WO1997037116A1 - Steuereinrichtung zum steuern einer leistung einer antriebsmaschine - Google Patents

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WO1997037116A1
WO1997037116A1 PCT/DE1996/002220 DE9602220W WO9737116A1 WO 1997037116 A1 WO1997037116 A1 WO 1997037116A1 DE 9602220 W DE9602220 W DE 9602220W WO 9737116 A1 WO9737116 A1 WO 9737116A1
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spring
intermediate member
stop
control device
end position
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PCT/DE1996/002220
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English (en)
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Inventor
Eckard Reiling
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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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
    • 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
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • Control device for controlling a power of an engine
  • the invention is based on a control device for controlling an output of a drive machine according to the preamble of claim 1.
  • a known control device (international patent application WO 88/02064) there is an adjusting element for controlling the power of a drive machine.
  • the actuator has the shape of a throttle valve.
  • the actuator can be adjusted using an actuator. If the actuator fails or the actuator is switched off, the actuator is in a rest position. The rest position is dimensioned so that emergency operation of the drive machine is possible.
  • there is a return spring which acts on the actuating element in the direction of closing the suction channel.
  • a second spring acting as an emergency running spring acts on this Control element in the direction of opening until the control element reaches the rest position. By means of a stop against which the second spring can come to rest, it is achieved that the second spring can only act on the actuating element up to the rest position.
  • the known control device has the disadvantage that an additional, powerful spring is required, which has a negative effect on the production outlay and the size of the known control device.
  • the control device according to the invention for controlling an output of a drive machine with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the spring device can adjust the actuating element from the direction of the first end position as well as from the direction of the second end position into the rest position lying between the two end positions. This reduces the number of springs required, which advantageously significantly reduces the manufacturing outlay and the installation space required.
  • control element and the intermediate element are rotatably or pivotably mounted and the effects of the spring device occur as torques, then can advantageously, the effects of the spring device can be adjusted very simply by simply tuning the radii.
  • this gear stage increases the speed from the actuator in the direction of the intermediate member or idler gear
  • this gear stage can advantageously as part of the translation of the speed of the actuator to the angular speed of the control element can also be used.
  • the second spring linkage or the correspondingly shaped spring end of the spring device forming the second spring linkage comes into contact with the rest stop in the rest position, the number of components required is further advantageously reduced.
  • the idle stop is set so that when the idle stop determines the position of the actuating element, the actuating element is in a position in which the prime mover operates in emergency operation, then this has the advantage that emergency operation of the prime mover is possible even if the actuator fails .
  • the throttle valve also cannot freeze to the gas duct if the engine is parked for a longer period.
  • FIGS. 1, 2, 3 and 6 show different exemplary embodiments in symbolic form and FIGS. 4, 5, 7 and 8 show different details and views of different exemplary embodiments.
  • the control device can be used in any drive machine in which the power of the drive machine is to be controlled.
  • the prime mover can either be stationary, or it can e.g. B. a self-propelled machine, ie a vehicle.
  • the prime mover is, for example, an Otto engine with a suction channel.
  • the actuator has the shape of a throttle valve, for example.
  • the prime mover can also be a diesel engine, in which case the adjusting element is an adjusting lever for adjusting the Injection quantity of the injection pump can act.
  • the prime mover can also be an electric motor. Then the actuating element is, for example, a lever with which the energization of the electric motor can be changed.
  • control device according to the invention is installed in a vehicle with an Otto engine.
  • FIG. 1 shows a first particularly selected exemplary embodiment in symbolic form.
  • FIG. 1 shows a gas channel 2, an actuating element 4, an actuating lever 4a, a transmission ratio 6 of a transmission, a spring device 8 with a spring 8a, an intermediate member 10, a stop piece 12, a transmission ratio 14, an actuator 16, an electrical line 18 , a rest stop 20, a first end position stop 21 and a second end division diagram 22.
  • the gas duct 2 leads, for example, from an air filter, not shown, to combustion chambers of the drive machine, not shown. Air or a fuel-air mixture flows through the gas channel 2, for example.
  • the actuator 4 has the shape of a slide 4b.
  • the free cross section of the gas channel 2 can be opened more or less with the slide 4b.
  • an arrow 24 and an arrow 26 pointing in the opposite direction are shown.
  • an adjustment of the actuating element 4 in the direction of the arrow 24 means an enlargement of the free cross section through the gas channel 2 and thus an increase in the power required by the drive machine. Adjustment in the direction of arrow 26 means reduction in the power of the drive machine.
  • the actuator 16 is, for example, an electric motor, preferably a tendon-running DC motor.
  • the actuator 16 can the intermediate member 10, the
  • the spring 8a of the spring device 8 is connected directly to the actuating lever 4a of the actuating element 4 via a first spring linkage 31, and via a second
  • the translation 6 is composed of a first gear stage 6a and a second gear stage 6b.
  • a stop 32b which is operatively assigned to the second spring linkage 32
  • a stop 10b which is operatively assigned to the intermediate member 10.
  • the movable parts can perform straight-line movements.
  • the control element 4 with the control lever 4a, the intermediate member 10 and the stop piece 12 can also be rotatably or pivotably mounted.
  • the parts mentioned are rotatably mounted.
  • the first gear stage 6a translates the rotational speed of the actuating lever 4a, which is connected in a rotationally fixed manner to the actuating element 4, into a rotational speed of the intermediate member 10.
  • the first gear stage 6a is designed, for example, such that the intermediate member 10 rotates by four angular units (for example 4 °) when the Control lever 4a rotates by an angle unit (for example 1 °). This means that the translation of the speed from the control element 4 to the intermediate member 10 is one to four (1: 4).
  • the gear stage 6a designed in this way the torque is reshaped such that the torque acting on the intermediate member 10 exerts a quarter (1/4) of that exerted on the actuating element 4 by the spring device 8 Torque is.
  • the translation of the torque from the actuating element 4 to the intermediate element 10 is four to one (4: 1).
  • the spring device 8 acts on the intermediate member 10 in the direction of the arrow 26 via the first spring linkage 31, the torque of the spring device 8 on the intermediate member 10 being increased by seventy-five percent (75%) to twenty-five percent (25th) through the first gear stage 6a %) is reduced.
  • the second gear stage 6b can, for example, be designed such that the second gear stage 6b converts a pivoting movement of the stop piece 12 by four angular units (e.g. 4 °) into a pivoting movement of the intermediate member 10 by seven
  • Angular units e.g. 7 °.
  • the spring device 8 can act on the intermediate member 10 with fifty-seven percent (57%) via the second spring linkage 32, as long as the stop piece 12 has lifted off the rest stop 20 with its stop 32a.
  • the actuator 16 If the actuator 16 is not energized, so no torque is exerted by the actuator 16, then the stop 32a of the stop piece 12 is at the rest stop 20 and the stop 10b is against the stop 32b. Then there is the control element 4, as well the other moving parts, in a rest position.
  • the rest position is in an intermediate position between the first end stop 21 and the second end stop 22.
  • the drawing shows the actuating element 4, as well as the other movable parts, in the rest position. Starting from the rest position, the actuator 16 can move the actuating element 4 in the direction of the arrow 24 to the end position stop 22, ie until the actuating lever 4a comes into contact with the second end position stop 22, and in the direction of the arrow 26 to
  • the stop piece 12 has lifted off the rest stop 20 and the spring device 8 can, via the second spring linkage 32, on the intermediate member 10 in the direction of arrow 24 with the fifty-seven calculated as an example above Percent (57%) of the original torque act.
  • the spring device 8 also acts via the first spring linkage 31 in the direction of arrow 26 on the intermediate member 10 with twenty-five percent (25%) of the original torque, so that a torque acting in the direction of arrow 24 acts on the intermediate member 10 as excess.
  • the electric actuator 16 can, via the gear ratio 14, via the intermediate member 10, via the gear stage 6a, via the actuating lever 4a, the actuating element 4 starting from the rest position shown in FIG Adjust the direction of arrow 26 (to the left) as well as in the direction of arrow 24 (to the right) until the actuating element 4 at the first end stop 21 or the second
  • the actuator 16 has the actuating element 4, starting from the rest position shown in FIG adjusted to the right, and then the actuator 16 is switched off or becomes ineffective due to a defect, then the spring device 8 adjusts the adjusting element 4 in the direction of the arrow 26 (to the left) until the stop 10b comes to rest against the stop 32b and until that Control element 4 is again in the rest position shown in Figure 1.
  • Movements of the intermediate member 10 lead to corresponding movements of the actuating element 4.
  • the movements of the actuating element 4 are directly coupled to the movements of the intermediate member 10 via the gear stage 6a.
  • the gear stage 6a provides a translation between the movements of the adjusting element 4 and the movements of the intermediate member 10.
  • FIG. 2 shows, in symbolic form, a further possibility, selected by way of example, for implementing the control device according to the invention.
  • a pivoting movement of the stop piece 12 is transmitted one to one into a pivoting movement of the intermediate member 10 at the second gear stage 6b, which is why, in the case of the symbolic representation of FIG. 2, in the gear stage 6b that in the figure 1 box shown is not shown.
  • the first gear stage 6a of the transmission ratio 6 is designed, for example, such that a pivoting movement of the actuating lever 4a by two angular units (e.g. 2 °) is converted into a rotary movement of the intermediate member 10 by five angular units (e.g. 5 °).
  • FIG. 3 symbolically shows a further preferred embodiment of the control device according to the invention.
  • the speed is not converted between the actuating lever 4a and the intermediate member 10.
  • the first gear stage 6a is designed in such a way that a pivoting movement or a rotary movement of the actuating element 4 results in a pivoting movement or rotary movement of equal magnitude, i. H. one to one, is transferred to the intermediate member 10.
  • the rectangular box symbolizing the first gear stage 6a in FIG. 1 is symbolically replaced by rectangular teeth, which is intended to symbolize that the control element 4 and the
  • Intermediate member 10 are coupled to each other in terms of movement and the ratio is one to one.
  • the gear stage 6b of the transmission 6 is designed, for example, such that a rotational movement of the stop piece 12 by two angular degrees (eg 2 °) results in a rotational movement of the intermediate member 10 by an angular unit (1 °).
  • the spring device 8 acts on the intermediate member 10 via the second spring link 32 with two hundred percent (200%) of the torque generated by the spring device 8 (to the right). It looks to the left Spring device 8 via the first spring linkage 31 to the intermediate member 10 with one hundred percent (100%) torque. This has the effect, when the actuating element 4 is to the left of the rest position shown in FIG. 3, that the intermediate member 10 is from the
  • FIGS. 4 and 5 show examples of details of how the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in a more symbolic form can be implemented in practice.
