EP1508681A1

EP1508681A1 - Stellglied für die Steuerung von Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: EP1508681A1
Application number: EP04017578A
Authority: EP
Inventors: Michael Brozio; Michael Knorpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-07-24
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2024-07-24
Also published as: US20050120997A1; DE102004016912A1; EP1508681B1; US6973913B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied (13) zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, welches zwischen einer minimalen und einer maximalen Position bewegbar ist. Das Stellglied (13) ist durch ein in Schließrichtung wirkendes Federelement und ein in Öffnungsrichtung wirkendes Federelement (1) beaufschlagt, welches ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweist. Das erste Ende (3) des Federelementes (1) ist stationär in einem Gehäuse (41) gelagert. Das Federelement (1) überträgt seine Eigenspannung in tangentiale und radiale Richtung entweder an eine Lagerstelle (24) am Stellglied (13) oder an eine zweite Lagerstelle (21) des Gehäuses (41) und ist in seiner Winkellage durch einen verstellbaren Anschlag (62) einstellbar. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet

Im Kraftfahrzeugbereich werden Stellglieder zur Steuerung von Verbrennungsmotoren eingesetzt, die ein Steuerelement zwischen einer minimalen und einer maximalen Stellung halten. Eine typische Realisierung erfolgt mit zwei Federelementen, von denen eines in Öffnungsrichtung und eines in Schließrichtung wirkt und von denen jeweils ein Federelement in einem Teilbereich nicht wirkt. Die in Schließrichtung wirkende Feder wird typischerweise als Schrauben- oder als Spiralfeder ausgeführt, während die in Öffnungsrichtung wirkende Feder als Schrauben- und als Blattfeder ausführbar ist.

Stand der Technik

Stellglieder für die Steuerung von Verbrennungsmotoren mit einer stromlosen Stellung zwischen einer minimalen und maximalen Stellung sind beispielsweise aus DE 36 31 283 sowie DE 39 08 596 bekannt. Die aus diesen Lösungen bekannten Stellglieder umfassen jeweils zwei Federelemente, von denen eines in Öffnungsrichtung und eines in Schließrichtung wirkt.

Aus DE 38 32 400 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung bekannt. Gemäß dieser Lösung umfasst eine Vorrichtung einen Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung. Die Übertragungseinrichtung wirkt zwischen einem Bedienelement und einem die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Steuerorgan. Das Bedienelement ist mit einem Drehglied und das Steuerorgan mit einem zweiten Drehgliedwerk verbunden. Ferner ist eine Spannfeder vorgesehen, die einerseits auf das erste Drehglied und andererseits auf das zweite Drehglied in dem Sinne wirkt, dass die Drehglieder bestrebt sind, eine Drehbewegung relativ zueinander auszuführen bis ein Anschlag des einen Drehgliedes an einem Anschlag des anderen Drehglieds zur Anlage kommt. Es wird ein drittes Drehglied offenbart, mit Anlage kommt. Es wird ein drittes Drehglied offenbart, mit dem der Stellmotor in Wirkverbindung steht und durch dass das zweite Drehglied verdrehbar ist. Zwischen dem zweiten und dem dritten Drehglied besteht eine Kopplung, die bei bestimmten Stellungen dieser Drehglieder zueinander nicht wirksam ist. Das dritte Drehglied ist durch mindestens eine mittelbar oder unmittelbar auf das dritte Drehglied einwirkende Rückdrehfederung in eine Ruhestellung zurückstellbar. Die Rückdrehfederung kann entweder nur in einer Drehrichtung wirksam sein oder je nach Stellung des dritten Drehgliedes entweder in die eine oder in die andere Drehrichtung wirksam sein. Die Rückdrehfederung besteht auf mindestens einer Rückdrehfeder mit zwei Federenden, deren erstes Federendegehäuse fest gelagert ist und deren zweites Federende über einen Ansatz an dem dritten Drehglied auf das dritte Drehglied in eine Rückdrehrichtung wirken kann.

