JP3957757B2 - 駆動機械の出力を制御するための制御装置 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載した駆動機械の出力を制御するための制御装置から出発している。
公知の制御装置（国際特許出願ＷＯ８８／０２０６４）においては、駆動機械の出力を制御するための調節部材が設けられている。この調節部材はスロットルバルブの形態を有している。この調節部材は、調節駆動装置によって調節することができる。調節駆動装置が故障した時若しくは調節駆動装置が遮断された時に、調節部材は非作業位置に位置する。この非作業位置は、駆動機械の緊急運転が可能であるように設計されている。この公知の制御装置においては、調節部材を吸気通路の閉鎖方向に負荷する戻しばねが設けられている。緊急用ばねとして働く第２のばねは、調節部材が非作業位置に達するまで、調節部材を開放方向に負荷する。第２のばねが当接するストッパによって、第２のばねが、調節部材を非作業位置に負荷することができるようになっている。
公知の制御装置は、付加的な強いばねを必要とするという欠点がある。これによって、公知の制御装置の製造コスト及び構造的大きさは不都合な影響を受ける。
本発明の利点
請求項１の特徴概念を有する駆動機械の出力を制御するための、本発明による制御装置は、ばね装置が、調節部材を第１の終端位置の方向からもまた第２の終端位置の方向からも、２つの終端位置の間に位置する非作業位置に調節することができるという利点を有している。これは、必要なばね数を減少させ、これによって、製造コスト及び必要な構造的大きさは有利な形式で明らかに減少される。
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した制御装置の有利な変化実施例及び改良が可能である。
調節部材と中間部材とが回転可能若しくは旋回可能に支承されていて、ばね装置の作用がトルクを生ぜしめるようになっていれば、曲率半径を簡単に合わせることによって、有利な形式で、ばね装置の作用を非常に簡単に合わせることができる。
伝動装置が、調節部材と中間部材若しくは歯車との間で伝動装置段を有していて、この場合、この伝動装置段が、調節部材の回転数を中間部材若しくは中間歯車の方向で増速するようになっていれば、この伝動装置段は、有利な形式で、調節駆動装置の回転数を、調節部材の角速度に伝達する部品としても利用することができる。
第２のばね結合部、若しくは相応に成形された、第２のばね結合部を形成する、ばね装置のばね端部が、非作業位置で非作業位置ストッパに当接すれば、これによって、有利な形式で、必要な構成部材の数をさらに減少させることができる。
非作業位置ストッパが調節部材の調節を規定する場合に、調節部材が、駆動機械が緊急運転時に作業する位置にあるように、非作業位置が規定されていれば、調節駆動装置が故障した時にも駆動機械の緊急運転が可能であるという利点がある。駆動機械が長時間遮断されている場合においても、スロットルバルブはガス通路に固着することはない。
調節駆動装置が、中間部材を介して調節部材に結合されていれば、調節駆動装置から調節部材に向かって回転数を減少させるために、中間部材と調節部材との間の伝動装置段を一緒に利用することができるという利点が得られる。
ばね装置が、スロットルバルブを軸方向で緊締するために共に利用されるようになっていれば、必要な構成部材の数を付加的に明らかに減少させることができるという利点を提供する。
図面
本発明の選択された有利な実施例は、図面に簡単に示されていて、以下に詳しく説明されている。第１図、第２図、第３図及び第６図は、種々異なる実施例の象徴的な形状を示し、第４図、第５図及び第８図は、種々異なる実施例の異なる詳細及び異なる方向から見た図を示す。
実施例の説明
本発明による制御装置は、駆動機械の出力を制御しようとする各駆動機械において使用することができる。駆動機械は、定置に設置されているものか、又は例えば自走式の機械つまり車両であってよい。駆動機械は、例えば空気通路を備えたオットー機関である。この場合、調節部材は例えばスロットルバルブの形状を有している。この駆動機械は、ディーゼルエンジンであってもよい。この場合には、この駆動機械の調節部材は、噴射ポンプの噴射量を調節するための調節レバーである。この駆動機械は電動機であってもよい。電動機である場合には、調節部材は例えば、電動機への給電を変えることができるレバーである。
以下に説明する図示の実施例は、これに限定されるものではないが、簡略化のために、本発明による制御装置はオットー機関を備えた車両に組み込まれているものであることを前提としている。
第１図は、特別に選択された第１の実施例の象徴的形状を示す。
第１図には、ガス通路２と、調節部材４と、調節レバー４ａと、伝達比若しくは伝動装置６と、ばね８ａを備えたばね装置８と、ストッパ部材１２と、歯車伝動装置１４と、調節駆動装置１６と、電気導線１８と、非作業位置ストッパ２０と、第１の終端ストッパ２１と、第２の終端ストッパ２２とが示されている。
ガス通路２は、例えば図示していないエアフィルタから、図示していない駆動機械の燃焼室へ通じている。例えば空気又は燃料・空気混合気が、ガス通路２を通って流れる。第１図に示された実施例においては、調節部材４がスライダ４ｂの形状を有している。スライダ４ｂによって、ガス通路２の自由横断面は多かれ少なかれ開放される。
