KR20010049617A

KR20010049617A - 부하 조절 장치

Info

Publication number: KR20010049617A
Application number: KR1020000034841A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 폰베르더
Original assignee: 요한 요트너,헤르베르트 코네감프; 만네스만 파우데오 아게
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2001-06-15
Also published as: US6397815B1; EP1063403A2; BR0002852A; DE19928632A1; EP1063403A3; DE50008803D1; EP1063403B1

Abstract

본 발명은 부하 조절 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 자동차의 내연 기관의 파워를 결정하는 스로틀 밸브(3)용 부하 조절 장치는 탄성 재료로 제조된 비상 동작 스프링(17)을 갖는다. 풀백 스프링(12)은 강철 스프링으로 형성되고 상기 비상 동작 스프링(17)에 의해 조종 샤프트(2)와 연결된 레버(13)에 하우징에 고정된 스토퍼(15)에 대항해서 초기 응력을 준다. 이에 따라, 상기 부하 조절 장치는 매우 간단하게 설계되고 경제적으로 제조될 수 있다.

Description

부하 조절 장치 {LOAD CONTROL DEVICE}

본 발명은 최소 부하 위치와 전부하 위치 사이로 조종 샤프트를 이동시키기 위한 가역 엑추에이터, 최소 부하 방향으로 상기 조종 샤프트에 초기 응력을 주기 위한 풀백 스프링, 및 전부하 위치에서 스토퍼에 의해 정해지는 비상 작동 위치로 조종 샤프트에 초기 응력을 주기 위한 비상 동작 스프링을 포함하는, 특히 스로틀 밸브로 형성되어, 자동차의 내연 기관의 파워를 결정하면서 조종 샤프트에 배치된 조종 부재용 부하 조절 장치에 관한 것이다.

상기 부하 조절 장치는 유럽 특허 출원 공고 제 0 378 737 B1 호에 공지되어 있다. 상기 부하 조절 장치의 가역 엑추에이터는 조종 부재를 가동시키기 위한 전기 모터를 갖는다. 상기 엑추에이터 또는 그 제어 장치의 고장시, 상기 조종 부재는 비상 동작 스프링 및 풀백 스프링에 의해 부득이하게 비상 작동 위치로 이동한다. 상기 비상 작동 위치는 최소 부하 위치와 전부하 위치사이에 존재한다. 상기 비상 작동 위치에서, 더 작은 속도로 자동차를 위험 영역으로부터 이동시키기 위해 내연 기관은 매우 큰 회전 모멘트를 생성한다. 여기서, 상기 비상 동작 스프링 및 풀백 스프링은 각각 강철 스프링으로 형성되며, 상기 비상 동작 스프링의 탄성력은 적어도 풀백 스프링의 탄성력과 같은 크기로 측정된다. 공지된 부하 조절 장치는 비싼 비용으로 설계되고 제조되는 단점이 있다. 또한 서로 반대 방향에 놓인 강철 스프링은 조종 샤프트를 진동하면서 이동시킴으로써, 비상 작동 위치의 정확한 고정은 어려워질 수 있다.

본 발명의 목적은 서두에 언급된 방식의, 매우 저렴한 비용으로 제조되고 비상 작동 위치를 정확하게 고정시킬 수 있는 부하 조절 장치를 설계하는데 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 비상 동작 스프링을 탄성 플라스틱으로 제조함으로써 달성된다.

이러한 형성에 의해, 상기 비상 동작 스프링은 내부 감쇠를 가짐으로써, 조종 샤프트의 발진을 피할 수 있다. 따라서, 비상 작동 위치는 간단히 고정될 수 있고 엑추에이터의 고장시 확실히 달성된다. 또한, 상기 비상 동작 스프링은 조종 샤프트의 스토퍼에 의해 충격을 완화시키기 때문에, 상기 조종 샤프트의 베어링 마멸은 더 적어진다. 내연 기관의 흡입관에서 압력 변동에 의해 야기된 조종 부재 및 조종 샤프트의 진동은 마찬가지로 상기 비상 동작 스프링에 의해 감폭될 수 있다. 상기 비상 동작 스프링은 공지된 부하 조절 장치의 강철 스프링에 비해, 매우 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 부하 조절 장치의 제조 비용이 감소될 수 있다. 탄성 플라스틱으로는 예컨대 고무가 적합하다.