Darstellung der Erfindung

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird ein einfach montierbares Rückstellelement für Stellglieder zur Steuerung von Verbrennungsmotoren bereitgestellt, welches beispielsweise in einer Drosseleinrichtung im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine oder auch innerhalb eines Abgasrückführventils im Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass das Rückstellelement des Stellgliedes als ein einfach montierbares Federelement ausgebildet ist, welches nur durch Gehäuseanschläge unter Eigenvorspannung in seiner Position gehalten wird. Dadurch ergibt sich einerseits eine kostengünstige und andererseits eine einfache Montage. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene als Blattfeder ausbildbare Federelement überträgt nicht nur ein Drehmoment sondern bringt zusätzlich noch eine radial nach Außen wirkende Kraft auf. Durch diese Radialkraft ist es möglich, dass sich das Rückstellelement bei der Montage selbst in seine Einspannposition schiebt und diese Position auch im Betrieb einhält. Das bewegliche Ende des Rückstellelementes wird durch diese nach Außen wirkende Radialkraft je nach Federbereich entweder in einen Mitnehmer oder in eine Lagerstelle gedrückt. Innerhalb der Lagerstelle, die in einem Gehäuse einer Drosseleinrichtung ausgebildet sein kann, ist das dort aufgenommene Ende des Rückstellelementes spielbehaftet. Durch die spielbehaftete Lagerstelle können größere Toleranzen bei den Einzelteilen toleriert werden; ferner erlaubt die Ausgestaltung der Lagerstelle als spielbehaftete Lagerstelle eine einfachere Montage.

Die eindeutige und definierte Anlage des Rückstellelementes erfolgt erst durch die Wirkung der Federkräfte. Gemäß der vorgeschlagenen Lösung lassen sich gegenüber der aus DE 38 32 400 A1 bekannten Lösung an einem Ende des Stellgliedes eine zusätzliche Aufnahme sowie ein Befestigungselement einsparen.

Aufgrund der einfachen Montage, welche durch die spielbehaftet ausgestaltete Lagerstelle innerhalb eines Gehäuses einer Drosseleinrichtung beispielsweise dargestellt wird, ergibt sich eine einfache Montage sowie eine Bauteilminimierung gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung gemäß DE 38 32 400 Al. In vorteilhafter Weise wird das Rückstellelement als C-förmig gebogene Blattfeder ausgebildet, die durch Gehäuseanschläge vorgespannt ist. Die Hauptform des C-förmig ausbildbaren Rückstellelementes überstreicht in vorteilhafter Weise einen Winkelbereich zwischen 180° und 360°. Unter Hauptform des C-förmig ausbildbaren Rückstellelementes wird die Form der Blattfeder ohne deren abgewinkelte Federenden verstanden, d.h. im wesentlichen der sich zwischen den abgewinkelt ausgebildeten Federelementen erstreckende, gekrümmte Bereich der Blattfeder.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, die mit einer anlaufenden Drosselklappe und zusätzlich einem externen, unteren mechanischen Anschlag zusammenwirkt, kann zum Toleranzausgleich der Winkellage die stromlose Stellung der Notluftposition (NLP) einstellbar realisiert werden. Zur Realisierung des Toleranzausgleichs kann an der Not-Luft-Stellung (NLP) eine Einstellschraube an der entsprechenden Lagerungsstelle der Blattfeder vorgesehen werden, welche den beweglichen Schenkel der Blattfeder beaufschlagt. Je nach Einschraubtiefe der Einstellschraube, die z.B. als Madenschraube realisiert sein kann, wird die Winkellage des beweglichen Schenkels der Blattfeder verändert. Durch die Variation der Winkellage des beweglichen Schenkels der Blattfeder kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass bei einer starren Verbindung zwischen einem Zahnradsegment und der entsprechenden Drosselklappenwelle ein Toleranzausgleich über deren starre Verbindung miteinander nicht erfolgen kann, jedoch die Winkellage der Blattfeder einstellbar realisiert werden kann.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1: das erfindungsgemäß vorgeschlagene Rückstellelement dargestellt in einer ersten Einspannvariante,
Figur 2: das erfindungsgemäß vorgeschlagene Rückstellelement, ausgebildet als Cförmige Blattfeder gemäß einer zweiten Einspannvariante,
Figur 3: die Antriebsseite einer Drosseleinrichtung, die im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist, mit einem erfindungsgemäß vorgeschlagenen, im Stellglied zugeordneten Rückstellelement,
Figur 4: eine auf der Antriebsseite einer Drosselvorrichtung in das Gehäuse eingelassene Blattfeder, deren beweglicher Schenkel über eine mit einer Einstellschraube versehenen Anschlag vorspannbar ist,
Figur 5: die Blattfeder, deren starrer Schenkel eingespannt ist und deren beweglicher Schenkel durch einen Anschlag mit Anstellschraube beaufschlagbar ist und
Figur 6: den den beweglichen Schenkel der Blattfeder beaufschlagenden Anschlag mit Einstellschraube.

Ausführungsvarianten

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Rückstellelement in eine ersten Einspannvariante zu entnehmen.