  • the actuator 4 comprises a throttle valve 4d and a throttle valve shaft 4w.
  • the throttle valve 4d is firmly connected to the throttle valve shaft 4w via a fastening screw 4s.
  • a toothed segment 4z is firmly connected to the throttle valve shaft 4w.
  • Tooth segment 4z have the same function as the control lever 4a shown in FIG. 1 and the slide 4b attached to the control lever 4a.
  • FIG. 4 shows a housing 36.
  • the housing 36 preferably has the shape of a throttle valve connector and serves as a throttle valve connector.
  • On the housing 36 is a Gear box 36r formed.
  • the gear chamber 36r is covered by a cover 36d.
  • the cover 36d belongs to the housing 36.
  • the throttle valve shaft 4w is rotatably or pivotably mounted in the housing 36 via a bearing 34.
  • the throttle valve shaft 4w has an axis of rotation 4x.
  • In the housing 36 there is a recess 36a for receiving the bearing 34.
  • the bearing 34 has an outer diameter which is matched to the recess 36a in such a way that the bearing 34 is rigidly connected to the housing 36 after it has been pressed into the recess 36a. As a result, the bearing 34 can hold the throttle valve shaft 4w both in the radial and in the axial direction.
  • the bearing 34 is, for example, a plain bearing.
  • the intermediate member 10 has the shape of a gearwheel with a first toothing 10g with a large radius and a second toothing 10k with a small radius.
  • the intermediate member 10 is rotatably mounted on an axle 38 which is fixedly connected to the housing 36.
  • the toothed segment 4z firmly connected to the throttle valve shaft 4w has an external toothing 4k.
  • Adjusting the throttle valve 4d is usually 90 °, so that an angular arc of approximately 110 ° is usually sufficient for the external toothing 4k.
  • the stop piece 12 has a through hole 12d.
  • the stop piece 12 is by means of the through hole 12d on the throttle valve shaft 4w freely rotatable.
  • the spring device 8 comprises a helically wound torsion spring 8d.
  • the torsion spring 8d of the spring device 8 has a first spring end 8e acting on the toothed segment 4z and a second spring end 8f acting on the stop piece 12.
  • the first spring linkage 31 is formed at the point where the spring end 8e engages the toothed segment 4z, and the second spring linkage 32 is located where the second spring end 8f engages the stop piece 12.
  • the spring device 8 can be via the spring ends 8e and 8f exert a torque on the toothed segment 4z of the actuating element 4 and on the stop piece 12.
  • the spring device 8 can also comprise two or three or more individual springs instead of just one torsion spring 8d. These several springs can be dimensioned such that if one of the springs fails, the rest of the springs are strong enough to return the actuating element 4 to the rest position.
  • Spring device 8 the tooth segment 4z and an angle sensor 40.
  • a part of the angle sensor 40 is firmly connected to the cover 36 and a part of the angle sensor 40 is located on the tooth segment 4z.
  • the angle sensor 40 can sense the respective rotational position of the throttle valve 4d.
  • the spring device 8 generates a torque about the axis of rotation 4x via the spring linkage 31 and via the toothed segment 4z on the actuating element 4 and an opposing torque via the second spring linkage 32 on the stop piece 12.
  • the length of the torsion spring 8d is dimensioned such that the spring device 8 In addition to this torque, a force is generated 4x to the axis of rotation. This force tends to axially push the tooth segment 4z and the stop piece 12 apart. This will make it
  • Stop piece 12 axially pressed against the bearing 34 firmly pressed into the housing 36 (to the left in FIG. 4).
  • the spring device 8 presses the throttle valve shaft 4w to the right via the toothed segment 4z. To absorb this axial force
  • Spring device 8 on the throttle valve shaft 4w is provided in the throttle valve shaft 4w with a recess 4e with an inserted locking washer 34a.
  • the locking washer 34a is supported on the one hand on the edge of the recess 4e and on the other hand by the
  • Spring device 8 axially pressed against the bearing 34 (to the right in FIG. 4). As already mentioned, the bearing 34 is firmly connected to the housing 36 by pressing. Due to the axial preload caused by the spring device 8 on the
  • Throttle valve shaft 4w the throttle valve 4d is positioned exactly in the axial direction.
  • the spring device 8 can serve both to generate a torque and to axially fix the throttle valve 4d with respect to the gas channel 2.
  • FIG. 5 shows a view in the direction of an arrow shown in FIG. 4 and labeled V.
  • the cover 36d and the housing 36 are not shown in FIG. 5.
  • the housing 36 only the rest stop 20 molded onto the housing 36 and the end position stops 21 and 22 also molded onto the housing 36 are shown in FIG.
  • the actuating movement of the actuating element 4 is limited in the direction of the arrow 24 when a stop provided on the toothed segment 4z comes to rest on the second end position stop 22 fixed to the housing.
  • the rotational movement of the actuating element 4 in the direction of the arrow 26 is limited by a stop provided on the toothed segment 4z, which can come to rest on the first end position stop 21 fixed to the housing.
  • the pivoting movement of the adjusting element 4 in the direction of the arrow 26 in that the throttle valve 4d (FIG. 4) starts on the gas channel 2. It is correspondingly the case in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, in which the slide 4b corresponding to the throttle valve 4d strikes the gas channel 2 on movement in the direction of the arrow 26, at which the first end position stop 21 is located.
  • the electric actuator 16 can adjust the toothed segment 4z of the adjusting element 4 in the direction of arrow 26 via the intermediate member 10 until the toothed segment 4z (FIG. 5) or the slide 4b (FIG. 1) or the throttle valve 4d at the first end position stop 21 Facility is coming. In the opposite direction (in the direction of arrow 24), the actuator 16 can rotate the actuating element 4 until the toothed segment 4z on the second
  • the control device is preferably designed so that the prime mover operates with minimal power when the actuator 4 is at the first end stop 21 and when the actuator 4 is at the second end stop 22, then the prime mover operates at maximum power.
  • the spring device 8 acts on the intermediate member 10 via the first spring linkage 31 via the external toothing 4k, and in addition the spring device 8 acts on the intermediate link 10 via the stop piece 12 via the stopper 32b
  • Control element 4 in the direction of arrow 26 when the control element 4 is between the rest position shown and the second end position stop 22.
  • the radius of the external toothing 4k (FIG. 5) is made four times as large as the radius of the toothing 10k, which is caused by the spring linkage 31 on the Intermediate member 10 gives a speed ratio of one to four (1: 4) or a torque ratio of four to one (4: 1). And one makes the radius of the stop 32b in relation to the radius of the stop 10b in a ratio of seven to four (7: 4), which is one of the second spring linkage 32 on the intermediate member 10
  • the radius of the stop 10b is selected to be as large as the radius of the stop 32b, and the wheel s of the external toothing 4k is made two and a half (2.5) 3.1 as large like the radius of the toothing 10k.
  • Actuator 16 via a toothed wheel 16a via the toothing 10g in active engagement with the intermediate member 10 and via the toothing 10k and the external toothing 4k in active engagement with the actuating element 4.
  • an electric motor in particular a, is used for the actuator 16 DC motor, used at high speed.
  • the speed of the actuator 16 is transmitted to the throttle valve shaft 4w over two stages.
  • Gear ratio 14 is the first stage and gear stage 6a of gear ratio 6 is the second stage. Since the various gear stages of the control device embodied according to the invention can essentially also be used to reduce the high speed of the actuator 16 to a low speed of the throttle valve shaft 4w, the Control device overall requires few parts. There is the great advantage that the spring device 8, which can preferably consist of a single spring, the actuating element 4 in both directions of rotation, ie in the direction of the two arrows 24 and 26, in the
  • FIGS. 6, 7 and 8 show examples of ways in which the stop piece 12 shown in FIGS. 1 to 5 can be dispensed with.
  • FIG. 6 shows, in symbolic form, a further example of a particularly advantageous possibility for executing the control device according to the invention.
  • the spring end 8f of the spring device 8 is formed in the region of the second spring link 32 so that the
  • Spring end 8f when the actuating element 4 is in the rest position shown in the drawing, can rest against both the rest stop 20 and the stop 10b assigned to the intermediate member 10.
  • the stop 10b lifts off the stop 32b provided at the spring end 8f, and the spring device 8 acts on the actuating element 4 in the direction of the first end position stop 21 (arrow 26 ).
  • the spring link 32 is carried by the intermediate member 10 via the stops 10b, 32b in the direction of arrow 26, and the stop 32a at the spring end 8f of the spring device 8 lifts off the rest stop 20.
  • the spring device 8 results in a resultant force or a resultant torque on the intermediate member 10 in the direction of the arrow 24. This resultant force or this resultant torque is transmitted from the intermediate member 10 to the actuating element 4.
  • the spring device 8 thus acts in the direction of arrow 24 on the actuating element 4 until the actuating element 4 reaches the rest position shown in the drawing.
  • FIG. 6 shows the further exemplary embodiment for the purpose of better understanding and larger
  • FIG. 7 shows a cross section through another selected, particularly advantageous
  • a shoulder 36e and a spring guide 36f are provided on the cover 36d.
  • the spring device 8 can be supported on the shoulder 36e in the axial direction, so that the spring device 8 can exert a force on the throttle valve shaft 4w in the longitudinal direction to the axis of rotation 4x via the toothed segment 4z.
  • the spring device 8 spans the
  • Throttle valve shaft 4w firmly connected to the throttle valve 4d toothed segment 4z on the end against the bearing 34.
  • the bearing 34 is a roller bearing which can transmit forces both in the radial direction and in the axial direction.
  • the bearing 34 has an outer ring which is fixedly fixed relative to the housing 36.
  • An inner ring of the bearing 34 guides the throttle valve shaft 4w in the radial direction.
  • the outer ring can be fixed relative to the housing 36 by means of an appropriate press fit.
  • the bent spring end 8e of the spring device 8 is suspended in a bore provided in the tooth segment 4z.
  • the first spring linkage 31 is formed at this suspension point.
  • FIG. 8 shows an end view of the control device.
  • the direction of view assumed for FIG. 8 is indicated in FIG. 7 with an arrow marked VIII.