본 발명에 따른 부하 조절 장치는, 상기 비상 동작 스프링이 조종 샤프트 및 풀백 스프링에 의해 비상 작동 위치의 스토퍼에 대해 이동가능한 레버사이에 배치될 때 특히 치밀하게 형성된다.

본 발명에 따른 부하 조절 장치는 상기 조종 샤프트가 엑추에이터의 조종 기어 장치와 직접적으로 작용 결합할 때, 특히 간단하게 매칭될 수 있다. 이러한 형성에 의해, 비상 작동 위치의 고정에 대한 탄성력의 관계는 중요하지 않다. 왜냐하면, 스토퍼에 인접한 레버의 위치에서 비상 작동 위치는 단지 비상 동작 스프링에 의해서만 결정되기 때문이다. 상기 비상 작동 위치와 전부하 위치사이에 비상 동작 스프링과 풀백 스프링이 연속해서 배치된다. 따라서, 풀백 스프링에 비해 상기 비상 동작 스프링의 비용 조절은 필요하지 않다.

본 발명에 따른 부하 조절 장치는 레버가 조종 샤프트를 동심으로 둘러싸는 슬리브를 가질 경우, 구조상 특히 간단하게 형성된다.

상기 비상 동작 스프링은 스토퍼를 갖는 슬리브의 안내 및 고정을 위한 본 발명의 바람직한 개선예에 따라, 상기 비상 동작 스프링이 조종 샤프트를 포함하도록 링형으로 디자인될 때 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 부하 조절 장치는 제조 비용의 추가 감소를 위해, 매우 적은 부품을 갖는다.

상기 비상 동작 스프링의 스프링 특성 라인은, 링형으로 형성된 비상 동작 스프링이 리세스를 가질 때, 본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따라 간단하게 조절될 수 있다. 여기서, 상기 리세스의 크기와 탄성 플라스틱의 질량 및 배치와의 비가 비상 동작 스프링의 스프링 특성 라인을 결정한다.

본 발명에 따른 부하 조절 장치는, 비상 동작 스프링이 재료 결합에 의해 슬리브 및 조종 샤프트에 회전 불가능하게 고정된 부시와 연결된다. 이를 통해, 상기 부하 조절 장치는 인접한 부품과 함께 미리 조립된 구조적 장치를 형성한다. 상기 구조적 장치는 이어서 거기에 제공된 위치에서 샤프트에 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 조종 샤프트의 비상 작동 위치는 스토퍼에 인접한 레버에서 간단히 조절될 수 있다.

상기 비상 작동 위치는 본 발명의 또다른 바람직한 개선예에 따라, 부시와 조종 샤프트간의 회전각을 조절할 수 있을 때 간단히 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 부하 조절 장치의 제조 비용의 추가 감소를 위해, 레버 및 슬리브가 플라스틱으로 일체로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 비상 작동 위치에서의 비상 동작 스프링의 제공된 탄성력은 본 발명의 또다른 바람직한 개선예에 따르면, 상기 슬리브 또는 부시가 비상 동작 스프링의 초기 응력을 위한 프리 스트레스 레버를 가지고, 상기 비상 작동 위치에서 프리 스트레스 레버가 각각의 다른 부품의 스토퍼에 대해 초기 응력을 받을 경우에 간단히 보장될 수 있다.

상기 비상 작동 위치에서의 비상 동작 스프링의 탄성력의 조절은 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 슬리브가 돌출부를 가지는데, 상기 돌출부의 한 측면에는 스토퍼가 배치되고 상기 스토퍼 맞은편 측면에는 경사면이 배치될 경우에 특히 간단하게 형성될 수 있다.

본 발명은 수 많은 실시예를 갖는다. 본 발명의 기본 원리를 더욱 명료하게 설명하기 위해, 두 개의 실시예가 도면에 도시되고 하기에 기술된다.

도 1은 본 발명에 따른 부하 조절 장치의 단면도.

도 2는 비상 작동 위치에 있는 도 1에 따른 부하 조절 장치의 부분 단면의 측면도.