Ein Federelement 1, welches im wesentlichen C-förmig beschaffen ist, weist ein erstes Ende 3 und ein zweites Ende 4 auf. Das erste Ende 3 des Federelementes 1 ist in einer ersten Lagerstelle 5 in einem in Figur 1 nicht dargestellten Gehäuse aufgenommen. Die erste Lagerstelle 5 umfasst ein erstes Auflager 6 sowie ein zweites Auflager 7. Die Auflager 6 und 7 sind in Bezug auf das erste Ende 3 des Federelementes 1 in einem Abstand a versetzt zueinander aufgenommen. Ferner weist die erste Lagerstelle 5 für das erste Ende 3 des Federelementes 1 ein drittes Auflager 8 auf, welches um einen Winkel von etwa 90° versetzt zum ersten Auflager 6 der ersten Lagerstelle 5 angeordnet ist. Die Auflager 6, 7, 8 der ersten Lagerstelle 5 des Federelementes 1 stehen in der Darstellung gemäß Figur 1 für Anschlagflächen, an welchen das erste Ende des Federelementes 1 in einem Gehäuse anliegt und dort spielbehaftet aufgenommen ist.

Das vorzugsweise als Blattfeder ausgebildete Federelement 1 weist eine Krümmung 9 auf. Die Krümmung 9 ist derart ausgebildet, dass eine Hauptform 10 entsteht, mit welcher der gekrümmte Bereich des Federelementes 1 in einem Winkel zwischen 180° und 360° verläuft.

Das als Blattfeder ausgebildete Federelement 1 weist eine erste Biegung 11 auf, die etwa 90° beträgt und auch in anderen Winkeln ausgebildet sein kann, an der das erste Federende 3 in die C-Form 2 des Federelementes 1 übergeht. Das Federelement 1 weist darüber hinaus eine zweite Biegung 12 auf, die im Bereich des zweiten Endes 4 des Federelementes 1 ausgebildet ist. Die zweite Biegung 12 kann in einem Winkelbereich zwischen 30 und 90°, vorzugsweise 45° oder 60° ausgebildet sein. In der Darstellung gemäß Figur 1 ist das Federelement 1 mit seinem zweiten, beweglichen Ende 4 aufgrund seiner in Tangential- und Radialrichtung wirkenden Eigenspannung an eine zweite Lagerstelle 21 eines in Figur 1 nicht dargestellten Gehäuses gestellt. Die zweite Lagerstelle 21 des Federelementes 1 weist ein erstes Auflager 22 und ein zweites Auflager 23 auf. An den Auflagern 22 bzw. 23 werden die aufgrund der Eigenspannung des Federelementes 1 übertragenen Kräfte F_T (Tangentialkraft) und F_R (Radialkraft) an das erste Auflager 22 bzw. das zweite Auflager 23 eines Gehäuses übertragen.

Das Federelement 1 ist einem in Figur 1 nur schematisch angedeuteten Stellglied 13 gemäß einer ersten Einspannvariante 20 zugeordnet. Das Stellglied 13 ist um eine Lagerstelle 16 bewegbar und kann in beliebige Zwischenlagen zwischen einer Ruheposition 17 und einer ausgelenkten Position 18 bewegt werden. Das Stellglied 13 weist einen Kopfbereich 14 auf, an welchem eine Anschlagfläche 15 ausgebildet ist. Die Anschlagfläche 15 des Stellgliedes 13 ist in einer zur Krümmung der zweiten Biegung 12 im Bereich des zweiten, beweglichen Endes 4 des Federelementes 1 ausgebildet und bildet bei Kontakt mit diesem eine Lagerstelle 24 für das im C-Form 2 ausgebildete Federelement 1 aus.

In der Ruheposition 17 des Stellgliedes 13 ist das Federelement 1 aufgrund seiner ihm innewohnenden Eigenspannung in die erste Lagerstelle 5 und die zweite Lagerstelle 21 eines in Figur 1 nicht dargestellten Gehäuses gestellt und liegt an den Auflagern 6, 7 und 8 der ersten Lagerstelle 5 und an den Auflagern 22, 23 der zweiten Lagerstelle 21 im Gehäuse an. Solange das Stellglied 13 nicht in Eingriff mit dem vorzugsweise als Blattfeder ausgebildeten Federelement 1 gerät, bleibt das zweite, bewegliche Ende 4 des Federelementes 1 in seiner in Figur 1 dargestellten Lage. Wird das Stellglied 13 durch einen Antrieb in seine ausgelenkte Position 18 (gestrichelte Darstellung in Figur 1) bewegt, bewegt sich der Kopfbereich 14 des Stellglieds 13 mit seiner Anlagefläche 15 auf die zweite Biegung 12 im Bereich des zweiten, beweglichen Endes 4 des Federelementes 1 zu, kontaktiert diese und lenkt das zweite, bewegliche Ende 4 des Federelementes 1 in die in Figur 1 gestrichelt dargestellte Lage aus. In diesem Zustand des zweiten, beweglichen Endes 4 des Federelementes 1 wird die dem Federelement 1 innewohnende Eigenspannung an das Stellglied 13 sowohl in tangentiale wie auch in radiale Richtung übertragen, angedeutet durch die Pfeile F_T, F_R in Figur 1 in der ausgelenkten Position 18 des Stellgliedes 13.