  • FIG. 8 essentially shows that
  • Housing 36 and cover 36d omitted. Of the housing 36 are only a section through the spring guide 36f and a section through the rest stop 20, which is located on the housing 36 or on the cover 36d, and the end stops 21 and 22 fixed to the housing.
  • the end position stop 21 can be formed in that the toothed segment 4z can come into contact with the housing 36 or in that the throttle valve 4d of the actuating element 4 strikes the wall of the gas channel 2.
  • the torsion spring 8d of the spring device 8 is wound helically.
  • the torsion spring 8d can exert a torque on the actuating element 4 via the spring linkage 31 and a torque on the intermediate member 10 via the spring linkage 32.
  • the spring linkage 32 In the area of the spring linkage 32
  • the control device serves to control the power of a drive machine, in particular a drive machine of a vehicle.
  • the position of the actuator 4 determines the performance of the prime mover.
  • the control device is provided in particular for Otto engines, and the control device is particularly expedient when the control element 4 is a throttle valve rotatably mounted on a throttle valve shaft.
  • the actuator 16 serves to adjust the throttle valve 4d of the actuating element 4 between the first end position determined by the first end position stop 21 and the second end position determined by the second end position stop 22. If the actuator 16 fails, the spring device 8 places the throttle valve 4d in the rest position, which is determined by the rest stop 20.
  • the rest stop 20 lies between the first end position and the second end position.
  • the spring device 8 acts on the actuating element 4 via the first spring linkage 31 and on the intermediate element 10 in the direction of the first end position, which is determined by the first end position stop 21, and via the second spring linkage 32 on the intermediate member 10 in the direction of the second End position, which is determined by the second end stop 22, until the rest position determined by the rest stop 20 is reached. Because the actuating element 4 is operatively connected to the intermediate element 10, or in other words, because the actuating element 4 is coupled to the intermediate element 10 in terms of movement, if the actuator 16 fails, the actuating element 4 together with the intermediate element 10 reaches the intended rest position.
  • At least one transmission 6 is provided between the spring device 8 and the intermediate member 10. With the translation 6 it is achieved that between the first end position (first end position stop 21) and the rest position (rest stop 20) the effect (force or
  • Torque of the spring device 8 on the intermediate member 10 in the direction of the second end position (second End position stop 22) is greater than the effect of the spring device 8 in the direction of the first end position (first end position stop 21).
  • the effect of the spring device 8 are forces which, because the corresponding parts, as shown in FIGS. 4, 5, 7 and 8, are rotatably mounted, result in corresponding torques.
  • the gear ratio 6 can have different gear stages, as is explained in detail in particular with reference to FIGS. 1 to 3 with the gear stages 6a and 6b.
  • the control device is preferably designed so that when the actuating element 4 is in the first end position determined by the first end position stop 21, the drive machine operates with minimal power or is completely switched off or does not deliver any power. If the actuating element 4 is in the second end position determined by the second end position stop 22, the drive machine preferably works with maximum power.
  • the rest position determined by the rest stop 20 is preferably set so that in the rest position the engine delivers so much power that emergency operation of the motor vehicle is possible.
  • gear stages 6a and 6b of the transmission ratio 6 in such a way that the first gear stage 6a increases the speed from the first spring linkage 31 to the intermediate member 10 by a first transmission ratio and the second gear stage 6b increases the speed from the second Spring linkage 32 on the intermediate member 10 increased by a second translation amount, the first translation amount being greater than the second translation amount.
  • the gear stages 6a and 6b of the transmission ratio 6 such that the first transmission stage 6a transfers the force or the torque from the first spring linkage 31 to the intermediate member 10 by a first transmission amount is reduced and the second gear stage 6b reduces the force or the torque from the second spring linkage 32 to the intermediate member 10 by a second gear ratio, the first gear ratio being greater than the second gear ratio.
  • the first transmission stage 6a transfers the force or the torque from the first spring linkage 31 to the intermediate member 10 by a first transmission amount is reduced and the second gear stage 6b reduces the force or the torque from the second spring linkage 32 to the intermediate member 10 by a second gear ratio, the first gear ratio being greater than the second gear ratio.
  • a gear ratio is particularly useful for the first gear stage 6a. Since the second gear stage 6b is also used in particular for the exact determination of the rest position, in the area of the second gear stage 6b no complex gearwheel translation is required, but rather how 4, 5, 7 and 8, the stops 32b and 10b, which can be brought into mutual engagement and serve as lever transmission. Between the first end position determined by the first end position stop 21 and the rest position, only a relatively small angle, for example 15 °, is covered, which likewise enables the lever transmission with the two stops 10b, 32b, which is easy to produce.
  • the rest stop 20 can be designed to be adjustable, for example by using a screw on the rest stop 20.
  • the screw can be used to set the rest position of the throttle valve 4d belonging to the actuating element 4.
  • the rest position of the throttle valve 4d can also be adjusted by turning the toothed segment 4z correspondingly with respect to the throttle valve shaft 4w until the throttle valve 4d reaches the desired position when the stop 32a is in contact with the rest stop 20. Only then is the toothed segment 4z fixed on the throttle valve shaft 4w.
  • the spring 8a of the spring device 8 (FIGS. 1, 2, 3, 6) or the torsion spring 8d of the spring device 8 (FIGS. 4, 5, 7, 8) is articulated directly on the actuating element 4.
  • the spring device 8 acts directly and continuously on the actuating element 4 via the first spring linkage 31.
  • nothing is required which the spring device 8 should alternately couple and uncouple with the actuating element 4.

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Abstract

Es gab bisher bereits Steuereinrichtungen, bei denen die Drosselklappe bei Ausfall des Stellantriebs in eine Notlaufposition gelangt. Dazu ist bisher eine zusätzliche Feder erforderlich. Bei der hier vorgeschlagenen Steuereinrichtung kann bei Ausfall des Stellantriebs (16) die eine Feder (8) die Drosselklappe (4d) in die zwischen den beiden Endstellungen liegende Notlaufposition bringen. Erreicht wird dies durch unterschiedlich große Übersetzungen (6a, 6b) zwischen den beiden Federanlenkungen (31, 32) und einem Zwischenglied. Dazu ist keine zusätzliche Feder erforderlich. Die Steuereinrichtung ist insbesondere für Fahrzeuge mit einer Drossel-Brennkraftmaschine geeignet.

Description

Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebsmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Steuereinrichtung (internationale Patentanmeldung WO 88/02064) gibt es ein Stellelement zum Steuern der Leistung einer Antriebsmaschine. Das Stellelement hat die Form einer Drosselklappe. Das Stellelement kann mit Hilfe eines Stellantriebs verstellt werden. Bei Ausfall des Stellantriebs bzw. bei abgeschaltetem Stellantrieb steht das Stellelement m einer Ruheposition. Die Ruheposition ist so bemessen, daß ein Notbetrieb der Antriebsmaschine möglich ist. Bei der bekannten Steuereinrichtung gibt es eine Ruckstellfeder, die das Stellelement in Richtung Schließen des Saugkanals beaufschlagt. Eine als Notlauffeder wirkender zweite Feder beaufschlagt das Stellelement in Richtung Öffnen, bis das Stellelement die Ruheposition erreicht. Durch einen Anschlag, an dem die zweite Feder zur Anlage kommen kann, wird erreicht, daß die zweite Feder das Stellelement nur bis zur Ruheposition beaufschlagen kann.
Die bekannte Steuereinrichtung hat den Nachteil, daß eine zusätzliche, kräftige Feder erforderlich ist, was den Herstellungsaufwand und die Baugröße der bekannten Steuereinrichtung negativ beeinflußt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebsmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Federeinrichtung das Stellelement aus Richtung der ersten Endstellung als auch aus Richtung der zweiten Endstellung in die zwischen den beiden Endstellungen liegende Ruheposition verstellen kann. Dies verringert die Anzahl benötigter Federn, wodurch sich der Herstellungsaufwand und der benötigte Bauraum vorteilhafterweise deutlich verringert.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Steuereinrichtung möglich.
Sind das Stellelement und das Zwischenglied drehbar bzw. schwenkbar gelagert und treten die Wirkungen der Federeinrichtung als Drehmomente auf, dann können vorteilhafterweise durch einfaches Abstimmen der Radien die Wirkungen der Federeinrichtung sehr einfach abgestimmt werden.
Umfaßt die Übersetzung eine Getriebestufe zwischen dem Stellelement und dem Zwischenglied bzw. Zwischenrad, wobei diese Getriebestufe die Drehzahl vom Stellelement in Richtung des Zwischenglieds bzw. Zwischenrads erhöht, so kann diese Getriebestufe auf vorteilhafte Weise auch als Teil der Übersetzung der Drehzahl des Stellantriebs auf die Winkelgeschwindigkeit des Stellelements mitbenutzt werden.
Kommt die zweite Federanlenkung bzw. das entsprechend geformte, die zweite Federanlenkung bildende Federende der Federeinrichtung in der Ruheposition an dem Ruheanschlag zur Anlage, dann wird dadurch auf vorteilhafte Weise die Anzahl der benötigten Bauteile weiter reduziert.
Ist der Ruheanschlag so festgelegt, daß, wenn der Ruheanschlag die Stellung des Stellelements bestimmt, sich das Stellelement in einer Stellung befindet in der die Antriebsmaschine im Notlauf arbeitet, dann hat dies den Vorteil, daß auch bei Ausfall des Stellantriebs ein Notbetrieb der Antriebsmaschine möglich ist. Auch kann bei länger abgestellter Antriebsmaschine die Drosselklappe nicht am Gaskanal festfrieren.
Ist der Stellantrieb über das Zwischenglied mit dem
Stellelement verbunden, so bietet dies den Vorteil, daß zur Drehzahlreduzierung vom Stellantrieb auf das Stellelement die Getriebestufe zwischen dem Zwischenglied und dem Stellelement mitbenutzt werden kann.
Wird die Federeinrichtung zum axialen Spannen der Drosselklappenwelle mitbenutzt, so bietet dies den Vorteil, daß sich die Anzahl der benötigten Bauteile zusätzlich deutlich reduziert.