도 3은 라인(Ⅲ-Ⅲ)에 따라 절단된, 도 2의 부하 조절 장치의 부분 영역의 확대된 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 부하 조절 장치의 추가 실시예의 비상 동작 스프링의 조망도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 하우징 2: 조종 샤프트

3: 스로틀 밸브 4: 톱니 세그먼트

5: 작동 부재 6: 조종 기어 장치

7: 조종 모터 8: 구동 피니언

9: 중간 톱니 바퀴 10: 톱니 바퀴

11: 축 12: 풀백 스프링

13, 23: 레버 14, 15, 26: 스토퍼

16, 20: 슬리브 17, 22: 비상 동작 스프링

18, 21: 부시 19: 리세스

24: 프리 스트레스 레버 25:돌출부

27: 경사면

도 1은 도시되지 않은 내연 기관의 파워 조절을 위해 제공된 부하 조절 장치에 배치된 스로틀 밸브 연결부의 하우징(1)의 부분 영역을 보여준다. 상기 하우징(1)에는 스로틀 밸브 샤트트로 형성된 조종 샤프트(2)가 지지되며, 상기 조종 샤프트(2)에는 개략적으로 도시된 스로틀 밸브(3)가 배치된다. 상기 조종 샤프트에 회전 불가능하게, 톱니 세그먼트(4)를 갖는 작동 부재(5)가 놓여있으며, 상기 작동 부재(5)는 조종 기어 장치(6)에 의해 진동할 수 있다.

상기 조종 기어 장치(6)는 조종 모터(7)를 가지며, 상기 조종 모터(7)는 구동 피니언(driving pinion)(8)에 의해 직경이 큰 중간 톱니 바퀴(9)를 구동시킨다. 상기 중간 톱니 바퀴(9)는 직경이 작은 톱니 바퀴(10)와 일체로 제조되고 축(11)에 지지된다. 상기 톱니 세그먼트(4)를 갖는 조종 부재(5)는 상기 중간 톱니 바퀴(9)에 배치된 톱니 바퀴(10)와 영구히 결합된다. 또한, 스로틀 밸브 지지부는 회전 스프링으로 형성된 풀백 스프링(12)을 갖는다. 상기 풀백 스프링(12)의 단부는 조종 샤프트(2)와 연결된 레버(13)에 배치되는 반면, 다른 단부는 하우징에 고정된 스토퍼(14)에 지지된다. 또한, 상기 하우징(1)에는 조종 샤프트(2)와 연결된 레버를 위한 스토퍼(15)가 배치된다.

도 2는 조종 기어 장치(6)에 대해 수직으로 부분 절단된, 도 1의 스로틀 밸브 지지부의 조망도를 보여준다. 여기서, 상기 조종 샤프트(2)와 연결된 레버(13)가 슬리브(16)에 배치된다. 상기 슬리브(16)의 내측에는 탄성 플라스틱으로 제조된 링형 비상 동작 스프링(17)이 고정된다. 도 2에는 비상 작동 위치에 있는 스로틀 밸브 지지부가 도시되며, 상기 스로틀 밸브 지지부에서 도 1에 도시된 조종 모터(7)는 전류가 통하지 않으며, 풀백 스프링(12)은 스로틀 밸브(3)를 상기 위치로 초기 응력을 준다. 직경이 큰 중간 톱니 바퀴가 시계 방향으로 회전할 때, 상기 조종 샤프트(2)에 회전 불가능하게 배치된 작동 부재(5)는 시계 반대 방향으로 움직이며, 여기서 풀백 스프링(12)에 상기 스로틀 밸브(3)가 전부하 위치에 도달할 때까지 응력을 준다. 상기 비상 작동 위치로부터 작동 부재(5)가 시계 방향으로 이동할 때, 상기 조종 샤프트(2)는 슬리브(16)에 대해 비틀린다. 여기서, 상기 슬리브(16)는 레버(13)에 의해 하우징에 고정된 스토퍼(15)에 고정된 회전 위치에 남아있다. 상기 슬리브(16)에 대한 조종 샤프트(2)의 비틀림에 의해, 비상 동작 스프링이 비틀린다.

