DE2830738B2

DE2830738B2 - Pneumatisch betätigte Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE2830738B2
Application number: DE2830738A
Authority: DE
Inventors: Guenther 4040 Neuss Frohberg; Ernst 4156 Willich Kuhlen
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1981-02-05
Also published as: FR2431055A1; DE2830738C3; GB2025526B; US4281586A; DE2830738A1; GB2025526A

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betätigte Verstellvorrichtung zur Drosselklappenanstellung bei gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen, mit einer zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil eingspannten Membran, welche mit dem Gehäuseoberteil einen unterdruckbeaufschlagten Arbeitsraum und mit dem Gehäuseunterteil einen zur Außenatmosphäre geöffneten Raum bildet, wobei der Unterdruck gegen die Kraft einer Feder eine Stange betätigt, die in einer Führungsbuchse angeordnet ist, die auf der ständig atmosphärenbelüfteten Seite der Membran aus dem Gehäuseunterteil ragt und fest mit diesem verbunden ist.

An Kraftfahrzeugen mit gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen, bei denen Geräte Anwendung finden, die durch den Saugrohrunterdruck betätigt werden bzw. den Saugrohrunterdruck als Energiequelle benutzen (autom. Getriebe, Klimaanlage) tritt das Problem auf, daß beim Zuschalten eines dieser Verbraucher der effektive Saugrohrunterdruck nicht mehr den Anforderungen zum problemlosen Betrieb des Motors genügt. Um diesen Nachteil auszugleichen, wird die Drosselklappenstellung verändert, wodurch die Drehzahl des Motors erhöht wird und ein gewünschtes LeerJaufverhalten wiederhergestellt wird. Wird nun ein zweiter Verbraucher der obengenannten Art in das System hinzugeschaltet, so ist eine erneute Nachstellung der Drosselklappe erforderlich.

Eine Einrichtung für diesen Zweck ist aus der DE-OS 26 24 420 bekannt. Bei dieser kontinuierlich wirkenden Einrichtung wird auf eine an der Drosselklaope über ein Gestänge angreifende Membrandose als Steuerdruck der Sar.grohrunterdruck angelegt, der gleichzeitig eine Barometerdose beaufschlagt, die einen Stößel betätigt, der als beweglicher Anschlag für ein zentrisch in der Membran angeordnetes Aufreißventil zur atmosphärischen Belüftung der Steuerdruckkammer dient, so daß jeweils eine dem Saugrohrunterdruck entsprechende Hubbegrenzung der Membran stattfinden soll. Mit dieser Einrichtung wird bezweckt, daß die Öffnung der Drosselklappe bei der Zuschaltung von Unterdruckverbrauchern jeweils entsprechend vergrößert wird.

Bei der Anordnung eines automatischen Getriebes darf eine bestimmte Motordrehzahl im Leerlauf nicht überschritten werden, da sich sonst das Fahrzeug in Bewegung setzt. Daher ist die maximale Öffnung der Drosselklpppe durch einen verstellbaren mechanischen Anschlag zu justieren. Der Hub der Membran ist also konstruktiv zu begrenzen.

Die bekannte Einrichtung könnte diese Anforderung erfüllen, sie hat jedoch den Nachteil, daß bei der Zuschaltung eines weiteren Verbrauchers die Membran eine nicht mechanisch feststellbare Zwischenstellung einnimmt, um die sie durch kurzzeitiges öffnen und Schließen des zentrisch angeordneten Aufreißventils schwingt. Mit dieser Einrichtung läßt sich keine reproduzierbare Drehzahl bei Zuschaltung des genannten zweiten Verbrauchers erzeugen. Außerdem besteht, die Gefahr, daß die Motordrehzahl unkontrolliert schwankt.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die stets reproduzierbare Drehzahlen bei der Zuschaltung von zwei Unterdruck verbrauchenden Geräten gewährleistet und die unkontrollierte Schwankung der Motordrehzahl ausschließt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung eingangs genannter Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nach dem Hauptanspruch in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Hierbei wird als aus dem DE-GM 71 04 102 bekannt

eine Verstellvorrichtung vorausgesetzt, mit einer auf der ständig mit Atmosphärendruck beaufschlagten Seite der Membran angeordneten Betätigungsstange und einer verstellbaren Druckfeder. Ferner i;it aus der GB-PS 13 35 255 die Anordnung der Druckfeder zwischen Gehäuse und einem auf der Betätigungsstange verstellbaren Federteller bekannt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. ι ο