図面には、矢印２４と、この矢印２４とは逆方向の矢印２６が示されている。有利に選択された実施例においては、調節部材４を矢印２４方向で調節することは、ガス通路２を通る自由な横断面が拡大され、駆動機械によって要求された出力が増大されることを意味する。矢印２６方向で調節することは、駆動機械の出力を低下させることを意味する。
調節駆動装置１６は、例えば電動機有利には高速回転する直流電動機である。調節駆動装置１６は、中間部材１０と、調節レバー４ａ及びスライダ４ｂを備えた調節部材４とを、調節レバー４ａがケーシング固定された第２の終端位置ストッパ２２に当接するまで、矢印２４方向に調節することができ、またスライダ４ｂがケーシング固定された第１の終端位置ストッパ２１に当接するまで、矢印方向２６に調節することができる。
ばね装置８のばね８ａは、第１のばね結合部３１を介して調節部材４の調節レバー４ａに直接結合されていて、また、第２のばね結合部３２を介してストッパ部材１２に結合されている。
第１図に示された実施例においては、伝動装置６は、第１の伝動装置段６ａと第２の伝動装置段６ｂとから構成されている。
ストッパ部材１２と中間部材１０との間には、第２の伝動装置段６ｂの領域内で、第２のばね結合部３２に効果的に配属されたストッパ３２ｂと、中間部材１０に効果的に配属されたストッパ１０ｂとが配置されている。ストッパ部材１２には、同様に第２のばね結合部３２に効果的に配属された別のストッパ３２ａが配置されている。ストッパ部材１２は、ストッパ３２ａで非作業位置ストッパ２０に当接する。
第１図に示されているように、可動な部分は直線状の運動を行うことができる。しかしながら、調節レバー４ａを備えた調節部材４と中間部材１０とストッパ部材１２とは、回転可能若しくは旋回可能に支承されていてよい、ということを指摘しておく。理解し易くするために、以下の説明においては、前記部分は回転可能に支承されていることとする。
第１の伝動装置段６ａは、調節部材４に相対回動不能に結合された調節レバー４ａの回転数を中間部材１０の回転数に変速する。第１の伝動装置段６ａは例えば、調節レバー４ａが１角度単位（例えば１°）だけ回転した時に、中間部材１０が４角度単位（例えば４°）だけ回転するように設計されている。つまり、調節部材４から中間部材１０への回転数の伝達比は、１対４（１：４）である。このように構成された伝動装置段６ａによって、トルクは、中間部材１０に作用するトルクが、ばね装置８によって調節部材４に働くトルクの４分の１（１／４）となるように、変えられる。つまり、調節部材４から中間部材１０へのトルクの伝達比は、４対１（４：１）となる。換言すれば、ばね装置８は、第１のばね結合部３１を介して、矢印２６方向で中間部材１０に働き、この場合、中間部材１０に働くばね装置８のトルクは、第１の伝動装置段６ａによって、７５パーセント（７５％）減って２５パーセント（２５％）に減少する。
第２の伝動装置段６ｂは、例えば、第２の伝動装置段６ｂが、ストッパ部材１２の４角度単位（例えば４°）の旋回運動を、中間部材１０の７角度単位（例えば７°）の旋回運動に変えるように設計されている。これによって、矢印２４方向に働く、ばね装置８のトルクが、ばね結合部３２とストッパ部材１２とストッパ３２ｂとストッパ１０ｂとを介して、中間部材１０に５７パーセント（４／７＝０．５７若しくは５７％）に減少されて伝達される。この実施例では、ばね装置８は、ストッパ部材１２のストッパ３２ａが非作業位置ストッパ２０から持ち上げられている間は、第２のばね結合部３２を介して、５７パーセント（５７％）だけ中間部材１０に作用する。
調節駆動装置１６に給電されない場合には、つまり調節駆動装置１６によってトルクが使用されない場合には、ストッパ部材１２のストッパ３２ａは、非作業位置ストッパ２０に位置し、ストッパ１０ｂはストッパ３２ｂに位置する。また調節部材４は、別の可動な部分と同様に、非作業位置に位置する。この非作業位置は、第１の終端位置ストッパ２１と第２の終端位置ストッパ２２との間の中間位置に位置している。図面は、別の可動な部材と同様に調節部材４の非作業位置を示している。この非作業位置から、調節駆動装置１６は、調節部材４を、矢印２４方向で終端位置ストッパ２２まで、つまり調節レバー４ａが第２の終端位置ストッパ２２に当接するまで調節し、また矢印２６方向で、終端位置ストッパ２１までつまりスライダ４ｂ（スロットルバルブであってもよい）が第１の終端位置ストッパ２１に当接するまで、調節する。
調節部材４が、第１図で示した非作業位置から左側にあれば、ストッパ部材１２は非作業位置ストッパ２０から持ち上げられ、ばね装置８は、第２のばね結合部３２を介して、矢印２４方向で、前記のように例として計算された、本来のトルクの５７パーセント（５７％）だけ中間部材１０に作用する。しかしながらそれと同時に、ばね装置８は、第１のばね結合部３１を介して、矢印２６方向で、本来のトルクの２５パーセント（２５％）だけ中間部材１０に作用するので、矢印２４方向に作用するトルクが中間部材１０に過剰に作用する。例として挙げられた伝達比によって、その結果として生じるトルクは、ばね装置８によって生ぜしめられたトルクの３２パーセント（５７％−２５％＝３２％）だけ、矢印２４方向で中間部材１０に作用する。