Zeichnung
Ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1, 2, 3 und 6 in symbolhafter Form unterschiedliche Ausführungsbeispiele und die Figuren 4, 5, 7 und 8 verschiedene Einzelheiten und Ansichten unterschiedlicher Ausführungsbeispiele.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann bei jeder Antriebsmaschine verwendet werden, bei der die Leistung der Antriebsmaschine gesteuert werden soll. Die Antriebsmaschine kann entweder stationär aufgestellt sein, oder sie kann z. B. eine selbstfahrende Maschine, d. h. ein Fahrzeug sein. Die Antriebsmaschine ist beispielsweise ein Otto-Motor mit einem Saugkanal. In diesem Fall hat das Stellelement beispielsweise die Form einer Drosselklappe. Die Antriebsmaschine kann auch ein Dieselmotor sein, wobei es sich in diesem Fall bei dem Stellelement um einen Stellhebel zum Verstellen der Einspritzmenge der Einspritzpumpe handeln kann. Die Antriebsmaschine kann auch ein Elektromotor sein. Dann ist das Stellelement beispielsweise ein Hebel, mit dem die Bestromung des Elektromotors verändert werden kann.
Obwohl nicht allein darauf begrenzt, wird in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in einem Fahrzeug mit einem Otto-Motor eingebaut sei.
Die Figur 1 zeigt in symbolhafter Form ein erstes besonders ausgewähltes Ausführungsbeispiel.
Die Figur 1 zeigt einen Gaskanal 2, ein Stellelement 4, einen Stellhebel 4a, eine Übersetzung 6 eines Getriebes, eine Federeinrichtung 8 mit einer Feder 8a, ein Zwischenglied 10, ein Anschlagstück 12, eine Getriebeübersetzung 14, einen Stellantrieb 16, eine elektrische Leitung 18, einen Ruheanschlag 20, einen ersten Endstellungsanschlag 21 und einen zweiten Endsteilungsanschiag 22.
Der Gaskanal 2 führt beispielsweise von einem nicht dargestellten Luftfilter zu Brennräumen der nicht dargestellten Antriebsmaschine. Durch den Gaskanal 2 strömt beispielsweise Luft oder ein Kraftstoff-Luft- Gemisch. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Stellelement 4 die Form eines Schiebers 4b. Mit dem Schieber 4b kann der freie Querschnitt des Gaskanals 2 mehr oder weniger geöffnet werden. In der Zeichnung sind ein Pfeil 24 und ein in entgegengesetzte Richtung weisender Pfeil 26 eingezeichnet. Beim bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel bedeutet eine Verstellung des Stellelements 4 in Richtung des Pfeils 24 eine Vergößerung des freien Querschnitts durch den Gaskanal 2 und damit eine Vergrößerung der von der Antriebsmaschine geforderten Leistung. Verstellung in Richtung des Pfeils 26 bedeutet Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine.
Der Stellantrieb 16 ist beispielsweise ein Elektromotor, vorzugsweise ein sehne11aufender Gleichstrommotor. Der Stellantrieb 16 kann das Zwischenglied 10, das
Stellelement 4 mit dem Stellhebel 4a und dem Schieber 4b in Richtung des Pfeils 24 verstellen, bis der Stellhebel 4a an dem gehäusefesten zweiten Endstellungsanschlag 22 zur Anlage kommt, und in Richtung des Pfeils 26, bis der Schieber 4b an dem gehäusefesten ersten
Endstellungsanschlag 21 zur Anlage kommt.
Die Feder 8a der Federeinrichtung 8 ist über eine erste Federanlenkung 31 unmittelbar mit dem Stellhebel 4a des Stellelements 4 verbunden, und über eine zweite
Federanlenkung 32 ist die Feder 8a der Federeinrichtung 8 mit dem Anschlagstück 12 verbunden.
Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich die Übersetzung 6 zusammen aus einer ersten Getriebestufe 6a und einer zweiten Getriebestufe 6b. Zwischen dem Anschlagstück 12 und dem Zwischenglied 10 gibt es im Bereich der zweiten Getriebestufe 6b einen der zweiten Federanlenkung 32 wirkungsmäßig zugeordneten Anschlag 32b und einen dem Zwischenglied 10 wirkungsmäßig zugeordneten Anschlag 10b. An dem Anschlagstück 12 gibt es einen weiteren, ebenfalls der zweiten Federanlenkung 32 wirkungsmäßig zugeordneten Anschlag 32a. Mit dem Anschlag 32a kann das Anschlagstück 12 am Ruheanschlag 20 zur Anlage kommen.
Wie die Figur 1 zeigt können die bewegbaren Teile geradlinige Bewegungen ausführen. Es sei aber darauf hingewiesen, daß das Stellelement 4 mit dem Stellhebel 4a, das Zwischenglied 10 und das Anschlagstück 12 auch drehbar bzw. schwenkbar gelagert sein können. Zwecks besserem Verständnis wird bei der nachfolgenden Beschreibung angenommen, daß die genannten Teile drehbar gelagert sind.
Die erste Getriebestufe 6a übersetzt die Drehzahl des mit dem Stellelement 4 drehfest verbundenen Stellhebels 4a in eine Drehzahl des Zwischenglieds 10. Die erste Getriebestufe 6a ist beispielsweise so ausgelegt, daß sich das Zwischenglied 10 um vier Winkeleinheiten (beispielsweise 4°) dreht, wenn sich der Stellhebel 4a um eine Winkeleinheit (beispielsweise 1°) dreht. Das heißt, die Übersetzung der Drehzahl vom Stellelement 4 auf das Zwischenglied 10 beträgt eins zu vier (1 : 4) . Mit der so ausgelegten Getriebestufe 6a wird das Drehmoment so umgeformt, daß das auf das Zwischenglied 10 wirkende Drehmoment ein Viertel (1 / 4) des von der Federeinrichtung 8 auf das Stellelement 4 ausgeübten Drehmoments beträgt. Das heißt, die Übersetzung des Drehmoments vom Stellelement 4 auf das Zwischenglied 10 beträgt vier zu eins (4 : l) . Mit anderen Worten, die Federeinrichtung 8 wirkt über die erste Federanlenkung 31 auf das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 26, wobei das Drehmoment der Federeinrichtung 8 auf das Zwischenglied 10 durch die erste Getriebestufe 6a um fünfundsiebzig Prozent (75 %) auf fünfundzwanzig Prozent (25%) reduziert wird.
Die zweite Getriebestufe 6b kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß die zweite Getriebestufe 6b eine Schwenkbewegung des Anschlagstücks 12 um vier Winkeleinheiten (z. B. 4°) umformt in eine Schwenkbewegung des Zwischenglieds 10 um sieben
Winkeleinheiten (z. B. 7°) . Dies hat zur Folge, daß das in Richtung des Pfeils 24 wirkende Drehmoment der Federeinrichtung 8, über die Federanlenkung 32, über das Anschlagstück 12, über den Anschlag 32b, über den Anschlag 10b auf das Zwischenglied 10 auf siebenundfünfzig Prozent (4 / 7 = 0,57 bzw. 57%) reduziert wird. Die Federeinrichtung 8 kann bei diesem Ausführungsbeispiel über die zweite Federanlenkung 32 mit siebenundfünfzig Prozent (57%) auf das Zwischenglied 10 einwirken, solange das Anschlagstück 12 mit seinem Anschlag 32a vom Ruheanschlag 20 abgehoben hat.
Ist der Stellantrieb 16 nicht bestromt, wird vom Stellantrieb 16 also kein Drehmoment ausgeübt, dann befindet sich der Anschlag 32a des Anschlagstücks 12 am Ruheanschlag 20 und der Anschlag 10b liegt am Anschlag 32b. Dann befindet sich das Stellelement 4, ebenso wie die anderen bewegbaren Teile, in einer Ruheposition. Die Ruheposition befindet sich in einer Zwischenstellung zwischen dem ersten Endstellungsanschlag 21 und dem zweiten Endstellungsanschlag 22. Die Zeichnung zeigt das Stellelement 4, ebenso wie die anderen bewegbaren Teile, in der Ruheposition. Ausgehend von der Ruheposition kann der Stellantrieb 16 das Stellelement 4 in Richtung des Pfeils 24 bis zum Endstellungsanschlag 22, d. h. bis der Stellhebel 4a an dem zweiten Endstellungsanschlag 22 zur Anlage kommt, und in Richtung des Pfeils 26 bis zum
Endstellungsanschlag 21, d. h. bis der Schieber 4b, der auch eine Drosselklappe sein kann, an dem ersten Endstellungsanschlag 21 zur Anlage kommt, verstellen.
Wenn sich das Stellelement 4 links von der in der Figur 1 dargestellten Ruheposition befindet, dann hat das Anschlagstück 12 vom Ruheanschlag 20 abgehoben und die Federeinrichtung 8 kann über die zweite Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 24 mit den oben beispielhaft berechneten siebenundfünfzig Prozent (57%) des ursprünglichen Drehmoments wirken. Gleichzeitig aber wirkt die Federeinrichtung 8 auch über die erste Federanlenkung 31 in Richtung des Pfeils 26 auf das Zwischenglied 10 mit fünfundzwanzig Prozent (25%) des ursprünglichen Drehmoments, so daß als Überschuß ein in Richtung des Pfeils 24 wirkendes Drehmoment auf das Zwischenglied 10 einwirkt. Mit den beispielhaft angenommenen Übersetzungsverhältnissen beträgt das resultierende Drehmoment auf das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 24 zweiunddreißig Prozent (57% minus 25% = 32%) des von der Federeirichtung 8 erzeugten Drehmoments. Wenn sich das Stellelement 4 rechts von der in der Figur 1 dargestellten Ruheposition befindet, dann liegt das Anschlagstück 12 am Ruheanschlag 20 an, und der Anschlag 10b hat vom Anschlag 32b abgehoben. Da sich in dieser Position des Stellelements 4 die zweite Federanlenkung 32 am Ruheanschlag 20 abstützt, kann nur die erste Federanlenkung 31 mit fünfundzwanzig Prozent (25%) auf das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 26 einwirken.
Wird der Stellantrieb 16 über die elektrische Leitung 18 bestromt, dann kann der elektrische Stellantrieb 16 über die Getriebeübersetzung 14, über das Zwischenglied 10, über die Getriebestufe 6a, über den Stellhebel 4a das Stellelement 4 ausgehend von der in der Figur 1 dargestellten Ruheposition sowohl in Richtung des Pfeils 26 (nach links) als auch in Richtung des Pfeils 24 (nach rechts) verstellen, bis das Stellelement 4 am ersten Endstellungsanschlag 21 oder am zweiten
Endstellungsanschlag 22 zur Anlage kommt.
Befindet sich das Stellelement 4 links von der in der Figur 1 dargestellten Ruheposition und wird dann der Stellantrieb 16 ausgeschaltet, dann verstellt die
Federeinrichtung 8 das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 24, bis der Anschlag 32a am Ruheanschlag 20 anliegt. Dabei wird über die Getriebestufe 6a das Stellelement 4 bis zur Ruheposition mitverstellt.