Solange die in Figur 1 dargestellte Ausführungsvariante des vorzugsweise als Blattfeder ausgebildeten Federelementes 1 durch das Stellglied 13 nicht kontaktiert ist, verbleibt das Federelement 1 unter Eigenvorspannung in seiner Position innerhalb des Gehäuses. Zur Erleichterung der Montage des erfindungsgemäß ausgestalteten Federelementes 1 in ein Gehäuse wird die erste Lagerungsstelle 5 spielbehaftet ausgebildet, so dass ein einfaches Einschieben des ersten Federendes 3 in die durch die Auflager 6, 7 und 8 symbolisierten Anschlagflächen des Gehäuses erfolgen kann.

Der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine weitere Einspannvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen ein Stellglied beaufschlagenden Federelementes zu entnehmen.

Das in Figur 2 dargestellte Federelement 1, welches das schematisch angedeutete Stellglied 13 beaufschlagt, umfasst einen in die Hauptform 10 übergehenden, gestreckt ausgebildeten Abschnitt 31. Der gestreckt ausgebildete Abschnitt 31 des auch in diese Ausführungsvariante bevorzugt als Blattfeder ausgebildeten Federelementes 1 liegt zwischen dem gekrümmten Bereich 9 des Federelementes 1 und der ersten Biegung 11 des Federelementes 1. Die erste Biegung 11 im Bereich des ersten Federendes 3 ist als 90°-Biegung ausgebildet. Es sind Biegewinkel innerhalb eines Bereiches von 90° +/- 60° möglich. In der in Figur 2 dargestellten zweiten Einspannvariante 30 des Federelementes 1 ist die erste Lagerstelle 5 derart ausgebildet, dass das erste Auflager 6 und das zweite Auflager 7 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Fertigungstechnisch lässt sich eine derartige Auflagerform durch einen Schlitz in einem Gehäuse darstellen, in welchen das erste Ende 3 des Federelementes 1 eingeschoben wird. Darüber hinaus weist die erste Lagerstelle 5 für das erste Ende 3 des Federelementes 1 das dritte Auflager 8 auf, welches um 90° verdreht in Bezug auf das erste Auflager 6 der ersten Lagerstelle 5 angeordnet ist. Dem dritten Auflager 8 gegenüberliegend ist in einem Abstand a ein weiteres Auflager 32 zugeordnet. Der gestreckte Abschnitt 31, ist in einer Länge 33 ausgebildet. Gemäß dieser Ausführungsvariante der ersten Lagerstelle 5 für das erste Federende 3 wird die Einspannposition des ersten Federendes 3 des Federelementes 1 durch die Gestaltung der ersten Lagerstelle 5 im Gehäuse vorgegeben. Die Hauptform 10 liegt analog zur in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante des Federelementes 1 in einem Winkelbereich zwischen 180° und 360°. Aus der in Figur 2 dargestellten zweiten Einspannvariante 30 geht hervor, dass in der Ruheposition 19 des Federelementes 1 dieses aufgrund seiner im innewohnenden Eigenspannung in radiale und tangentiale Richtung an die Auflager 22 bzw. 23 der zweiten Lagerstelle 21 eines in Figur 2 nicht dargestellten Gehäuses gedrückt wird. Sobald das Stellglied 13 von seiner Ruheposition 19 in seine ausgelenkte Position 18 oder eine Zwischenposition bewegt wird, wird das zweite, bewegliche Federende 4 in seine in Figur 2 gestrichelt dargestellte Position ausgelenkt. Die gekrümmt ausgebildete Anlagefläche 15 am Stellglied 13 bildet die Lagerstelle 24, an welcher die aufgrund der Eigenspannung des Federelementes 1 in radiale und tangentiale Richtung wirkenden Kräfte F_R und F_T übertragen werden. In der in Figur 2 gestrichelt dargestellten ausgelenkten Position 18 des Stellgliedes 13 und des zweiten, beweglichen Federendes 4 ist das zweite, bewegliche Federende 4 des Federelementes 1 von der zweiten Lagerstelle 21, d.h. den Auflagern 22 und 23 abgehoben.