調節部材４が、第１図に示された非作業位置から右側に位置すれば、ストッパ部材１２は非作業位置ストッパ２０に当接し、ストッパ１０ｂは、ストッパ３２ｂから持ち上がる。調節部材４のこの位置で、第２のばね結合部３２が非作業位置ストッパ２０に支えられるので、第１のばね結合部３１だけが、矢印２６方向で中間部材１０に２５パーセント（２５％）作用する。
調節駆動装置１６に、電気導線１８を介して給電されると、電気式の調節駆動装置１６は、歯車伝動装置１４と中間部材１０と伝動装置段６ａと調節レバー４ａとを介して、調節部材４を図示の位置から、矢印２６（左方向）にもまた矢印２４（右方向）にも、調節部材４が第１の終端位置ストッパ２１に又は第２の終端位置ストッパ２２に当接するまで、調節することができる。
調節部材４が、第１図に示した非作業位置にあって、調節駆動装置１６が遮断されると、ばね装置８は中間部材１０を矢印２４方向で、ストッパ３２ａが非作業位置ストッパ２０に当接するまで、調節される。この際に、伝動装置段６ａを介して調節部材４は非作業位置まで一緒に調節される。
調節駆動装置１６が調節部材４を、第１図に示した非作業位置から右方向に調節し、次いで調節駆動装置１６が遮断されるか又は故障によって作用しなくなると、ばね装置８は、ストッパ１０ｂがストッパ３２ｂに当接して調節部材４が再び、第１図に示した非作業位置を占めるまで、調節部材４を矢印２６方向（左方向）に調節する。
中間部材１０の運動によって、調節部材４の相応の運動が生ぜしめられる。調節部材４の運動は、伝動装置段６ａを介して、中間部材１０の運動に直接連結されている。伝動装置段６ａによって、調節部材４の運動と中間部材１０の運動との間の伝達比が得られる。
第２図には、本発明による制御装置を実施するための別の実施例による、選択された可能性が概略的に示されている。
すべての図面において、同じ部材又は同じ働きを有する部材には同じ符号が付けられている。反対のことに関して何も述べられていないか、若しくは図面に記載されていなければ、図面に関する説明及び、図示されたことは、別の実施例においても当てはまる。何も説明されていない限りは、種々異なる実施例の詳細は、互いに組み合わせ可能である。
第２図に示した実施例においては、ストッパ部材１２の運動が、角度的に同じ大きさの運動を中間部材１０に伝達する。言い換えれば、第２図に示した実施例において、第２の伝動装置段６ｂで、ストッパ部材１２の旋回運動が、１対１で、中間部材１０の旋回運動に伝達される。従って、第２図の概略的な図面においては、伝動装置段６ｂに関して第１図に示された枠は図示されていない。
この実施例においては、伝動装置６の第１の伝動装置段６ａは例えば、調節レバー４ａの２角度単位（例えば２°）の旋回運動が、中間部材１０の５角度単位（例えば５°）の回転運動に変えられるように設計されている。
この実施例において、調節部材４が、第２図に示された非作業位置の左側にある時には、ばね装置８は、第２の伝動装置段６ｂにおける１対１の伝達比のために、矢印２４方向の減少されないトルクを伴って中間部材１０に作用し、また、第１のばね結合部３１を介して矢印２６方向で、第１の伝動装置段６ａにおける伝達比のために、ばね装置８によって生ぜしめられたトルクの４０％（２／５＝０．４若しくは４０％）が作用する。従って、中間部材１０は、ばね装置８によって生ぜしめされたトルクの６０％を伴って、矢印２４方向で、ストッパ部材１２が非作業位置ストッパ２０に当接するまで、移動せしめられる。非作業位置の右側では、中間部材１０が、矢印２６方向で、ばね装置８によって生ぜしめられたトルクの４０％を伴って負荷される。
第３図には、本発明による制御装置の、別の有利な選択された実施例が象徴的に示されている。
第３図に示された実施例においては、調節レバー４ａと中間部材１０との間の回転数の変換は省かれる。第１の伝動装置段６ａは、調節部材４の旋回運動若しくは回転運動が、同じ大きさの旋回運動若しくは回転運動につまり１対１で、中間部材１０に伝達される。第３図には、第１図で方形の箱として略示された第１の伝動装置段６ａが、略示された方形の歯に置き換えられている。この方形の歯は、調節部材４と中間部材１０とが互いに運動可能に連結されていて、１対１の伝達比を有しているということを象徴している。
この実施例では、伝動装置６の伝動装置段６ｂは、例えば、ストッパ部材１２の回転運動が２角度単位（例えば２°）、中間部材１０の回転運動が１角度単位（例えば１°）であるように、構成されている。これによって、ばね装置８は第２のばね結合部３２を介して中間部材１０に、ばね装置８によって生ぜしめられたトルクの２００パーセント（２００％）を伴って作用する（右方向に）。左方向には、ばね装置８が、第１のばね結合部３１を介して１００パーセント（１００％）のトルクを伴って、中間部材１０に作用する。これによって、調節部材４が第３図に示された非作業位置よりも左側にある時に、中間部材１０がばね装置８によって、ストッパ３２ａが非作業位置２０に当接するまで、矢印２４方向で１００パーセント（２００％−１００％＝１００％）で負荷されるようになっている。非作業位置よりも右側にあると、中間部材１０は、ばね装置８によって生ぜしめられたトルクの１００パーセント（１００％）を、矢印２６方向で負荷される。