Die Figur zeigt einen erfmdungsgemäß ausgeführten pneumatischen Verstellen Dabei ist zwischen das Gehäuseoberteil 1 und das Gehäuseunterteil 2 fest und dichtend eine Membran 3 eingebracht In den zwischen Gehäuseoberteil 1 und Membran 3 gebildeten, gegen die Atmosphäre dicht abgeschlossenen Arbeitsraum 4 führt der Anschluß 5 an dem der die Vorrichtung betätigende Unterdruck anliegt. Der durch Membran 3 und Gehäuseunterteil 2 gebildete Raum 6 ist durch eine öffnung 7 oder mehrere öffnungen mit der Außenatmosphäre verbunden. Mit der Membran 3 fest verbunden sind die beiden Membranteller 8 und 9. Mit dem Membranteller 9 ist seinerseits ein Rohr 10 fest verbunden, welches durch eine in einer öffnung 11 des Gehäuseunterteils 2 angebrachten Führungsbuchse 12 nach außen ragt. Besagte Führungsbuchse 12 weist in ihrem dünneren Abschnitt, welcher aus dem C ehäuseunterteil 2 nach außen ragt, ein Außengewinde auf. Mittels einer auf diesem Gewinde sitzenden Mutter 13 wird das beschriebene Gerät an einer Platte gehaltert. Das mit dem Membranteller 9 verbundene Rohr 10 ragt außerhalb des Gehäuses aus der Führungsbuchse 12 heraus. An diesem Ende weist besagtes Rohr sowohl ein Innen- als auch ein Außengewinde auf. Auf dem Außengewinde sitzt eine Mutter 14, an der sich eine Druckfeder 15 abstützt, deren Gegenanlage an der Mutter 13 auf der Führungsbuchse 12 erfolgt. In das Innengewinde des Rohres 10 ist eine Schraube 16 geschraubt und mit einer Kontermutter 17 gesichert. Die erwähnten Membranteller 8 und 9 sind im Bereich der Achse des Gerätes so geformt, daß sie zwei durch die Membran 3 getrennte kleine Arbeitsräume 18 und 19 bilden, wobei der Raum 18 über die Öffnung im Membranteller 8 mit dem Raum 4 in Verbindung steht. Über die kleinen Membranteller 20 und 2t ist in diesem Bereich ein Steuerkolben 22 fest mit der Membran 3 verbunden, welcher in das besagte Rohr 10 hineinreicht. Gegen den kleinei Membranteller 20 und den großen Membranteller 8 stützt sich eine Druckfeder 23 ab.

Die Funktion des vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Gerätes kann wie folgt erläutert werden:

Am Unterdruckanschluß 5 liegt der ungestörte Unterdruck an, z. B. der Saugrohrunterdrurk einer gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschine. Aufgrund der sich einstellenden Druckdifferenz zwi- « sehen den Räumen 4 und 6 wird die Membran soweit zur unterdruckbeaufschlagten Seite hin durchgewölbt, daß der aufgebogene Rand des Membrantellers 8, der als Anschlag dient, um eine definierte Endstellung zu gewährleisten, zur Anlage am Gehäuseoberteil 1 gelangt. Da eine feste Verbindung dieser Teile mit der Membran 3 vorliegt, werden dabei auch die beweglichen Teile, d. h. das Rohr 10 und die Schraube 16 gegen die Kraft der Druckfeder 15 in ihre eine Endlage gebracht. Für den Anwendungsfall des beschriebenen Gerätes als ta Drosselklappenansteller kann in dieser Endlage über die Schraube 16 ein Toleranzausgkich und über die Mutter 14 eine Leerlaufeinstellung erfolgen. Wird in das Unterdrucksystem ein erster Verbraucher zugeschaltet. z. B. das automatische Getriebe, so sinkt der Saugrohrunterdruck, der an Anschluß 5 anliegt und im Raum 4 herrscht, ab. Durch die geringere Druckdifferenz zwischen den Räumen 4 und 6 bewegt daraufhin die Druckfeder 15 das Rohr 10 und die damit festverbundene Membran 3 nach unten. Dabei wird das Rohr 10 soweit in der Führungsbuchse 12 verschoben, daß die in auf dem Umfang verteilten Aussparungen 101 des Rohres 10 befindlichen Kugeln 24 zum Anschlag auf dem Boden der in der Führungsbuchse 12 vorhandenen Senkung 121 gelangen. Das Ausweichen der Kugeln 24 nach innen ist dabei durch den dickeren Abschnitt des Steuerkolbens 22 verhindert

Die Vorspannung der die Stellung des Steuerkolbens 22 bestimmenden Druckfeder 23 ist so ausgelegt, daß die Änderung der Druckdifferenz in den kleinen Arbeitsräumen 18 und 19 aufgrund des zugeschalteten ersten Verbrauchers noch keine Verschiebung der Membran und des Steuerkolbens bewirkt EnoJgt nun durch das Hinzuschalten eines zweiten Unterdruckverbrauchers z. B. der Klimaanlage eine erneute Absenkung des Saugrohrunterdruckes und demzufolge auch eine Verringerung der Druckdifferenz zwischen den Räumen 4 und 6 bzw. 18 und 19, so drückt die Feder 23 die Membran 3 und den damit festverbundenen Steuerkolben 22 soweit, daß der Einstich 221 des Steuerkolbens 22 neben die Kugeln 24 gelangt Dadurch rutschen diese Kugeln 24 nach innen und liegen nicht mehr auf dem Boden der Senkung 121 in der Führungsbuchse 12 auf. Somit bewirkt die auf die Membran 3 wirkende Druckdifferenz zwischen den Räumen 4 und 6 eine weitere Verschiebung der Membran 3 und dem damit fest verbundenen Rohr 10. Dadurch ist eine zweite Verstellungsstufe gegeben. Diese zweite Verschiebung der Membran wird begrenzt dadurch, daß der Membranteller 9 zur Auflage um Gehäuseunterteil 2 gelangt.