Hat der Stellantrieb 16 das Stellelement 4, ausgehend von der in der Figur 1 dargestelleten Ruheposition nach rechts verstellt, und wird dann der Stellantrieb 16 abgeschaltet oder wird er durch einen Defekt wirkungslos, dann verstellt die Federeinrichtung 8 das Stellelement 4 in Richtung des Pfeils 26 (nach links) , bis der Anschlag 10b am Anschlag 32b zur Anlage kommt und bis sich das Stellelement 4 wieder in der in der Figur 1 dargestellten Ruheposition befindet.
Bewegungen des Zwischenglieds 10 führen zu entsprechenden Bewegungen des Stellelements 4. Die Bewegungen des Stellelements 4 sind über die Getriebestufe 6a unmittelbar an die Bewegungen des Zwischenglieds 10 gekoppelt. Durch die Getriebestufe 6a gibt es eine Übersetzung zwischen den Bewegungen deε Stellelements 4 und den Bewegungen des Zwischenglieds 10.
Die Figur 2 zeigt in symbolhafter Form eine weitere beispielhaft ausgewählte Möglichkeit zur Ausführung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und
Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.
Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Bewegung des Anschlagstücks 12 in eine winkelmäßig gleich große Bewegung auf das Zwischenglied 10 übertragen. Mit anderen Worten, bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird an der zweiten Getriebestufe 6b eine Schwenkbewegung des Anschlagstücks 12 eins zu eins in eine Schwenkbewegung des Zwischenglieds 10 übertragen, weshalb bei der syrnbolhaften Darstellungsweise der Figur 2 bei der Getriebestufe 6b der in der Figur 1 gezeigte Kasten nicht dargestellt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Getriebestufe 6a der Übersetzung 6 beispielsweise so ausgelegt, daß eine Schwenkbewegung des Stellhebels 4a um zwei Winkeleinheit (z. B. 2°) umgeformt wird in eine Drehbewegung des Zwischenglieds 10 um fünf Winkeleinheiten (beispielsweise 5°) .
Wenn sich bei diesem Ausführungsbeispiel das Stellelement 4 links von der in der Figur 2 dargestellten Ruheposition befindet, dann wirkt die
Federeinrichtung 8 wegen der Übersetzung eins zu eins an der zweiten Getriebestufe 6b mit unvermindertem Drehmoment in Richtung des Pfeils 24 auf das Zwischenglied 10 und über die erste Federanlenkung 31 in Richtung des Pfeils 26 wegen der Übersetzung an der ersten Getriebestufe 6a mit vierzig Prozent (2 / 5 = 0,4 bzw. 40%) des von der Federeinrichtung 8 erzeugten Drehmoments, so daß das Zwischenglied 10 mit sechzig Prozent (100% minus 40% = 60%) des von der Federeinrichtung 8 erzeugten Drehmoments in Richtung des Pfeils 24 bewegt wird, bis das Anschlagstück 12 am Ruheanschlag 20 zur Anlage kommt. Rechts von der Ruheposition wird das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 26 mit 40% des von der Federeinrichtung 8 erzeugten Drehmoments beaufschlagt.
Die Figur 3 zeigt symbolhaft ein weiteres bevorzugt ausgewähltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
Bei dem in der Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wird auf eine Umwandlung der Drehzahl zwischen dem Stellhebel 4a und dem Zwischenglied 10 verzichtet. Die erste Getriebestufe 6a ist so ausgeführt, daß eine Schwenkbewegung bzw. eine Drehbewegung des Stellelements 4 in eine betragsmäßig gleich große Schwenkbewegung bzw. Drehbewegung, d. h. eins zu eins, auf das Zwischenglied 10 übertragen wird. In der Figur 3 ist der in der Figur 1 die erste Getriebestufe 6a symbolisierende rechteckige Kasten durch rechteckige Zacken symbolhaft ersetzt, was symbolisieren soll, daß das Stellelement 4 und das
Zwischenglied 10 bewegungsmäßig aneinander gekoppelt sind und die Übersetzung eins zu eins beträgt .
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Getriebestufe 6b der Übersetzung 6 beispielsweise so ausgelegt, daß eine Drehbewegung des Anschlagstücks 12 um zwei Winkelgrade (z. B. 2°) eine Drehbewegung des Zwischenglieds 10 um eine Winkeleinheit (1°) ergibt. Dies hat zur Folge, daß die Federeinrichtung 8 über die zweite Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 mit zweihundert Prozent (200%) des von der Federeinrichtung 8 erzeugten Drehmoments wirkt (nach rechts) . Nach links wirkt die Federeinrichtung 8 über die erste Federanlenkung 31 auf das Zwischenglied 10 mit hundert Prozent (100%) Drehmoment. Dies bewirkt, wenn sich das Stellelement 4 links von der in der Figur 3 dargestellten Ruheposition befindet, daß das Zwischenglied 10 von der
Federeinrichtung 4 in Richtung des Pfeils 24 mit hundert Prozent (200% minus 100% = 100%) beaufschlagt wird, bis der Anschlag 32a am Ruheanschlag 20 zur Anlage kommt. Rechts von der Ruheposition wird das Zwischenglied 10 mit hundert Prozent (100%) des von der Federeinrichtung 4 erzeugten Drehmoment in Richtung des Pfeils 26 beaufschlagt .
Die Figuren 4 und 5 zeigen beispielhaft Einzelheiten, wie das in der Figur 1 in eher symbolhafter Form dargestellte Ausführungsbeispiel praktisch ausgeführt sein kann.
Bei dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt das Stellelement 4 eine Drosselklappe 4d und eine Drosselklappenwelle 4w. Die Drosselklappe 4d ist über eine Befestigungsschraube 4s fest mit der Drosselklappenwelle 4w verbunden. Ein Zahnsegment 4z ist mit der Drosselklappenwelle 4w fest verbunden. Die Drosselklappe 4d, die Drosselklappenwelle 4w und das
Zahnsegment 4z haben die gleiche Funktion wie der in der Figur 1 gezeigte Stellhebel 4a und der am Stellhebel 4a befestigte Schieber 4b.
Die Figur 4 zeigt ein Gehäuse 36. Das Gehäuse 36 hat vorzugsweise die Form eines Drosselklappenstutzens und dient als Drosselklappenstutzen. Am Gehäuse 36 wird ein Getrieberaum 36r gebildet. Der Getrieberaum 36r ist mit Hilfe eines Deckels 36d abgedeckt. Der Deckel 36d gehört zum Gehäuse 36.
Die Drosselklappenwelle 4w ist über ein Lager 34 in dem Gehäuse 36 drehbar bzw. schwenkbar gelagert. Die Drosselklappenwelle 4w hat eine Drehachse 4x. Im Gehäuse 36 gibt es eine Eindrehung 36a zur Aufnahme des Lagers 34. Das Lager 34 hat einen Außendurchmesser, der so auf die Eindrehung 36a abgestimmt ist, daß das Lager 34 nach seiner Einpressung in die Eindrehung 36a starr mit dem Gehäuse 36 verbunden ist. Dadurch kann das Lager 34 die Drosselklappenwelle 4w sowohl in radialer als auch in axialer Richtung halten. Das Lager 34 ist beispielsweise ein Gleitlager.
Wie die Figur 4 zeigt, hat das Zwischenglied 10 die Form eines Zahnrades mit einer ersten Verzahnung 10g mit einem großen Radius und einer zweiten Verzahnung 10k mit einem kleinen Radius. Das Zwischenglied 10 ist auf einer mit dem Gehäuse 36 fest verbundenen Achse 38 drehbar gelagert.
Das mit der Drosselklappenwelle 4w fest verbundene Zahnsegment 4z hat eine Außenverzahnung 4k. Zum
Verstellen der Drosselklappe 4d reichen üblicherweise 90°, so daß für die Außenverzahnung 4k üblicherweise ein Winkelbogen von etwa 110° ausreicht.
Das Anschlagstück 12 besitzt eine Durchgangsbohrung l2d.
Das Anschlagstück 12 ist mit Hilfe der Durchgangsbohrung 12d auf der Drosselklappenwelle 4w frei drehbar gelagert .
Die Federeinrichtung 8 umfaßt eine schraubenförmig gewundene Drehfeder 8d. Die Drehfeder 8d der Federeinrichtung 8 hat ein am Zahnsegment 4z angreifendes erstes Federende 8e und ein am Anschlagstück 12 angreifendes zweites Federende 8f. An der Stelle, wo das Federende 8e am Zahnsegment 4z angreift, bildet sich die erste Federanlenkung 31, und dort, wo das zweite Federende 8f am Anschlagstück 12 angreift, befindet sich die zweite Federanlenkung 32. Die Federeinrichtung 8 kann über die Federenden 8e und 8f ein Drehmoment auf das Zahnsegment 4z des Stellelements 4 und auf das Anschlagstück 12 ausüben.
Die Federeinrichtung 8 kann anstatt nur der einen Drehfeder 8d auch zwei oder drei oder mehr einzelne Federn umfassen. Diese mehrere Federn können so dimensioniert sein, daß bei einem Ausfall einer der Federn der Rest der Federn stark genug ist, um das Stellelement 4 in die Ruheposition zurückzustellen.