Figur 3 ist der Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen das Stellglied beaufschlagenden Federelementes in einer Drosseleinrichtung dargestellt.

In Figur 3 ist eine Drosseleinrichtung 40 dargestellt, deren antriebsseitige Gehäuseseite dargestellt ist. Auf der Antriebsseite eines Gehäuses 41 befindet sich ein ritzelförmig ausgebildetes Antriebsrad 44, welches über einen Antrieb 43 angetrieben ist. Das Antriebsrad 44 kämmt mit einem ersten Übertragungselement 45, welches auf einer Welle 47 aufgenommen ist, auf der ein zweites, ebenfalls ritzelförmig ausgebildetes Übertragungselement 46 drehfest aufgenommen ist. Das zweite Übertragungselement 46 der gemeinsamen Welle 47 kämmt mit einem Zahnsegment 42, welches am Stellglied 13 ausgebildet ist. Hinter dem Stellglied 13 liegend, befindet sich das im C-Form 2 ausgebildete, blattfederförmige Federelement 1. Das erste Federende 3 des Federelementes 1 ist in der schlitzförmig ausgebildeten ersten Lagerstelle 5 im Gehäuse 41 der Drosseleinrichtung 40 aufgenommen, während das zweite, bewegliche Ende 4 des Federelementes 1 in der zweiten Lagerstelle 21 des Gehäuses 41 aufgenommen ist. In der Darstellung gemäß Figur 3 ist das Federelement 1 in der ersten Einspannvariante 20, die in Figur 1 näher erläutert ist, in das Gehäuse 41 der Drosseleinrichtung 40 eingespannt. Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass das als Blattfeder ausgebildete Federelement 1 die Krümmung 9 aufweist, die sich in einem Winkelbereich zwischen 180° und 260° erstreckt. Das zweite, bewegbare Federende 4 des Federelementes 1 liegt gemäß der Darstellung 3 auf dem ersten Auflager 22 und dem zweiten Auflager 23 der zweiten Lagerstelle 21 des Gehäuses 41 an. Im Bereich der zweiten Biegung 12, die in einem Winkel zwischen 30° und 90°, bevorzugt jedoch 45° oder 60° ausgebildet ist, liegt das Stellglied 13 mit seiner an seinem Kopfbereich 14 ausgebildeten Anlagefläche 15 an dem vorzugsweise blattförmig ausgebildeten Federelement 1 an. In der in Figur 3 dargestellten Position berührt das Stellglied 13 das zweite, bewegbare Ende 4 des blattförmigen Federelementes 1 gerade nicht. Aufgrund dessen liegt das zweite, bewegbare Federende 4 wegen seiner in tangentiale und radiale Richtung wirkenden Eigenspannung an den Auflagern 22, 23 der zweiten Lagerstelle 21 des Gehäuses 41 an. Das Stellglied 13 ist um die Stellgliedlagerung 16 verdrehbar. Konzentrisch zur Lagerung 16 des das Zahnsegment 42 aufweisenden Stellgliedes 13 verläuft eine in Figur 3 nicht dargestellte, da verdeckte Drosselklappenwelle, an der eine Drosselklappe aufgenommen ist.

Mittels der Drosselklappe wird der eine Gasdurchtrittsöffnung 48 der Drosseleinrichtung 40 passierende Gasstrom gesteuert. Die Wandung, welche die Gasdurchtrittsöffnung 48 des vorzugsweise als Spritzgießbauteil gefertigten Gehäuses 41 der Drosseleinrichtung 40 durchsetzt, ist mit Bezugszeichen 49 bezeichnet. Der Bereich des Gehäuses 41, an welchem die Antriebswelle des Antriebes 43 das Gehäuse 41 durchsetzt, ist mit einer versteifenden Verrippung 50 versehen. Die in Figur 1 schematisch dargestellten Auflager 22 bzw. 23 der zweiten Lagestelle 21 für das Federelement 1 im Gehäuse 41 sind in der Darstellung gemäß Figur 3 als Anlageflächen ausgebildet, an denen das zweite, bewegbare Ende des vorzugsweise blattförmig ausgebildeten Federelementes 1 anliegt. Aufgrund seiner Eigenspannung bleibt das Federelement 1, solange es nicht durch das um die Lagerstelle 16 schwenkbare Stellglied 13 ausgelenkt wird, in seiner Einspannposition innerhalb des Gehäuses 41, d.h. wird gegen die Anlageflächen der ersten Lagerungsstelle 5 bzw. der zweiten Lagerungsstelle 21 innerhalb des Gehäuses 41 der Drosseleinrichtung 40 gedrückt. Sobald das zweite, bewegbare Ende 4 des Federelementes 1 durch eine Verdrehbewegung des Stellgliedes 13 um seine Achse 16 ausgelenkt wird, wird die dem blattförmig ausgebildeten Federelement 1 innewohnende Eigenspannung, die sowohl in tangentialer wie auch in radialer Richtung wirkt, an das ausgelenkte Stellglied 13 übertragen.