第４図及び第５図には、第１図で象徴的に示された実施例が実際にどのように構成され得るかについての、詳細の例が示されている。
第４図に示された実施例においては、調節部材４は、スロットルバルブ４ｄとスロットルバルブ軸４ｗとを有している。スロットルバルブ４ｄは、固定ねじ４ｓを介してスロットルバルブ軸４ｗに堅固に結合されている。歯付きセグメント４ｚはスロットルバルブ軸４ｗに堅固に結合されている。スロットルバルブ４ｄとスロットルバルブ軸４ｗと歯付きセグメント４ｚとは、第１図に示された調節レバー４ａ及び該調節レバー４ａに固定されたスライダ４ｂと同じ作用を有している。
第４図にはケーシング３６が示されている。このケーシング３６は、有利にはスロットルバルブスリーブの形状を有していて、スロットルバルブスリーブとして働く。ケーシング３６には、伝動装置室３６ｒが形成されている。伝動装置室３６ｒは、カバー３６ｄによって覆われている。カバー３６ｄはケーシング３６に属している。
スロットルバルブ軸４ｗは、軸受３４を介してケーシング３６内で回転可能若しくは旋回可能に支承されている。スロットルバルブ軸４ｗは回転軸線４ｘを有している。ケーシング３６内には、軸受３４を受容するための回転切削部３６ａが形成されている。軸受３４の直径は、軸受３４が回転切削部３６ａ内に押し込まれた時にケーシング３６と堅固に結合されるように、回転切削部３６ａに合わせられている。これによって軸受３４は、スロットルバルブ軸４ｗを、半径方向でも軸方向でも保持することができる。軸受３４は例えば滑り軸受である。
第４図に示されているように、中間部材１０は、大きい曲率半径を有する第１の歯列１０ｇと、小さい曲率半径を有する第２の歯列１０ｋとを備えている。中間部材１０は、ケーシング３６に堅固に結合された軸３８に相対回動可能に支承されている。
スロットルバルブ軸４ｗに堅固に結合された歯付きセグメント４ｚは、外歯列４ｋを有している。スロットルバルブ４ｄの調節は一般に９０°で十分であるので、外歯列４ｋは一般に約１１０°の円弧角度に亙って設ければ十分である。
ストッパ部材１２は貫通孔１２ｄを有している。ストッパ部材１２は、貫通孔１２ｄによってスロットルバルブ軸４ｗで自由に回転可能に支承されている。
ばね装置８は、コイル状に巻かれたトーションばね若しくはねじりばね８ｄを有している。ばね装置８のねじりばね８ｄは、歯付きセグメント４ｚに係合する第１のばね端部８ｅと、ストッパ部材１２に係合する第２のばね端部８ｆとを有している。ばね端部８ｅが歯付きセグメント４ｚに係合する箇所では第１のばね結合部３１が形成されていて、第２のばね端部８ｆがストッパ部材１２に係合する箇所では、第２のばね結合部３２が存在する。ばね装置８は、ばね端部８ｅ及び８ｆを介して、調節部材４の歯付きセグメント４ｚ及びストッパ部材１２にトルクを加える。
ばね装置８は、１つだけのねじりばね８ｄの代わりに、２つ又は３つ或いはそれ以上の個別のばねを有していてもよい。これら多数のばねは、これらのばねのうちの１つが故障した時に、残りのばねが、調節部材４を非作業位置に戻すために十分なばね力を有するように設計されている。
伝動装置室３６ｒ内には、特に、中間部材１０とストッパ部材１２とばね装置８と、歯付きセグメント４ｚと角度センサ４０とが配置されている。角度センサ４０の一部は、カバー３６ｄに堅固に結合されており、また角度センサ４０の一部は歯付きセグメント４ｚに設けられている。角度センサ４０は、スロットルバルブ４ｄのその都度の回転位置を検出する。
ばね装置８は、ばね結合部３１及び歯付きセグメント４ｚを介して、回転軸線４ｘを中心としたトルクを調節部材４に伝達し、それとは逆方向のトルクを第２のばね結合部３２を介してストッパ部材１２に伝達する。ねじりばね８ｄの長さは、ばね装置８が前記トルクに付加的な力を回転軸線４ｘに対して軸方向で生ぜしめるように設計されている。この力は、歯付きセグメント４ｚとストッパ部材１２とを軸方向で互いに離れる方向に押し付ける。これによって、ストッパ部材１２は、ケーシング３６内に強く押し込まれた軸受３４に対して軸方向で押し付けられる（第４図で左方向に）。それと同時に、ばね装置８は、歯付きセグメント４ｚを介してスロットルバルブ軸４ｗを右方向に押し付ける。スロットルバルブ軸４ｗに働く、ばね装置８のこの軸方向力を補償するために、スロットルバルブ軸４ｗには凹部４ｅが設けられており、この凹部４ｅ内に固定円板３４ａが挿入されている。固定円板３４ａは、一方では凹部４ｅの縁部で支えられていて、他方では、ばね装置８によって軸方向で軸受３４に向かって押し付けられている（第４図で右方向に）。前述のように、軸受３４は、押し込みによってケーシング３６に堅固に結合されている。ばね装置８によって生ぜしめられた軸方向のプレロード（若しくは予荷重）によって、スロットルバルブ４ｄは、軸方向で正確に位置決めされる。
実施例に示されているように、ばね装置８は、トルクを生ぜしめるためにも、またスロットルバルブ４ｄをガス通路２に対して軸方向で固定するためにも役立つ。
