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IV - IV durch Figur 3 die Befestigung der Drehfeder 4 an dem Zapfen 18. Hierbei ist zu erkennen, daß die Abwinklung 19 von einer Ecke des freien Endes der Drehfeder 4 gebildet ist.
In Figur 5 ist gezeigt, daß der Zapfen 17 des Abstützteils 2 das zweite Ende der Drehfeder 4 übergreifend gestaltet ist. Zu diesem Zweck weist die Drehfeder 4 an ihrem zweiten Ende in Längsrichtung eine Schräge 21 auf. Der Zapfen 17 besitzt eine Abwinklung 22, die beispielsweise durch Stanzen aus dem ursprünglich geraden Zapfen 17 gebildet wird. Die Schräge 21 der Drehfeder 4 und die Schräge der Abwinklung 22 laufen parallel, wobei die Abwinklung 22 die Schräge 21 der Drehfeder übergreift, so daß die Drehfeder 4 nach dem Einsetzen unter Spannung von dem Zusammenspiel aus Schräge 21 und übergreifende Abwinklung 22 lagefixiert ist.
Die Figur 6 verdeutlicht in einer Schnittdarstellung entlang der Linie V - V durch Figur 5 die Befestigung der Drehfeder 4 an dem Zapfen 17. Hierbei ist zu erkennen, daß die Abwinklung 22 das zweite Ende der Drehfeder 4 übergreift. Die Montage erfolgt beispielsweise derart, daß die Drehfeder von einem Montagewerkzeug unter Vorspannung gehalten wird und das U-förmige zweite Ende (bei Betrachtung der Figur 6 von links) im Abstand zu dem Zapfen 17 gebracht wird und dann seitlich verschoben wird, so daß die Schräge 21 unter die Abwinklung 22 gelangt. Nach Wegnahme des Montagewerkzeuges (gegebenenfalls nachdem das erste Ende der Drehfeder auch lagefixiert wurde) steht die Drehfeder 4 unter ihrer Sollspannung und zieht dadurch die Schräge 21 weiter unter die Abwinklung 22, bis die Lagefixierung erreicht ist.
Bezugszeichenliste
1.
Gehäusestutzen
2.
Abstützteil
3.
Stellwelle
4.
Drehfeder
5.
Stellantrieb
6.
Mitnehmer
7.
Schwenkarm
8.
Anschlagarm
9.
Minimallast-Anschlag
10.
Notlaufanschlag
11.
Grundplatte
12.
Anschlag
13.
Anschlag
14.
Anschlag
15.
Schlitz
16.
Federzunge
17.
Zapfen
18.
Zapfen
19.
Abwinklung
20.
Ausnehmung
21.
Schräge
22.
Abwinklung

Claims (9)

  1. Lastverstelleinrichtung mit einem die Leistung einer Brennkraftmaschine steuernden, insbesondere als Drosselklappe ausgebildeten, auf einer Stellwelle angeordneten Stellglied, wobei die Stellwelle mittels eines reversierbaren Stellantriebs zwischen einer Minimallaststellung und einer Volllaststellung schwenkbar antreibbar ist, und mit einer einzigen, als Rückstellfeder zur Vorspannung der Stellwelle in Minimallastrichtung und als Notlauffeder zur Vorspannung der Stellwelle gegen einen Notlaufanschlag ausgebildeten Drehfeder, deren erstes Ende mit der Stellwelle und deren zweites Ende mit einem Arm eines zwischen einem Minimallast-Anschlag und dem Notlaufanschlag bewegbaren Abstützteils verbunden oder verbindbar ist, wobei das zweite Ende der Drehfeder (4) zum Hintergreifen eines Teilstücks (Zapfen 17, 18) des Abstützteils (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (2) einteilig mit den Anschlägen (12 bis 14) und dem Zapfen (17, 18) gefertigt ist und wobei der Zapfen (17) des Abstützteils (2) das zweite Ende der Drehfeder (4) derart übergreifend gestaltet ist, daß die Drehfeder (4) an ihrem zweiten Ende in Längsrichtung eine Schräge (21) und der Zapfen (17) eine Abwinklung (22) aufweist.
  2. Lastverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Drehfeder (4) einen Zapfen (17, 18) des Abstützteils (2) umschließend gestaltet ist.
  3. Lastverstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Drehfeder (4) U-förmig gebogen ist und an ihrem freien Ende eine in Richtung der Basis des U's weisende Federzunge (16) hat.
  4. Lastverstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzunge (16) von der Drehfeder (4) abgewinkelt ist.
  5. Lastverstellvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) des Abstützteils (2) das zweite Ende der Drehfeder (4) übergreifend gestaltet ist.
  6. Lastverstellvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (18) des Abstützteils (2) eine Ausnehmung (20) zur Aufnahme des zweiten Endes (Abwinklung 19) der Drehfeder (4) aufweist.
  7. Lastverstelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (2) eine Grundplatte (11) zur Führung der Drehfeder (4) aufweist.
  8. Lastverstelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (2) in seinen radial äußeren Bereichen mehrere Anschläge (12 bis 14) zur Begrenzung der radialen Erstreckung der Drehfeder (4) aufweist.
  9. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (12 bis 14) zum Übergreifen der Drehfeder (4) ausgebildet sind.
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