In dem Getrieberaum 36r befinden sich u. a. das Zwischenglied 10, das Anschlagstück 12, die
Federeinrichtung 8, das Zahnsegment 4z und ein Winkelsensor 40. Ein Teil des Winkelsensors 40 ist fest mit dem Deckel 36 verbunden und ein Teil des Winkelsensors 40 befindet sich am Zahnsegment 4z. Der Winkelsensor 40 kann die jeweilige Drehposition der Drosselklappe 4d sensieren. Die Federeinrichtung 8 erzeugt ein Drehmoment um die Drehachse 4x über die Federanlenkung 31 und über das Zahnsegment 4z auf das Stellelement 4 und ein entgegengerichtetes Drehmoment über die zweite Federanlenkung 32 auf das Anschlagstück 12. Die Länge der Drehfeder 8d ist so dimensioniert, daß die Federeinrichtung 8 zusätzlich zu diesem Drehmoment eine Kraft axial zur Drehachse 4x erzeugt. Diese Kraft ist bestrebt, das Zahnsegment 4z und das Anschlagstück 12 axial auseinanderzudrücken. Dadurch wird das
Anschlagstück 12 axial gegen das im Gehäuse 36 fest eingepreßte Lager 34 gedrückt (in der Fig. 4 nach links) . Gleichzeitig drückt die Federeinrichtung 8 über das Zahnsegment 4z die Drosselklappenwelle 4w nach rechts. Zum Auffangen dieser axialen Kraft der
Federeinrichtung 8 auf die Drosselklappenwelle 4w ist in der Drosselklappenwelle 4w ein Einstich 4e mit einer eingelegten Sicherungsscheibe 34a vorgesehen. Die Sicherungsscheibe 34a stützt sich einerseits am Rand des Einstichs 4e ab und wird andererseits von der
Federeinrichtung 8 axial gegen das Lager 34 gedrückt (in der Fig. 4 nach rechts) . Wie bereits erwähnt, ist das Lager 34 durch Einpressung fest mit dem Gehäuse 36 verbunden. Durch die von der Federeinrichtung 8 hervorgerufene axiale Vorspannung auf die
Drosselklappenwelle 4w ist die Drosselklappe 4d in axialer Richtung exakt positioniert.
Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, kann die Federeinrichtung 8 sowohl zur Erzeugung eines Drehmoments als auch zur axialen Fixierung der Drosselklappe 4d gegenüber dem Gaskanal 2 dienen. Die Figur 5 zeigt einen Blick in Richtung eines in der Figur 4 eingezeichneten und mit V bezeichneten Pfeils. In der Figur 5 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen der Deckel 36d und das Gehäuse 36 nicht dargestellt. Vom Gehäuse 36 sind in der Figur 5 nur der an das Gehäuse 36 angeformte Ruheanschlag 20 und die ebenfalls an das Gehäuse 36 angeformten Endstellungsanschläge 21 und 22 gezeigt .
Wie die Figur 5 zeigt, wird die Stellbewegung des Stellelements 4 in Richtung des Pfeils 24 begrenzt, wenn ein am Zahnsegment 4z vorgesehener Anschlag am gehäusefesten zweiten Endstellungsanschlag 22 zur Anlage kommt. Die Drehbewegung des Stellelements 4 in Richtung des Pfeils 26 wird durch einen am Zahnsegment 4z vorgesehenen Anschlag begrenzt, der an dem gehäusefesten ersten Endstellungsanschlag 21 zur Anlage kommen kann. Es ist aber auch möglich, die Schwenkbewegung deε Stellelements 4 in Richtung des Pfeils 26 dadurch zu begrenzen, daß die Drosselklappe 4d (Fig. 4) am Gaskanal 2 anläuft. Entsprechend ist es bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem der der Drosselklappe 4d entsprechende Schieber 4b bei Bewegung in Richtung des Pfeils 26 an dem Gaskanal 2 anschlägt, an dem sich der erste Endstellungsanschlag 21 befindet.
Wird das fest mit der Drosselklappe 4d verbundene Zahnsegment 4z in Richtung des Pfeils 26 (Fig. 5) gedreht, dann wird der Gaskanal 2 (Fig. 4) geschlossen und die Leistung der Antriebsmaschine wird reduziert. Eine Drehung des Zahnsegments 4z in Richtung des Pfeils 24 öffnet den Gaskanal 2 und erhöht die Leistung der Antriebsmaschine.
Der elektrische Stellantrieb 16 kann über das Zwischenglied 10 das Zahnsegment 4z des Stellelements 4 in Richtung des Pfeils 26 verstellen, bis das Zahnsegment 4z (Fig. 5) oder der Schieber 4b (Fig. 1) oder die Drosselklappe 4d an dem ersten Endstellungsanschlag 21 zur Anlage kommt. In entgegengesetzter Richtung (in Richtung des Pfeils 24) kann der Stellantrieb 16 das Stellelement 4 verdrehen, bis das Zahnsegment 4z an dem zweiten
Endstellungsanschlag 22 zur Anlage kommt (Fig. 5) . Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Antriebsmaschine mit minimaler Leistung arbeitet, wenn sich das Stellelement 4 am ersten Endstellungsanschlag 21 befindet, und befindet sich das Stellelement 4 am zweiten Endstellungsanschlag 22, dann arbeitet die Antriebsmaschine mit maximaler Leistung.
Die Federeinrichtung 8 wirkt über die erste Federanlenkung 31 über die Außenverzahnung 4k auf das Zwischenglied 10, und daneben wirkt die Federeinrichtung 8 über die zweite Federanlenkung 32 über das Anschlagstück 12 über den Anschlag 32b auf das
Zwischenglied 10. Weil der Radius der Außenverzahnung 4k größer ist als der Radius der Berührung zwischen den beiden Anschlägen 10b und 32b, ergibt sich von der Federeinrichtung 8 ein resultierendes Drehmoment auf das Zwischenglied 10, wie es anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert wurde. Da das Zwischenglied 10 über die Verzahnungen 10k, 4k in Wirkeingriff mit dem Stellelement 4 ist, ergibt sich auf das Stellelement 4 ein resultierendes Drehmoment in Richtung des Pfeils 24, wenn sich das Stellelement 4 zwischen der dargestellten Ruheposition und dem ersten Endstellungsanschlag 21 befindet, und es ergibt sich ein Drehmoment auf das
Stellelement 4 in Richtung des Pfeils 26, wenn sich das Stellelement 4 zwischen der dargestellten Ruheposition und dem zweiten Endstellungsanschlag 22 befindet.
Um die Übersetzung 6 mit den Getriebestufen 6a, 6b in der anhand der Figur 1 beschriebenen Größenordnung zu erhalten, macht man den Radius der Außenverzahnung 4k (Fig. 5) viermal so groß wie den Radius der Verzahnung 10k, was von der Federanlenkung 31 auf das Zwischenglied 10 eine Drehzahlübersetzung von eins zu vier (1 : 4) bzw. eine Drehmomentübersetzung von vier zu eins (4 : 1) ergibt. Und man macht den Radius des Anschlags 32b im Verhältnis zum Radius des Anschlags 10b im Verhältnis sieben zu vier (7 : 4) , was von der zweiten Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 eine
Drehzahlübersetzung von vier zu sieben (4 : 7) bzw. eine Drehmomentübersetzung von sieben zu vier (7 : 4) ergibt.
Um die anhand der Figur 2 beschriebene Übersetzung 6 mit der Getriebestufe 6a zu erhalten, wählt man den Radius des Anschlags 10b genauso groß wie den Radius des Anschlags 32b, und man macht den Rad s der Außenverzahnung 4k zweieinhalb (2,5) 3.1 so groß wie den Radius der Verzahnung 10k.
Um die anhand der Figur 3 beschriebenen Verhältnisse bei der Übersetzung 6 mit der Getriebestufe 6b zu erhalten, wählt man den Radius der Außenverzahnung 4k genauso groß wie den Radius der Verzahnung 10k, und man macht den Radius des Anschlags 10b doppelt so groß wie den Radius des Anschlags 32b.
Es sei nochmals auf die Figur 1 hingewisen und erwähnt, daß man die beabsichtigte Wirkung der Federeinrichtung 8 auch dann erhält, wenn man über die erste Getriebestufe 6a die Drehzahl der ersten Federanlenkung 31 auf daε Zwischenglied 10 etwas erhöht und gleichzeitig über die zweite Getriebestufe 6b die Drehzahl der zweiten Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 etwas absenkt.
Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, steht der elektrische
Stellantrieb 16 über ein Zahnrad 16a über die Verzahnung 10g in Wirkeingriff mit dem Zwischenglied 10 und über die Verzahnung 10k und die Außenverzahnung 4k in Wirkeingriff mit dem Stellelement 4. Damit der Stellantrieb 16 möglichst klein baut, wird für den Stellantrieb 16 ein Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor, mit hoher Drehzahl verwendet. Wie die Zeichnung erkennen läßt, wird die Drehzahl des Stellantriebs 16 über zwei Stufen auf die Drosselklappenwelle 4w übertragen. Die
Getriebeübersetzung 14 ist die erste Stufe, und die Getriebestufe 6a der Übersetzung 6 ist die zweite Stufe. Da die verschiedenen Getriebestufen der erfindungsgemäß ausgeführten Steuereinrichtung im wesentlichen auch zur Reduktion der hohen Drehzahl des Stellantriebs 16 auf eine kleine Drehzahl der Drosselklappenwelle 4w mitverwendet werden können, sind bei der Steuereinrichtung insgesamt wenig Teile erforderlich. Es besteht der große Vorteil, daß die Federeinrichtung 8, die vorzugsweise aus einer einzigen Feder bestehen kann, das Stellelement 4 in beiden Drehrichtungen, d. h. in Richtung der beiden Pfeile 24 und 26, in die
Ruheposition verstellen kann. Es ist keine zusätzliche Feder erforderlich.
Nachfolgend zeigen die Figuren 6, 7 und 8 beispielhaft Möglichkeiten, wie auf das in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Anschlagstück 12 verzichtet werden kann.
Die Figur 6 zeigt in symbolhafter Form eine weitere beispielhaft ausgewählte, besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Ausführung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
Bei dem in der Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Federende 8f der Federeinrichtung 8 im Bereich der zweiten Federanlenkung 32 so ausgebildet, daß das
Federende 8f, wenn sich das Stellelement 4 in der in der Zeichnung dargestellten Ruheposition befindet, sowohl am Ruheanschlag 20 als auch an dem dem Zwischenglied 10 zugeordneten Anschlag 10b anliegen kann.
Wenn der Stellantrieb 16 das Stellelement 4 aus der dargestellten Ruheposition in Richtung des Endstellungsanschlags 22 verstellt, dann hebt der Anschlag 10b vom am Federende 8f vorgesehenen Anschlag 32b ab, und die Federeinrichtung 8 wirkt auf das Stellelement 4 in Richtung des ersten Endstellungsanschlags 21 (Pfeil 26) . Wenn der Stellantrieb 16 das Stellelement 4 aus der in der Zeichnung dargestellten Ruheposition in Richtung des ersten Endstellungsanschlags 21 (Pfeil 26) verstellt, dann wird die Federanlenkung 32 vom Zwischenglied 10 über die Anschläge 10b, 32b in Richtung des Pfeils 26 mitgenommen, und der Anschlag 32a am Federende 8f der Federeinrichtung 8 hebt vom Ruheanschlag 20 ab. Dadurch ergibt sich durch die Federeinrichtung 8 eine resultierende Kraft bzw. ein resultierendes Drehmoment auf das Zwischenglied 10 in Richtung des Pfeils 24. Diese resultierende Kraft bzw. dieses resultierende Drehmoment wird vom Zwischenglied 10 auf das Stellelement 4 übertragen. Die Federeinrichtung 8 wirkt also in Richtung des Pfeils 24 auf das Stellelement 4, bis das Stellelement 4 die in der Zeichnung dargestellte Ruheposition erreicht.