Wird die erste Lagerungsstelle 5, welche die Auflager 6, 7, 8, die bevorzugt als Anlageflächen für das erste Ende 3 des Federelementes 1 ausgebildet sind, in Schlitzform gefertigt, so lässt sich in vorteilhafter Weise ein einfaches Einlegen des blattförmigen Federelementes 1 in das Gehäuse 41 erreichen. Nach dem Einlegen und Einspannen des blattförmigen Federelementes 1 in das Gehäuse 41 der Drosseleinrichtung 40 werden dessen Enden 3 bzw. 4 in die erste Lagerungsstelle 5 bzw. die zweite Lagerungsstelle 21 eingeschoben, so dass das Federelement 1 in den Lagerstellen 5 bzw. 21 vorgespannt ist.

In einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung umfasst das Gehäuse 41 der Drosseleinrichtung 40 einen externen, unteren mechanischen Anschlag 51 sowie einen weiteren, verstellbar ausgebildeten Anschlag, der der Einstellung der Notluftposition (NLP) dient. Das blattfederförmig ausgebildete Federelement 1, ausgebildet in der Krümmung 9, ist mit dem ersten Ende 3 an der ersten Lagerstelle 5 des Gehäuses 41 fest eingespannt. Das zweite, beweglich ausgebildete Ende 4 des blattfederförmig ausgebildeten Federelements 1 liegt einer Führungsrippe 53 gegenüber, die im Gehäuse 41 aus Kunststoff ausgebildet ist. Das zweite Ende 4 des blattfederförmig ausgebildeten Federelements 1 liegt einer zweiten Einstellschraube 54 zur Einstellung der Notluftposition gegenüber. Über die zweite Einstellschraube 54 kann die Vorspannung des beweglichen Schenkels des Federelements 1 beeinflusst werden. Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht überdies hervor, dass oberhalb des in der Krümmung 9 ausgebildeten blattförmigen Federelements 1 ein Zahnsegment 42 angeordnet ist. Das Zahnsegment 42 kämmt mit seiner Verzahnung mit dem zweiten Übertragungselement 46, welches auf der gemeinsamen starren Achse 47 aufgenommen ist, an der sich auch das erste Übertragungselement 45 befindet. Der Antrieb, welcher der gemeinsame starren Achse 47 zugeordnet ist, ist in der Figur 4 aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nicht wiedergegeben (vgl. Figur 3).

Mit Bezugszeichen 57 ist ein Mitnehmer bezeichnet, welcher am Zahnsegment 42 ausgebildet ist und mit dem blattfederförmig ausgebildeten Federelement 1 zusammenwirkt.

Der Grad der Verdrehung des Zahnsegments 42 kann über eine im externen, unteren mechanischen Anschlag 51 angeordnete Einstellschraube variiert werden, während die Winkellage des beweglichen Schenkels des blattfederförmig ausgebildeten Federelements 1 über eine Verdrehung der Einstellschraube 54 möglich ist. Gemäß dieser Ausführungsvariante besteht demnach die Möglichkeit, zum Toleranzausgleich die Winkellage des mit dem Zahnsegment 42 zusammenwirkenden blattfederförmig ausgebildete Federelement 1 über eine Betätigung der zweiten Einstellschraube 54 hinsichtlich seiner Notluftposition (NLP) zu verstellen. Das Zahnradsegment 42 umfasst einen Nocken der einer im externen, unteren mechanischen Anschlag 51 aufgenommenen Einstellschraube gegenüberliegt. Durch eine Verdrehung der Einstellschraube im externen, unteren mechanischen Anschlag 51 wird die Anschlagsposition des Nockens und damit der Verdrehweg des Zahnradsegments 42 begrenzt.