第５図は、第４図に示された矢印Ｖ方向で見た図を示している。第５図には、見やすくするためにカバー３６ｄ及びケーシング３６は図示されていない。第５図には、ケーシング３６のうちの、ケーシング３６に一体成形された非作業位置ストッパ２０と、同様にケーシング３６に一体成形された終端位置ストッパ２１及び２２だけが示されている。
第５図に示されているように、歯付きセグメント４ｚに設けられたストッパが、ケーシング固定された第２の終端位置ストッパ２２に当接する時に、調節部材４の調節運動が矢印２４方向で制限される。矢印２６方向での、調節部材３の回転運動は、歯付きセグメント４ｚに設けられたストッパによって制限される。このストッパは、ケーシング固定された第２の終端位置ストッパ２１に当接することができる。しかしながら、スロットルバルブ４ｄ（第４図）がガス通路２内で旋回することによって、調節部材４の旋回運動を矢印２６方向で制限することも可能である。これに対応して第１図に示した実施例においては、スロットルバルブ４ｄに相当するスライダ４ｂが、矢印２６方向で運動する際に、第１の終端位置ストッパ２１が設けられているガス通路２に当接する。
スロットルバルブ４ｄに結合された歯付きセグメント４ｚが、矢印２６方向（第５図）で回転せしめられると、ガス通路２（第４図）は閉鎖され、駆動機械の出力は低下される。歯付きセグメント４ｚが矢印２４方向で回転すると、ガス通路２は開放し、駆動機械の出力は増大する。
電気式の調節駆動装置１６は、歯付きセグメント４ｚ（第５図）又はスライダ４ｂ（第１図）又はスロットルバルブ４ｄが第１の終端位置ストッパ２１に当接するまで、中間部材１０を介して調節部材４の歯付きセグメント４ｚを矢印２６方向で調節することができる。逆方向（矢印２４）では、歯付きセグメント４ｚが第２の終端位置ストッパ２２に当接するまで（第５図）、調節駆動装置１６は調節部材４を回転させることができる。制御装置は有利には、調節部材４が第１の終端位置ストッパ２１にある時に駆動機械が最小出力で作業し、調節部材４が第２の終端位置ストッパ２２にある時に駆動機械が最大出力で作業するように、設計されている。
ばね装置８は、第１のばね結合部３１及び外歯列４ｋを介して中間部材１０に働き、それと同時に、ばね装置８は、第２のばね結合部３２及びストッパ部材１２及びストッパ結合３２ｂを介して中間部材１０に作用する。外歯列４ｋの曲率半径は、２つのストッパ１０ｂと３２ｂとの間の接触点の半径よりも大きいので、ばね装置８によって、第１図から第３図を用いて説明したような中間部材１０に働く合成トルク（resultierende Drehmoment）が生じる。中間部材１０は歯列１０ｋ，４ｋを介して調節部材４に作用結合するので、調節部材４が図示の非作業位置と第１の終端位置ストッパ２１との間に存在する時に矢印２４方向の合成トルクが生じ、調節部材４が、図示の非作業位置と第２の終端位置ストッパ２２との間に存在する時に矢印２６方向の合成トルクが生じる。
第１図に示した大きさの、伝動装置段６ａ，６ｂを備えた伝動装置６を得るために、外歯列４ｋの曲率半径（第５図）は、歯列１０ｋの曲率半径の数倍に設定されている。これによって、ばね結合部３１から中間部材１０に１対４（１：４）の回転数伝達比、若しくは４対１（４：１）のトルク伝達比が得られる。また、ストッパ３２ｂの曲率半径をストッパ１０ｂの曲率半径に対して７対４（７：４）にすれば、これによって、第２のばね結合部３２から中間部材１０に、４対７（４：７）の回転数伝達比、若しくは７対４（７：４）のトルク伝達比が得られる。
第２図に示した、伝動装置段６ａを備えた伝動装置６を得るためには、ストッパ１０ｂの曲率半径をストッパ３２ｂの曲率半径と同じ大きさにし、外歯列４ｋの曲率半径を、歯列１０ｋの曲率半径の２．５倍（２．５）にする。
伝動装置段６ｂを備えた伝動装置６において、第３図に示した比を得るために、外歯列４ｋの曲率半径を、歯列１０ｋの曲率半径と同じ大きさにし、ストッパ１０ｂの曲率半径をストッパ３２ｂの曲率半径の２倍の大きさにする。
再び第１図を参照すれば、第１の伝動装置段６ａを介して第１のばね結合部３１の回転数を中間部材１０にやや高めて伝達し、同時に第２の伝動装置段６ｂを介して第２のばね結合部３２の回転数を中間部材１０にやや低くして伝達すれば、ばね装置８の意図的な効果を得ることができる。
第４図及び第５図に示されているように、電気式の調節駆動装置１６は、歯車１６ａ及び歯列１０ｇを介して、中間部材１０と作用係合していて、歯列１０ｋ及び外歯列４ｋを介して調節部材４と作用係合している。調節駆動装置１６をできるだけ小さく構成するために、調節駆動装置１６には、電動機特に高回転数を有する直流電動機が使用されている。図面に示されているように、調節駆動装置１６の回転数は、２つの段を介してスロットルバルブ軸４ｗに伝達される。歯車伝動装置１４は第１の段であって、伝動装置６の伝動装置段６ａが第２の段である。本発明に従って構成された制御装置の種々異なる伝動装置段は主として、調節駆動装置１６の高い回転数をスロットルバルブ軸４ｗの低い回転数に減少するためにも共に使用することができるので、制御装置においては全部でわずかな部分しか必要としない。ばね装置８は有利には１つのばねから成っていて、調節部材４を両方向つまり矢印２４と２６方向で非作業位置に調節することができるという、大きな利点がある。付加的なばねは必要ない。