In der Figur 6 ist das weitere Ausführungsbeispiel zwecks besserem Verständnis und größerer
Übersichtlichkeit eher schematisch dargestellt. Die
Figuren 7 und 8 zeigen nochmals das weitere
Ausführungsbeispiel, so daß man die praktische
Ausführbarkeit deutlich erkennen kann.
Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres ausgewähltes besonders vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel .
In Verlängerung zur Drosselklappenwelle 4w ist am Deckel 36d ein Absatz 36e und eine Federführung 36f vorgesehen. An dem Absatz 36e kann sich die Federeinrichtung 8 in axialer Richtung abstützen, so daß die Federeinrichtung 8 über das Zahnsegment 4z auf die Drosselklappenwelle 4w in Längsrichtung zur Drehachse 4x eine Kraft ausüben kann. Die Federeinrichtung 8 spannt das über die
Drosselklappenwelle 4w fest mit der Drosselklappe 4d verbundene Zahnsegment 4z stirnseitig gegen das Lager 34. Bei dem in der Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lager 34 ein Wälzlager, das sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung Kräfte übertragen kann. Das Lager 34 hat einen Außenring, der gegenüber dem Gehäuse 36 fest fixiert ist. Ein Innenring des Lagers 34 führt die Drosselklappenwelle 4w in radialer Richtung. Die Fixierung des Außenrings gegenüber dem Gehäuse 36 kann durch entsprechende Preßpassung geschehen. Dadurch daß die Federeinrichtung 8 das Zahnsegment 4z federnd gegen das Lager 34 vorspannt, erhält man eine genaue axiale Führung der Drosselklappe 4d gegenüber dem Gaskanal 2.
Wie die Figur 7 zeigt, ist daε abgebogene Federende 8e der Federeinrichtung 8 in einer im Zahnεegment 4z vorgesehene Bohrung eingehängt. An dieser Einhängstelle wird die erste Federanlenkung 31 gebildet.
Die Figur 8 zeigt eine stirnseitige Ansicht auf die Steuereinrichtung. Die für die Figur 8 angenommene Blickrichtung ist in der Figur 7 mit einem mit VIII markierten Pfeil angedeutet. In der Figur 8 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen im wesentlichen das
Gehäuse 36 und der Deckel 36d weggelassen. Vom Gehäuse 36 sind nur ein Schnitt durch die Federführung 36f und ein Schnitt durch den Ruheanschlag 20, der sich am Gehäuse 36 bzw. am Deckel 36d befindet, sowie die gehäusefesten Endstellungsanschläge 21 und 22 dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Endstellungsanschlag 21 dadurch gebildet werden, daß das Zahnsegment 4z am Gehäuse 36 zur Anlage kommen kann oder dadurch, daß die Drosselklappe 4d des Stellelements 4 an der Wandung des Gaskanals 2 anschlägt.
Wie man den Figuren 7 und 8 entnehmen kann, ist die Drehfeder 8d der Federeinrichtung 8 schraubenförmig gewickelt. Die Drehfeder 8d kann über die Federanlenkung 31 ein Drehmoment auf das Stellelement 4 und über die Federanlenkung 32 ein Drehmoment auf das Zwischenglied 10 ausüben. Im Bereich der Federanlenkung 32 ist der
Draht der Federeinrichtung 8 radial nach außen gebogen. Das Federende 8f im Bereich der Federanlenkung 32 bildet somit einen Hebelarm, der am Anschlag 10b des Zwischenglieds 10 und/oder am gehäusefeεten Ruheanschlag 20 anliegt, je nach Stellung des Stellelements 4. in welcher Situation das Federende 8f der Federeinrichtung 8 im Bereich der zweiten Federanlenkung 32 am Anschlag 10b bzw. am Ruheanschlag 20 anliegt, wurde bereits anhand der Figur 6 ausführlich erläutert.
Die Steuereinrichtung dient zum Steuern der Leistung einer Antriebsmaschine, insbesondere einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs. Die Stellung des Stellelements 4 bestimmt die Leistung der Antriebsmaschine. Die Steuereinrichtung ist insbesondere für Otto-Motoren vorgesehen, und die Steuereinrichtung ist dann besonders zweckmäßig, wenn das Stellelement 4 eine an einer Drosselklappenwelle drehbar gelagerte Drosselklappe ist. Der Stellantrieb 16 dient zum Verstellen der Drosselklappe 4d des Stellelements 4 zwischen der durch den ersten Endstellungsanschlag 21 bestimmten ersten Endstellung und der durch den zweiten Endstellungsanschlag 22 bestimmten zweiten Endstellung. Die Federeinrichtung 8 stellt bei Ausfall des Stellantriebs 16 die Drosselklappe 4d in die Ruheposition, die vom Ruheanschlag 20 bestimmt wird. Der Ruheanschlag 20 liegt zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung. Die Federeinrichtung 8 wirkt über die erste Federanlenkung 31 auf das Stellelement 4 und über das Stellelement 4 auf das Zwischenglied 10 in Richtung der ersten Endstellung, die vom ersten Endstellungsanschlag 21 bestimmt wird, und über die zweite Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 in Richtung der zweiten Endstellung, die vom zweiten Endstellungsanschlag 22 bestimmt wird, bis jeweils die vom Ruheanschlag 20 bestimmte Ruheposition erreicht ist. Weil das Stellelement 4 mit dem Zwischenglied 10 wirkverbunden ist, oder mit anderen Worten ausgedrückt, weil das Stellelement 4 bewegungsmäßig an das Zwischenglied 10 gekoppelt ist, gelangt bei Ausfall des Stellantriebs 16 das Stellelement 4 zusammen mit dem Zwischenglied 10 in die vorgesehene Ruheposition.
Zwischen der Federeinrichtung 8 und dem Zwischenglied 10 ist mindestens eine Übersetzung 6 vorgesehen. Mit der Übersetzung 6 wird erreicht, daß zwischen der ersten Endstellung (erster Endstellungsanschlag 21) und der Ruheposition (Ruheanschlag 20) die Wirkung (Kraft bzw.
Drehmoment) der Federeinrichtung 8 auf das Zwischenglied 10 in Richtung der zweiten Endstellung (zweiter Endstellungsanschlag 22) größer ist als die Wirkung der Federeinrichtung 8 in Richtung der ersten Endstellung (erster Endstellungsanschlag 21) . Die Wirkung der Federeinrichtung 8 sind Kräfte, die, weil die entsprechenden Teile, wie in den Figuren 4, 5, 7 und 8 dargestellt, drehbar gelagert sind, entsprechende Drehmomente ergeben. Die Übersetzung 6 kann unterschiedliche Getriebestufen haben, wie es insbesondere anhand der Figuren 1 bis 3 mit den Getriebestufen 6a und 6b ausführlich erläutert ist.
Die Steuereinrichtung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß, wenn sich das Stellelement 4 in der vom ersten Endstellungsanschlag 21 bestimmten ersten Endstellung befindet, die Antriebsmaschine mit minimaler Leistung arbeitet oder vollständig abgeschaltet ist bzw. keine Leistung abgibt. Befindet sich das Stellelement 4 in der vom zweiten Endstellungsanschlag 22 bestimmten zweiten Endstellung, dann arbeitet die Antriebsmaschine vorzugsweise mit maximaler Leistung.
Die vom Ruheanschlag 20 bestimmte Ruheposition wird vorzugsweise so festgelegt, daß in der Ruheposition die Antriebsmaschine so viel Leistung abgibt, daß ein Notbetrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist.
Besonders zweckmäßig ist es, die Getriebestufen 6a und 6b der Übersetzung 6 so auszulegen, daß die erste Getriebestufe 6a die Drehzahl von der ersten Federanlenkung 31 auf das Zwischenglied 10 um einen ersten Übersetzungsbetrag erhöht und die zweite Getriebestufe 6b die Drehzahl von der zweiten Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 um einen zweiten Übersetzungsbetrag erhöht, wobei der erste Übersetzungsbetrag größer ist als der zweite Übersetzungsbetrag. Betrachtet man die Kräfte bzw. die Drehmomente, dann ist es besonders zweckmäßig, die Getriebestufen 6a und 6b der Übersetzung 6 so auszulegen, daß die erste Getriebestufe 6a die Kraft bzw. das Drehmoment von der ersten Federanlenkung 31 auf das Zwischenglied 10 um einen ersten Übersetzungsbetrag herabsetzt und die zweite Getriebestufe 6b die Kraft bzw. das Drehmoment von der zweiten Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10 um einen zweiten Übersetzungsbetrag herabsetzt, wobei der erste Übersetzungsbetrag größer ist als der zweite Übersetzungsbetrag. Mit anderen Worten, an der ersten
Getriebestufe 6a wird die Kraft bzw. das Drehmoment der Federeinrichtung 8 vom Stellelement 4 auf das Zwischenglied 10 stärker herabgesetzt als an der zweiten Getriebestufe 6b von der zweiten Federanlenkung 32 auf das Zwischenglied 10. Bei den in den Figuren 4, 5, 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist diese besonders zweckmäßige Aufteilung der Übersetzung 6 durch die gewählten entsprechenden Radien gegeben.
Weil über die erste Getriebestufe 6a das Drehmoment vom Stellantrieb 16 auf die Drosselklappe 6d übertragen wird, ist für die erste Getriebestufe 6a eine Zahnradübersetzung besonders zweckmäßig. Da die zweite Getriebestufe 6b insbesondere auch zur exakten Festlegung der Ruheposition dient, ist im Bereich der zweiten Getriebestufe 6b keine aufwendige Zahnradübersetzung erforderlich, sondern es genügen, wie in den Figuren 4, 5, 7 und 8 dargestellt, die Anschläge 32b und 10b, die in gegenseitigen Eingriff gebracht werden können und als Hebelübersetzung dienen. Zwischen der ersten, vom ersten Endstellungsanschlag 21 bestimmten Endstellung und der Ruheposition wird nur ein relativ kleiner Winkel, beispielsweise 15°, zurückgelegt, was ebenfalls die einfach herstellbare Hebelübersetzung mit den beiden Anschlägen 10b, 32b ermöglicht.