도 3은 비상 동작 스프링(17)을 수용하는 조종 샤프트(2)의 부분 영역의 단면도를 확대한 것이다. 탄성 플라스틱으로 제조된 비상 동작 스프링(17)은 재료 결합에 의해 부시(18)에 고정된다. 상기 부시(18)는 미리 제공된 위치에 있는 도 1 및 2에 도시된 스로틀 밸브(3)의 회전 위치에서, 조종 샤프트(2)에 고정 용접된다. 또한, 상기 부시(18)는 다수의 내부 톱니를 가지고 상응하는 다수의 외부 톱니에는 조종 샤프트(2)가 설치될 수 있다. 상기 비상 동작 스프링(17)은 제공된 스프링 특선 라인을 생성하기 위해 리세스(19)를 갖는다.

도 4는 탄성 플라스틱으로 제조되어, 슬리브(20)와 부시(21)의 사이에 배치된 비상 동작 스프링(22)의 조망도를 보여준다. 상기 슬리브(20) 및 부시(21)는 도 3에서와 같이, 상기 부시(21)와 회전 불가능하게 연결된 조종 샤프트(2)에 회전 모멘트를 전달하기 위해 사용된다. 상기 슬리브(20)는 도 3에 도시된 풀백 스프링(12)의 연결을 위한 레버(23)를 갖는다. 상기 부시(21)에는 프리 스트레스 레버(24)가 배치된다. 상기 슬리브(20)는 스토퍼(26)를 포함한 돌출부(25)를 가지며, 상기 스토퍼(26)에 대해 프리 스트레스 레버(24)가 초기 응력을 받는다. 이는 비상 작동 위치를 특징짓는다. 도 1에 도시된 조종 샤프트가 최소 부하 위치로 이동할 때, 프리 스트레스 레버(24)는 스토퍼(26)로부터 멀어진다. 상기 프리 스트레스 레버(24)가 돌출부(25)앞에서 초기 응력을 받지 않은 위치에서 초기 응력을 받는 위치로 이동하는 것을 간소화하기 위해, 상기 돌출부(25)는 경사면(27)을 갖는다.

본 발명에 의해 매우 저렴한 비용으로 제조되고 비상 작동 위치를 정확하게 고정시킬 수 있는 부하 조절 장치가 제공된다.

Claims

최소 부하 위치와 전부하 위치 사이로 조종 샤프트를 이동시키기 위한 가역 엑추에이터, 최소 부하 방향으로 조종 샤프트에 초기 응력을 주기 위한 풀백 스프링, 및 전부하 방향에서 스토퍼에 의해 정해지는 비상 작동 위치로 조종 샤프트에 초기 응력을 주기 위한 비상 동작 스프링을 포함하는, 특히 스로틀 밸브로 형성되어, 자동차의 내연 기관의 파워를 결정하면서 조종 샤프트에 배치된 조종 부재를 위한 부하 조절 장치에 있어서,

상기 비상 동작 스프링(17, 22)이 탄성 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
제 1항에 있어서,

상기 비상 동작 스프링(17, 22)이 조종 샤프트(2)와 풀백 스프링(12)에 의해 비상 작동 위치의 스토퍼(15)에 대항해서 이동가능한 레버(13, 23) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 조종 샤프트(2)가 엑추에이터의 조종 기어 장치(6)와 작용 결합하는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버(13, 23)가 상기 조종 샤프트를 동심으로 둘러싸는 슬리브(16, 20)를 갖는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비상 동작 스프링(17, 22)이 조종 샤프트(2)를 링형으로 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

링형으로 형성된 비상 동작 스프링(17)이 리세스(19)를 갖는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비상 동작 스프링(17, 22)이 재료 결합에 의해 슬리브(16, 20) 및 조종 샤프트(2)에 회전 불가능하게 고정된 부시(18, 21)에 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부시(18, 21) 및 조종 샤프트(2)간의 회전각이 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버(13, 23) 및 상기 슬리브(16, 20)가 플라스틱으로 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬리브(20) 또는 상기 부시(21)가 상기 비상 동작 스프링(22)의 초기 응력을 위한 프리 스트레스 레버(24)를 가지며, 상기 프리 스트레스 레버(24)가 각각의 다른 부품의 스토퍼(26)에 대항해서 비상 작동 위치로 초기 응력을 받는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬리브(20)가 돌출부(25)를 가지며, 상기 돌출부(25)의 한 측면에는 상기 스토퍼(26)가 배치되고, 상기 스토퍼(26) 맞은편 측면에는 경사면(27)이 배치되는 것을 특징으로 하는 부하 조절 장치.