第６図、第７図及び第８図には、第１図から第５図に示したストッパ部材１２をどのようにして省略することができるかについての可能性の例が示されている。
第６図には、本発明による制御装置を構成するための特に有利な別の可能性の実施例が象徴的な形状が示されている。
第６図に示した実施例においては、ばね装置８のばね端部８ｆは、第２のばね結合部３２の領域内で、調節部材４が図示の非作業位置にある時に、ばね端部８ｆが非作業位置ストッパ２０にもまた、中間部材１０に属するストッパにも当接することができるように構成されている。
調節駆動装置１６が調節部材４を、図示の非作業位置から終端位置ストッパ２２の方向に調節すると、ストッパ１０ｂは、ばね端部８ｆに設けられたストッパ３２ｂから持ち上がり、ばね装置８が、終端位置ストッパ２１に向かって（矢印２６）調節部材４に作用する。調節駆動装置１６が調節部材４を、図示の非作業位置から第１の終端位置ストッパ２１に向かう方向（矢印２６）に調節すると、ばね結合部３２は、中間部材１０によって、ストッパ１０ｂ，３２ｂを介して矢印２６方向に連行され、ばね装置８のばね端部８ｆに設けられたストッパ３２ａは、非作業位置２０から持ち上がる。これによって、ばね装置８によって、合成力若しくは合成トルクが、中間部材１０に向かって矢印２４の方向で生じる。この合成力若しくは合成トルクは、中間部材１０から調節部材４に伝達される。つまりばね装置８は、矢印２４方向で、調節部材４が図示の非作業位置に達するまで、調節部材４に作用する。
第６図には、別の実施例が、理解し易くするために及び見易くするために概略的に示されている。第７図及び第８図にはさらに別の実施例が示されているので、実際の実施可能性を明確に認識することができる。
第７図には、選択された特別に有利な別の実施例の横断面図が示されている。
スロットルバルブ軸４ｗの延長部では、カバー３６ｄに、付加部３６ｅとばねガイド部３６ｆが設けられている。
付加部３６ｅではばね装置８が軸方向で支えられているので、ばね装置８は、歯付きセグメント４ｚを介してスロットルバルブ軸４ｗに、回転軸線４ｘに対して長手方向で力を加えることができる。ばね装置８は、スロットルバルブ軸４ｗを介してスロットルバルブ４ｄに堅固に結合された歯付きセグメント４ｚを、端面側で軸受３４に対して緊締する。第７図に示した実施例においては、軸受３４はころがり軸受であって、このころがり軸受は、半径方向でも軸方向でも力を伝達することができる。軸受３４は外レースを有しており、この外レースは、ケーシング３６に対して堅固に固定されている。軸受３４の内レースは、スロットルバルブ軸４ｗを半径方向でガイドする。ケーシング３６に対する外レースの固定は、相応のプレス嵌めによって行うことができる。ばね装置８は歯付きセグメント４ｚに、軸受３４に対してばね弾性的なプレロード（予荷重）を加えることによって、ガス通路２に対するスロットルバルブ４ｄの正確な軸方向ガイドを得ることができる。
第７図に示されているように、ばね装置８の折り曲げられたばね端部８ｅは、歯付きセグメント４ｚに設けられた孔内に懸架されている。この懸架位置に、第１のばね結合部３１が形成されている。
第８図には、制御装置の端面側から見た図が示されている。第８図は、第７図の矢印VIII方向で見た図である。第８図には、見やすくするためにケーシング３６及びカバー３６ｄがほぼ省略されている。ケーシング３６のうちの、ばねガイド部３６ｆの断面図及び、ケーシング３６若しくはカバー３６ｄに位置している非作業位置ストッパ２０の断面図と、ケーシング固定された終端位置ストッパ２１及び２２だけが示されている。この実施例においても、終端位置ストッパ２１は、歯付きセグメント４ｚがケーシング３６に当接できることによって、又は調節部材４のスロットルバルブ４ｄがガス通路２の壁部に当接することによって、形成される。
第７図及び第８図によれば、ばね装置８のねじりばね８ｄはコイル状に巻かれている。ねじりばね８ｄは、ばね結合部３１を介してトルクを調節部材４に加え、またばね結合部３２を介してトルクを中間部材１０に加える。ばね結合部３２の領域内で、ばね装置８のワイヤが半径方向外方に湾曲されている。これによって、ばね端部８ｆは、ばね結合部３２の領域内でてこ腕を形成し、このてこ腕は、調節部材４の位置に応じて、中間部材１０のストッパ１０ｂ及び／又はケーシング固定された非作業位置ストッパ２０に当接する。どの状態で、ばね装置８のばね端部８ｆがストッパ１０ｂに若しくは非作業位置ストッパ２０に当接するかは、第６図に関連して既に詳しく説明されている。