Wenn die Unierdruckänderung durch Hinzuschalten eines zweiten Verbrauchers relativ gering ausfällt, müßte die Feder 23 unwirtschaftlich hohen Anforderungen an ihre Eigenschaften, insbesondere die Federkennlinie unterliegen. Deshalb wird das beschriebene Gerät ergänzt durch ein Elektromagnet-Ventil 25. In der ersten Stufe, d. h. beim Einschalten des ersten Verbrauchers, ist die Funktion des Gerätes wie beschrieben. Wird ein zweiter Verbraucher hinzugeschaltet, so wird ein elektrischer Kontakt betätigt, z. B. durch das Gangeinlegen beim automatischen Getriebe oder das Einschalten der Klimaanlage, welcher das Elektromagnetventil betätigt. Dadurch wird der in der Spule 26 und Spulenkörper 28 des Ventils 25 verschiebbar gelagerte Ventilverschlußkörper 27 von seiner dichtenden Auflage auf der fest und dicht mit dem Gehäuseoberteil verbundenen Platte 29 abgehoben und der Durchfluß von der Außenatmosphäre durch ein Filterelement 30 des Ventils 25 und durch die zentrale, im unbelasteten Zustand des Ventils durch den Ventilverschlußkörper 27 versperrte öffnung 32 in der Platte 29 in den Raum 4 freigegeben. Dies hat einen starken Abbau des in diesem Raum 4 und dem Raum 18 herrschenden Unterdruckes zur Folge. Die weitere Funkt'on des Gerätes entspricht der des bereits beschriebenen.

Der Unterdruckanschluß 5 weist eine Drosselstelle 33 auf, die den Abfluß geringer hält als den Zufluß durch die ventilgesteuerte Verbindung zwischen Atmosphäre und Arbeitsraum 4 ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisch betätigte Verstellvorrichtung zur Drosselklappenanstellung bei gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen, mit einer zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil eingespannten Membran, welche mit dem Gehäuseoberteil einen unterdruckbeaufschlagten Arbeitsraum und mit dem Gehäuseunterteil eine zur Außenatmosphäre geöffneten Raum bildet, wobei der Unterdruck gegen die Kraft einer Feder eine Stange betätigt, die in einer Führungsbuchse angeordnet ist, die auf der ständig atmosphärenbelüfteten Seite der Membran aus dem Gehäuseunterteil ragt und fest mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Membran (3) mit zwei konzentrisch im Abstand zueinander angeordneter Membrantellerpaaren (8,9 und 20,21) fest verbunden ist,

b) das äußere MembranteJJerpaar (8, 9) mit einem in der Führungsbuchse (12) verschiebbaren Rohr (10) fest verbunden ist,

c) dieses Rohr (10) in seinem geführten Teil ein oder mehrere Aussparungen (101) aufweist,

d) in jeder Aussparung (101) eine Kugel (24) angeordnet ist,

e) die Führungsbuchse (12) eine Senkung (121) aufweist, deren Durchmesser den vorab erwähnten Kugeln entsprechend ausgelegt ist und deren Tiefe den Hub der ersten Verstellstufe bestimmt,

f) das innere Membrantellerpaar (20,21) fest mit einem in dem mit dem äußeren Membrantellerpaar (8,9) verbundenen Rohr (10) verschiebbar angeordneten Steuerkolben (22) verbunden ist,

g) dieser Steuerkolben einen Einstich (221) aufweist,

h) das mit dem äußeren Membrantellerpaar (8, 9) verbundene Rohr (10) nach der Verlagerung der Kugel (24) in den Einstich (221) einen verlängerten Hub ausführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Druckfeder (15) durch eine Verstellmutter (14) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf dem Gehäuseoberteil (1) ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (25) angebracht ist,

b) dieses Ventil (25) eine öffnung (32) zwischen Arbeitsraum (4) und der Außenatmosphäre steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (32) durch ein Filterelement (30) gegen Verunreinigungen geschützt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckanschluß (5) eine Drosselstelle (33) aufweist, die den Abfluß geringer hält als der Zufluß durch die ventilgesteuerte Verbindung zwischen Außenatmosphäre und Arbeitsraum (4) ist.