Der Ruheanschlag 20 kann einstellbar ausgeführt werden, beispielweise durch Verwendung einer Schraube am Ruheanschlag 20. Über diese Schraube kann die Ruheposition der zum Stellelement 4 gehörenden Drosselklappe 4d eingestellt werden. Die Ruheposition der Drosselklappe 4d kann man aber auch dadurch einstellen, daß bei der Montage der Steuereinrichtung das Zahnsegment 4z gegenüber der Drosselklappenwelle 4w entsprechend verdreht wird bis die Drosselklappe 4d die gewünschte Position erreicht, wenn der Anschlag 32a am Ruheanschlag 20 anliegt. Danach erst wird das Zahnsegment 4z auf der Drosselklappenwelle 4w fixiert.
Wie die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, ist die Feder 8a der Federeinrichtung 8 (Fig. 1, 2, 3, 6) bzw. die Drehfeder 8d der Federeinrichtung 8 (Figuren 4, 5, 7, 8) direkt am Stellelement 4 angelenkt. Mit anderen Worten, die Federeinrichtung 8 wirkt über die erste Federanlenkung 31 unmittelbar und ständig auf das Stellelement 4. Es ist insbesondere nichts erforderlich, was die Federeinrichtung 8 mit dem Stellelement 4 abwechselnd koppeln und entkoppeln müßte.

Claims

Patentansprüche
1. Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebsmaschine, insbesondere einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs, mit einem die Leistung der Antriebsmaschine bestimmenden Stellelement (4, 4b, 4d) , mit einem Stellantrieb (16) zum Verstellen des Stellelements (4, 4b, 4d) zwischen einer ersten Endstellung (21) und einer zweiten Endstellung (22) , sowie mit einer bei Ausfall des Stellantriebs (16) das Stellelement (4, 4b, 4d) in eine Ruheposition (20) stellenden Federeinrichtung (8) , wobei sich die Ruheposition (20) zwischen der ersten Endstellung (21) und der zweiten
Endstellung (22) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Stellelement (4, 4b, 4d) wirkverbundenes Zwischenglied (10) vorgesehen ist, wobei die Federeinrichtung (8) über eine erste Federanlenkung (31) auf das Zwischenglied (10) in Richtung der ersten Endstellung (21) und über eine zweite Federanlenkung (32) in Richtung der zweiten Endstellung (22) bis zum Erreichen der Ruheposition (20) wirkt und zwischen der Federeinrichtung (8) und dem Zwischenglied (10) mindestens eine Übersetzung (6, 6a, 6b) vorgesehen ist, durch die eine erste Wirkung der
Federeinrichtung (8) auf das Zwischenglied (10) zwischen der ersten Endstellung (21) und der Ruheposition (20) in Richtung der zweiten Endstellung (22) größer ist als eine zweite Wirkung der Federeinrichtung (8) in Richtung der ersten Endstellung (21) .
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der ersten Endstellung (21) stehendem Stellelement (4, 4b, 4d) die Antriebsmaschine mit minimaler Leistung und bei in der zweiten Endstellung (22) stehendem Stellelement (4, 4b, 4d) die Antriebsmaschine mit maximaler Leistung arbeitet.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (4, 4b, 4d) und das Zwischenglied (10) drehbar gelagert sind und die erste Wirkung der Federeinrichtung (8) ein erstes Drehmoment, sowie die zweite Wirkung der Federeinrichtung (8) ein zweites Drehmoment sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Übersetzung (6, 6a, 6b) zusammensetzt aus einer ersten Getriebestufe (6a) zwischen der ersten Federanlenkung (31) und dem Zwischenglied (10) , sowie einer zweiten Getriebestufe (6b) zwischen der zweiten Federanlenkung (32) und dem Zwischenglied (10) .
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Getriebestufe (6a) von der ersten Federanlenkung (31) auf das Zwischenglied (10) die Drehzahl um einen ersten Übersetzungsbetrag erhöht und die zweite Getriebestufe (6b) von der zweiten Federanlenkung (32) auf das Zwischenglied (10) die Drehzahl um einen zweiten Ubersetzungsbetrag erhöht, wobei der erste Ubersetzungsbetrag größer ist als der zweite Ubersetzungsbetrag.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Getriebestufe (6a) eine
Zahnradübersetzung ist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Getriebestufe (6b) eine Hebelübersetzung ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Federanlenkung (32) über ein Anschlagstück (12) auf das Zwischenglied (10) wirkt, bis das Anschlagstück (12) in der Ruheposition (20) an einem Ruheanschlag (20) zur Anlage kommt.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Federanlenkung (32) auf das Zwischenglied (10) wirkt, bis die zweite
Federanlenkung (32) in der Ruheposition (20) an einem Ruheanschlag (20) zur Anlage kommt.
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruheanschlag (20) einstellbar ist.
11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruheanschlag (20) einen Notlaufpunkt der Antriebsmaschine bestimmt.
12. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (16) über das Zwischenglied (10) mit dem Stellelement (4, 4b, 4d) verbunden ist.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellantrieb (16) und dem Zwischenglied (10) ein eine Drehzahl des Stellantriebs (16) herabsetzende Getriebeübersetzung (14) vorgesehen ist.
14. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (4, 4b, 4d) eine an einer Drosselklappenwelle (4w) befestigte und um eine Drehachse (4x) drehbar in einem Gehäuse (36) gelagerte Drosselklappe (4d) ist und die Federeinrichtung (8) zum axialen Spannen der Drosselklappenwelle (4w) gegen einen dem Gehäuse (36) zugeordneten Axialanschlag (34, 34a) dient.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federeinrichtung (8) zum axialen Spannen der Drosselklappenwelle (4w) gegen den Axialanschlag (34, 34a) in Gegenrichtung am Gehäuse (36, 36d) abstützt (Fig. 7) .
16. Steuereinrichtung nach Anspruch 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federeinrichtung (8) über das Anschlagstück (12) am Gehäuse (36) abstützt (Fig. 4) .
17. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (8) ohne Unterbrechung auf das Stellelement (4) wirkt.
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Priority Applications (4)

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EP96945744A EP0828932B1 (de) 1996-03-30 1996-11-21 Steuereinrichtung zum steuern einer leistung einer antriebsmaschine
JP53478197A JP3957757B2 (ja) 1996-03-30 1996-11-21 駆動機械の出力を制御するための制御装置
US08/973,947 US6050241A (en) 1996-03-30 1996-11-21 Control device for controlling an output of a driving machine
DE59608764T DE59608764D1 (de) 1996-03-30 1996-11-21 Steuereinrichtung zum steuern einer leistung einer antriebsmaschine

Applications Claiming Priority (2)

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ES (1) ES2173342T3 (de)
WO (1) WO1997037116A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999010642A1 (de) * 1997-08-22 1999-03-04 Mannesmann Vdo Ag Lastverstellvorrichtung

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6155533C1 (en) * 1999-01-29 2002-07-30 Visteon Global Tech Inc Default mechanism for electronic throttle control system
US6070852A (en) * 1999-01-29 2000-06-06 Ford Motor Company Electronic throttle control system
US6095488A (en) * 1999-01-29 2000-08-01 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle control with adjustable default mechanism
US6513491B1 (en) * 1999-10-15 2003-02-04 Siemens Vdo Automotive Inc. Electronic throttle control linkage with limp home mechanism
US6575427B1 (en) * 1999-11-10 2003-06-10 Visteon Global Technologies, Inc. Electronic throttle control mechanism with reduced friction and wear
US6253732B1 (en) * 1999-11-11 2001-07-03 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle return mechanism with a two-spring and two-lever default mechanism
US6286481B1 (en) * 1999-11-11 2001-09-11 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle return mechanism with a two-spring and one lever default mechanism
US6267352B1 (en) * 1999-11-11 2001-07-31 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle return mechanism with default and gear backlash control
EP1369564A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Winkelbewegungsaktuator und Zahnrad mit Anschlag dafür
DE102004043125B4 (de) * 2004-09-07 2017-10-05 Robert Bosch Gmbh Drosselvorrichtung
JP4366324B2 (ja) * 2005-03-17 2009-11-18 三菱電機株式会社 内燃機関用吸気量制御装置
DE102005062467B4 (de) * 2005-12-27 2017-02-09 Robert Bosch Gmbh Stellantrieb für ein Stellorgan
DE102005063021B4 (de) 2005-12-30 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Stellantrieb für ein Stellorgan
DE102008014609A1 (de) * 2008-03-17 2009-09-24 Continental Automotive Gmbh Aktuator für Schaltelement einer Verbrennungskraftmaschine
JP6675959B2 (ja) * 2016-09-07 2020-04-08 愛三工業株式会社 スロットル装置及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988002064A1 (en) * 1986-09-13 1988-03-24 Robert Bosch Gmbh System for regulated dosing of combustion air into an internal combustion engine
EP0413082A1 (de) * 1989-08-16 1991-02-20 VDO Adolf Schindling AG Lastverstelleinrichtung
US5492097A (en) * 1994-09-30 1996-02-20 General Motors Corporation Throttle body default actuation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3815735A1 (de) * 1988-05-07 1989-11-16 Vdo Schindling Lastverstelleinrichtung
DE4030901A1 (de) * 1990-09-29 1992-04-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum steuern der antriebsleistung eines fahrzeug-antriebsmotors
DE4243893C2 (de) * 1991-12-26 1996-03-28 Hitachi Ltd Vorrichtung zum Steuern einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine
DE19524941B4 (de) * 1995-07-08 2006-05-18 Siemens Ag Lastverstellvorrichtung
US5812050A (en) * 1996-12-18 1998-09-22 Figgins; Daniel S. Electrical control apparatus with unidirectional tactile indicator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988002064A1 (en) * 1986-09-13 1988-03-24 Robert Bosch Gmbh System for regulated dosing of combustion air into an internal combustion engine
EP0413082A1 (de) * 1989-08-16 1991-02-20 VDO Adolf Schindling AG Lastverstelleinrichtung
US5492097A (en) * 1994-09-30 1996-02-20 General Motors Corporation Throttle body default actuation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999010642A1 (de) * 1997-08-22 1999-03-04 Mannesmann Vdo Ag Lastverstellvorrichtung
US6360718B1 (en) 1997-08-22 2002-03-26 Mannesmann Vdo Ag Load setting device

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