In der Darstellung gemäß Figur 5 ist das Zahnradsegment 42 nicht dargestellt. Das Zahnradsegment 42 wird über eine Schrauben-/Drehfeder 59 vorgespannt, deren Ende als Haken 60 ausgebildet ist. Mittels des Hakens 60, der in das Zahnradsegment 42 eingehangen wird, erfolgt die Übertragung der Federkraft auf das Zahnradsegment 42, um dessen Rückstellung zu bewirken. Aus der Darstellung gemäß Figur 5 geht hervor, dass ein starrer Schenkel 55 des blattförmig ausgebildeten Federelements 1 am ersten Ende 3 in der ersten Lagerstelle 5 fest eingespannt ist. Ein beweglicher Schenkel 56 des blattfederförmig ausgebildeten Federelements 1, an welchem die Lagerstelle 24 für die Mitnehmer des Zahnradsegments 42 ausgebildet ist, läuft im zweiten Ende 4 aus. Das zweite Ende 4 des beweglichen Schenkels 56 ist von der Führungsrippe 53 im Gehäuse 41 übergriffen. Im Anschlagsockel 62 ist die Einstellschraube zur Bestimmung der Notluftposition (NLP) 54 eingelassen. Durch eine Verdrehung der Einstellschraube 54 kann das gekröpft ausgebildete, zweite Ende 4 des beweglichen Schenkels 56 des blattfederförmig ausgebildeten Federelements 1 bewegt werden. Wie aus Figur 5 zudem hervorgeht, befindet sich der externe, untere mechanische Anschlag 51 im Gehäuse 41. In diesem ist die Einstellschraube zur Bestimmung der maximalen Verdrehposition des in Figur 5 nicht dargestellten, durch die Schrauben/Drehfeder 59 beaufschlagten Zahnsegments 42 aufgenommen. Mit Bezugszeichen 47 ist die ebenfalls in das Gehäuse 41 eingespritzte gemeinsame Welle bezeichnet, an welcher sowohl das erste Übertragungselement 45 als auch das zweite Übertragungselement 46, welches mit dem Zahnsegment 42 kämmt, aufgenommen sind.

Aus der Darstellung gemäß Figur 6 geht im vergrößerten Maßstab der Anschlagsockel 62 hervor, der die Einstellschraube 54 zur Bestimmung der Notluftposition (NLP) bestimmt. Dieser ist ebenfalls im vorzugsweise als Kunststoffspritzgießbauteil ausgebildeten Gehäuse 41 eingespritzt. Die Kröpfung 61 des freien Endes 4 des beweglichen Schenkels 56 liegt unterhalb der Führungsrippe 53.

Das blattfederförmig ausgebildete Federelement 1 stützt sich in der vorgespannten Einbaulage mit dem starren Schenkel 55 an der ersten Lagerstelle 5 fest am Gehäuse 41 ab. Der bewegliche Schenkel 56 ist mit seinem mit einer Kröpfung 61 ausgebildeten Ende radial entlang der Führungsrippe 53 bewegbar und liegt tangential an der Einstellschraube 54 zur Bestimmung der Notluftposition (NLP) an. Der am Zahnradsegment 42 ausgebildete Mitnehmer, der in die Lagerstelle 24 des beweglichen Schenkels 56 eingreift, läuft auf einem kleineren Radius, verglichen mit dem abgewinkelt ausgebildeten Teil des beweglichen Schenkels 56 des blattfederförmigen Federelements 1. Dadurch ist gewährleistet, dass der Mitnehmer 57 aus Richtung maximale Öffnung kommend, dem beweglichen Schenkel 56 radial von der Führungsrippe 53 nach innen abhebt. In der Weiterbewegung aus der Notluftposition in Richtung auf eine minimale Öffnung der Drosselklappe, reibt der bewegliche Schenkel 56 demzufolge nicht entlang der Führungsrippe 53. Die Führungsrippe 53 ist als eine zur Drosselklappenwelle konzentrischer Kreisabschnitt ausgebildet. Aufgrund dessen weist der bewegliche Schenkel 56 des Federelements 1 in jeder Stellung der Einstellschraube 54 zur Bestimmung der Notluftposition einen Einstellbereich von +/- 1,5 mm auf. Ferner ist dadurch stets ein gleicher radialer Abstand zum Drehzentrum gewährleistet. Daraus folgt, dass die radialen Abstände des Mitnehmers 57 des Zahnradsegments 42, welcher am beweglichen Schenkel 56 anliegt, in Bezug auf den beweglichen Schenkel 56 innerhalb des Einstellbereichs stets gleich sind.