制御装置は、駆動機械の出力を特に自動車の駆動機械の出力を制御するために使用される。調節部材４の位置は、駆動機械の出力を規定する。この制御装置は、特にオットー機関のために設けられており、この制御装置は、調節部材４がスロットルバルブ軸に回転可能に支承されたスロットルバルブであれば、特に有利である。調節駆動装置１６は、第１の終端位置ストッパ２１によって規定された第１の終端位置と第２の終端位置ストッパ２２によって規定された第２の終端位置との間で、調節部材４のスロットルバルブ４ｄを調節するために使用される。ばね装置８は、調節駆動装置１６が故障した時に、スロットルバルブ４ｄを、非作業位置ストッパ２０によって規定される非作業位置に調節する。非作業位置ストッパ２０は、第１の終端位置と第２の終端位置との間に位置している。ばね装置８は、第１のばね結合部３１若しくは第２のばね結合部３２を介して中間部材１０に、この中間部材１０がそれぞれ非作業位置ストッパ２０によって規定された非作業位置に達するまで、作用する。この場合、ばね装置８は、第１のばね結合３１を介しては、中間部材１０を、第１の終端位置ストッパ２１によって規定される第１の終端位置の方向に、また、第２のばね結合部３２を介しては、中間部材１０を、第２の終端位置ストッパ２２によって規定される第２の終端位置の方向に向かって移動させるように作用する。調節部材４は、中間部材１０に作用接続しているか、又は、換言すれば調節部材４は中間部材１０に運動可能に連結されているので、調節駆動装置１６が故障した場合に、調節部材４は中間部材１０と一緒に、所定の非作業位置に達する。ばね装置８と中間部材１０との間には少なくとも１つの伝動装置６が設けられている。この伝動装置６によって、第１の終端位置（第１の終端位置ストッパ２１）と非作業位置（非作業位置ストッパ２０）との間で、第２の終端位置（第２の終端位置ストッパ２２）に向かって中間部材１０に働くばね装置８の作用（力若しくはトルク）が、第１の終端位置（第１の終端位置ストッパ２１）に向かって働く作用よりも大きくなることが達成される。ばね装置８の作用は、第４図、第５図、第７図及び第８図に示されているように、相応の部分が回転可能に支承されているので、相応のトルクが得られる。伝動装置６は、特に第１図から第３図までに伝動装置段６ａ及び６ｂによって詳しく説明されているように、種々異なる伝動装置段を有することができる。
制御装置は有利には、調節部材４が、第１の終端位置ストッパ２１によって規定された第１の終端位置にある時に、駆動機械が最小の出力で作業するか又は完全に遮断されるか若しくは出力を発生しないように構成されている。調節部材４が、第２の終端位置ストッパ２２によって規定された第２の終端位置にあると、駆動機械は有利には最大出力で作業する。
非作業位置ストッパ２０によって規定された非作業位置は、有利には、非作業位置において駆動機械が、自動車の非常運転が可能な程度に大きい出力を発生するように規定されている。
伝動装置６の伝動装置段６ａ，６ｂは、第１の伝動装置段６ａが回転数を第１のばね結合部３１から中間部材１０に第１の伝達比だけ上昇させ、第２の伝動装置段６ｂが第２のばね結合部３２から中間部材１０に第２の伝達比だけ上昇させ、この場合に第１の伝達比は、第２の伝達比よりも大きい。力若しくはトルクに関しては、伝動装置６の伝動装置段６ａ及び６ｂは、第１の伝動装置段６ａがカ若しくはトルクを第１のばね結合部３１から第２の中間部材に第１の伝達比だけ低下させ、第２の伝動装置段６ｂが力若しくはトルクを第２のばね結合部３２から中間部材１０に第２の伝達比だけ低下させ、この場合、第１の伝達比は、第２の伝達比よりも大きい。言い換えれば、伝動装置段６ａにおける、調節部材４から中間部材１０へ伝達される、ばね装置８の力若しくはトルクは、第２の伝動装置段６ｂにおける、第２のばね結合部３２から中間部材１０へ伝達される力若しくはトルクよりも大きく低下せしめられる。第４図、第５図、第７図及び第８図に示された実施例においては、この特に有利な、伝動装置６の分割が選択された、相応の曲率半径によって与えられる。
第１の伝動装置段６ａを介してトルクは調節駆動装置１６からスロットルバルブ４ｄに伝達されるので、第１の伝動装置段６ａのためには歯車伝動装置が特に有利である。第２の伝動装置段６ｂは特に非作業位置を正確に規定するために使用されるので、第２の伝動装置段６ｂの領域内には、高価な歯車伝動装置は必要なく、第４図、第５図、第７図及び第８図に示されているように、相互に係合することができるレバー伝達装置として使用されるストッパ３２ｂ及び１０ｂで十分である。第１の終端位置ストッパ２１によって規定された第１の終端位置と非作業位置との間では、相対的に小さい角度例えば１５°進むだけである。これは同様に、２つのストッパ１０ｂ、３２ｂを備えた簡単に製造可能なレバー伝達装置を可能にする。
非作業位置は、例えば非作業位置ストッパ２０においてねじを使用することによって、調節可能に構成することができる。このねじを介して、調節部材４に属するスロットルバルブ４ｄの非作業位置が調節できる。しかしながらスロットルバルブ４ｄの非作業位置は、制御装置の組み付け時に歯付きセグメント４ｚがスロットルバルブ軸４ｗに対して、ストッパ３２ａが非作業位置ストッパ２０に当接した時にスロットルバルブ４ｄが所望の位置に達するまで、相応に回転せしめられることによって、調節される。次いで初めて歯付きセグメント４ｚはスロットルバルブ軸４ｗに固定される。
図示の実施例に示されているように、ばね装置８（第１図、第２図、第３図及び第６図）のばね８ａ若しくはばね装置８（第４図、第５図第７図及び第８図）のねじりばね８ｄは調節部材４に直接的に枢着若しくはヒンジ接続されている。言い換えれば、ばね装置８は、第１のばね結合部３１を介して直接的に、かつ常に調節部材４に作用する。ばね装置８と調節部材４とを相互に連結及び連結解除する必要は特にない。