Bezugszeichenliste

1: Federelement
2: C-Form
3: 1. Ende (fest)
4: 2. Ende (beweglich)
5: 1. Lagerstelle (Gehäuse)
6: 1. Auflager
7: 2. Auflager
8: 3. Auflager
9: Krümmung
10: Hauptform (180° bis 360°)
11: 1. Biegung (90°)
12: 2. Biegung (45°)
13: Stellglied
14: Stellglied-Kopf
15: Anlagefläche
16: Lagerung Stellglied

17: Ruheposition Stellglied
18: Ausgelenkte Position Stellglied
19: Ruheposition zweites, bewegbares Ende
20: 1. Einspannvariante
21: 2. Lagerstelle (Gehäuse)
22: 1. Auflager
23: 2. Auflager
a: Abstand Auflager 6, 7
24: Lagerstelle (Stellglied)

30: 2. Einspannvariante
31: gestreckter Abschnitt Feder elemente
32: weiteres Auflager
33: Länge gestreckter Abschnitt
40: Drosseleinrichtung
41: Gehäuse
42: Zahnsegment Stellglied
43: Antrieb
44: Antriebsrad
45: 1. Übertragungselement
46: 2. Übertragungselement
47: gemeinsame starre Achse
48: Gasdurchtrittsöffnung
49: Wandung
50: Verrippung

51: externer, unterer mechanischer Anschlag

53: Führungsrippe im Gehäuse 41
54: Einstellschraube für Notluftposition (für Federelement 1)
55: starrer Schenkel Federelement 1
56: beweglicher Schenkel Federelement 1
57: Blattfedermitnehmer am Zahnsegment

59: Schrauben-/Drehfeder
60: Haken
61: Kröpfung
62: Anschlagsockel

Claims

Stellglied zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, welches zwischen einer minimalen und einer maximalen Position bewegbar ist und durch ein in Schließrichtung wirkendes Federelement sowie durch ein in Öffnungsrichtung wirkendes Federelement (1) beaufschlagt ist, welches ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweist, wobei das erste Ende (3) des Federelementes (1) in einem Gehäuse (41) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) seine ihm innewohnende Eigenspannung in radiale und in tangentiale Richtung entweder an eine am Stellglied (13) ausgebildete Lagerungsstelle (24) oder an eine zweite Lagerstelle (21) des Gehäuses (41) überträgt.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) als C-förmige Blattfeder ausgebildet ist, deren Hauptform (10) zwischen 180° und 360° liegt.
Stellglied gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptform (10) des Federelementes (1) 270° Winkelbereich überstreicht.
Stellglied gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) außer der Hauptform (10) einen gestreckten Abschnitt (31) aufweist, der sich an eine erste Biegung (11) im Bereich des ersten Federendes (3) anschließt.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) mit seinen Enden (3, 4) in Lagerstellen (5, 21) des Gehäuses (41) anliegt, solange das Stellglied (13) nicht in Eingriff mit dem Federelement (1) steht.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) bei Eingriff des Stellgliedes (13) im Bereich des zweiten bewegbaren Endes (4) mit einer Anlagefläche (12) an einer Anlagefläche (15) des Stellgliedes (13) anliegt.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerstelle (5) des Federelementes (1) im Gehäuse (41) mindestens zwei Auflager (6, 7) aufweist und spielbehaftet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerstelle (5) im Gehäuse (41) schlitzförmig ausgebildet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagerstelle (21) des Federelementes (1) im Gehäuse (41) ein erstes Auflager (22) zur Aufnahme radialer Kräfte und ein weiteres Auflager (23) zur Aufnahme tangentialer Kräfte umfasst.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (24) für das ausgelenkte Stellglied (13) als Biegung (12) am Federelement (1) ausgebildet ist, an welcher eine Anschlagseite (15) eines Stellgliedkopfes (14) des Stellgliedes (13) angreift.
Stellglied gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Auflager (23) der zweiten Lagerstelle (21) zur Aufnahme tangentialer Kräfte verstellbar ausgebildet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren Auflager (23) der zweiten Lagerstelle (21) ein Einstellelement (54) ausgebildet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (54) als Einstellschraube ausgebildet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Zahnsegment (42) ausgebildet ist, welches mit einem gehäusefesten Anschlag (51) zusammenwirkt.
Stellglied gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (51) mit einer Einstellschraube (52) zur Drehwegbegrenzung des Zahnsegments (42) ausgebildet ist.
Stellglied gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnsegment (42) einen mit einer Lagerstelle (24) am Federelement (1) zusammenwirkenden Mitnehmer (57) aufweist.
Stellglied gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (13) eine Drosselklappe einer Drosseleinrichtung (40) im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine beaufschlagt.