Claims (17)

1. 駆動機械特に車両の駆動機械の出力を制御するための制御装置であって、駆動機械の出力を規定する調節部材（４，４ｂ，４ｄ）と、第１の終端位置（２１）と第２の終端位置（２２）との間で調節部材（４，４ｂ，４ｄ）を調節するための調節駆動装置（１６）と、この調節駆動装置（１６）が故障した時に調節部材（４，４ｂ，４ｄ）を非作業位置に調節するばね装置（８）とを有しており、非作業位置（２０）が第１の終端位置（２１）と第２の終端位置（２２）との間に位置している形式のものにおいて、
   調節部材（４，４ｂ，４ｄ）と作用接続している中間部材（１０）が設けられており、この場合、ばね装置（８）が、中間部材（１０）に対して、第１のばね結合部（３１）を介して第１の終端位置（２１）の方向に働き、かつ第２のばね結合部（３２）を介して第２の終端位置（２２）の方向に非作業位置（２０）に達するまで働き、ばね装置（８）と中間部材（１０）との間に少なくとも１つの伝動装置（６，６ａ，６ｂ）が設けられており、該伝動装置によって、第１の終端位置（２１）と非作業位置（２０）との間で中間部材（１０）に対して第２の終端位置（２２）の方向に働くばね装置（８）の第１のばね作用が、第１の終端位置（２１）の方向に働くばね装置（８）の第２のばね作用よりも大きくなっていることを特徴とする、駆動機械の出力を制御するための制御装置。
2. 第１の終端位置に位置する調節部材（４，４ｂ，４ｄ）において駆動機械が最小の出力で、また第２の終端位置（２２）に位置する調節部材（４，４ｂ，４ｄ）のおいて駆動機械が最大の出力で作業する、請求項１記載の制御装置。
3. 調節部材（４，４ｂ，４ｄ）と中間部材（１０）とが回転可能に支承されていて、ばね装置（８）の第１のばね作用が第１のトルクであって、ばね装置（８）の第２の作用が第２のトルクである、請求項１又は２記載の制御装置。
4. 伝動装置（６，６ａ，６ｂ）が第１のばね結合部（３１）と中間部材（１０）との間の第１の伝動装置段（６ａ）と、第２のばね結合部（３２）と中間部材（１０）との間の第２の伝動装置段（６ｂ）とから構成されている、請求項１，２又は３記載の制御装置。
5. 第１の伝動装置段（６ａ）が、第１のばね結合部（３１）から中間部材（１０）へ回転数を第１の伝達比だけ高め、第２の伝動装置段（６ｂ）が、第２のばね結合部（３２）から中間部材（１０）へ回転数を第２の伝達比だけ高めるようになっており、この場合、第１の伝達比が第２の伝達比よりも大きい、請求項４記載の制御装置。
6. 第１の伝動装置段（６ａ）が歯車伝動装置である、請求項４又は５記載の制御装置。
7. 第２の伝動装置段（６ｂ）がレバー伝動装置である、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
8. 第２のばね結合部（３２）は、ストッパ部材（１２）が非作業位置で非作業位置ストッパ（２０）に当接するまで、ストッパ部材（１２）を介して中間部材（１０）に働く、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
9. 第２のばね結合部（３２）は、第２のばね結合部（３２）が非作業位置で非作業位置ストッパ（２０）に当接するまで、中間部材（１０）に働く、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
10. 非作業位置ストッパ（２０）が調節可能である、請求項８又は９記載の制御装置。
11. 非作業位置ストッパ（２０）が駆動機械の緊急運転位置を規定する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の制御装置。
12. 調節駆動装置（１６）が中間部材（１０）を介して調節部材（４，４ｂ，４ｄ）に結合されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の制御装置。
13. 調節駆動装置（１６）と中間部材（１０）との間に、調節駆動装置（１６）の回転数を低下させる歯車伝動装置（１４）が設けられている、請求項１２記載の制御装置。
14. 調節部材（４，４ｂ，４ｄ）が、スロットルバルブ軸（４ｗ）に固定された、回転軸線（４ｘ）を中心にして回転可能にケーシング（３６）内に支承されたスロットルバルブ（４ｄ）であって、ばね装置（８）が、ケーシング（３６）に配属された軸方向ストッパ（３４，３４ａ）に対してスロットルバルブ軸（４ｗ）を軸方向で緊締するために使用される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の制御装置。
15. ばね装置（８）が、スロットルバルブ軸（４ｗ）を軸方向ストッパ（３４，３４ａ）に対して軸方向で緊締するために、対抗方向でケーシング（３６，３６ｄ）に支えられている、請求項１４記載の制御装置。
16. ばね装置（８）がストッパ部材（１２）を介してケーシング（３６）で支えられている、請求項１４記載の制御装置。
17. ばね装置（８）が常に調節部材（４）に働く、請求項１から１６までのいずれか１項記載の制御装置。

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