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Technisches
Gebiet
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Diese Erfindung betrifft ein elektronisches Ventil-Steuersystem,
und spezieller ein elektronisches Drosselklappen-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor.
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Hintergrund
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Ventilaufbauten für Motoren und damit zusammenhängende Systeme
verwenden typischerweise drehbare Ventilglieder in Fluidstrom-Durchgängen, um
dabei zu helfen den Fluidstrom durch sie hindurch zu steuern. Zum
Beispiel sind Drosselklappen-Bauglieder in den Luft-Ansaugdurchgängen in Verbrennungsmotoren
hinein positioniert. Die Ventilaufbauten sind entweder mechanisch
oder elektronisch gesteuert, und verwenden einen Mechanismus welcher
das Ventilglied direkt betätigt.
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Für
elektronische Drosselklappen-Steuersysteme ist es wünschenswert
einen Ausfallsicherungs-Mechanismus
oder ein Ausfallsicherungs-System zu besitzen, welches die Drosselklappe
für den Fall
aktiviert daß die
elektronische Steuerung oder das elektronische System des Fahrzeugs
versagt. Es gibt bekannte elektronische Drosselklappen-Steuersysteme,
welche Ausfallsicherungs-Mechanismen besitzen um die Drosselklappe – im Falle
eines elektronischen Versagens im Fahrzeug – zu schließen oder um es in eine geringfügig offene
Stellung zu bewegen. Manche dieser Mechanismen verwenden eines,
zwei oder mehrere Federglieder um das Ausfallsicherungs-System zu
aktivieren.
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Ein derartiger Drosselklappen-Ausfallsicherungs-Mechanismus
wird in der europäischen
Patentschrift
EP 0
828 067 A2 offenbart, welche eine Drosselklappe zeigt die
einen Kupplungshebel auf einer Drosselwelle besitzt, welcher durch
eine Voreinstellungsfeder, die sich zwischen dem Kupplungshebel
und einem Drosselgehäuse
erstreckt, zu einer Ausfallsicherungs-Stellung hin aktiviert wird.
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Es wäre wünschenswert ein elektronisches Ventil-Steuersystem
mit einem verbesserten Ausfallsicherungs- oder Notbetriebs-Mechanismus
zu besitzen, und welches einen verbesserten Aufbau und ein verbessertes
System mit verminderten Kosten und verbesserter Verläßlichkeit
bereitstellt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung wird ein Ventilaufbau bereitgestellt
der umfaßt:
ein
Gehäuse;
einen
Fluid-Durchgang in diesem Gehäuse;
ein
drehbar in diesem Gehäuse
positioniertes und sich durch diesen Fluid-Durchgang hindurch erstreckendes
Wellenglied;
ein in diesem Fluid-Durchgang positioniertes Ventilglied,
wobei dieses Ventilglied an diesem Wellenglied befestigt und damit
drehbar ist;
einen Getriebemechanismus, um dieses Wellenglied zwischen
einer ersten Stellung, in welcher dieses Ventilglied ausgerichtet
ist um einen vollständigen Durchgang
von Fluid in diesem Durchgangsweg zu erlauben, und einer zweiten
Stellung zu drehen, in welcher dieses Ventilglied ausgerichtet ist
um einen Durchgang von Fluid in diesem Durchgangsweg zu vermeiden;
ein
Motorglied, das arbeitsfähig
an diesem Getriebemechanismus angeschlossen ist, um diesen Getriebemechanismus
dazu zu bringen dieses Wellenglied zu drehen;
wobei der Getriebemechanismus
ein erstes mit diesem Motor verbundenes Getriebebauglied umfaßt, ein
zweites an diesem Wellenglied befestigtes Getriebebauglied und ein
drittes, zwischen diesen ersten und zweiten Getriebebaugliedem angeordnetes Getriebebauglied;
ein
Haupt-Federglied, um diesen Getriebemechanismus und das Wellenglied
in einer Richtung von dieser ersten Stellung weg und zu dieser zweiten
Stellung hin vorzuspannen; und
einen ein Voreinstellungs-Federglied
einschließenden
Voreinstellungs-Mechanismus, um diesen Getriebemechanismus und das
Wellenglied in einer Richtung von dieser zweiten Stellung weg und
zu einer dritten Vorgabestellung zwischen diesen ersten und zweiten
Stellungen hin vorzuspannen;
wobei dieser Voreinstellungs-Mechanismus
ein Voreinstellungs-Federbauglied umfaßt;
worin dieses Haupt-Federglied
und der Voreinstellungs-Mechanismus im Falle des Nichtbetriebs dieses
Motorglieds dazu wirken um dieses Wellenglied in dieser dritten
Stellung zu positionieren; dadurch gekennzeichnet das: dieser Voreinstellungs-Mechanismus
ein Voreinstellungs-Hebelglied umfaßt; und das dritte Zahnrad
in dieser dritten Stellung das Voreinstellungs-Hebelglied berührt und
durch das Voreinstellungs-Federglied an einer weiteren Drehung gehindert
wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt
außerdem einen
elektronischen Drosselklappen-Steuerausbau bereit, der einen Luft-Durchgangsweg
und einen Ventilaufbau mit einem in diesem Luft-Durchgangsweg positionierten Drosselplattenglied
umfaßt,
worin der Ventilausbau gemäß der Erfindung
ist.
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Der elektronische Drosselklappen-Steueraufbau
besitzt ein Gehäuse
mit einem Motor, einen Getriebezug und eine Drosselklappe. Eine
Drosselplatte ist auf einer Drosselwelle angeordnet, und die Platte
und Welle sind in einem Motor- oder Luftansaug-Durchgang derart
positioniert, daß die
Drosselplatte den Luftstrom in den Motor hinein reguliert.
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Der Betrieb der Drosselklappe wird
durch einen von einem umsteuerbaren Gleichstrommotor angetriebenen
Getriebezug-Aufbau erreicht. Der Motor wird durch die elektronische
Steuereinheit des Fahrzeuges reguliert, welche wiederum auf die
Eingabe des Fahrzeugbedieners oder -führers reagiert. Ein Drosselklappen-Stellungssensor
ist in einer Gehäuseabdeckung
eingeschlossen und speist die Stellung der Drosselplatte an die
elektronische Steuereinheit zurück.
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Im Betrieb der Drosselklappe betätigt ein
an den Motor angeschlossenes Getriebe ein Zwischengetriebe, welches
wiederum ein Zahnbogen betätigt, welcher
mit der Drosselkörper-Welle verbunden ist. Der
Zahnbogen ist durch ein Haupt-Federglied zur geschlossenen Stellung
der Drosselklappe hin vorgespannt. Zwei Hebelglieder und zwei Federglieder werden
bereitgestellt, die alle in betrieblichem Zusammenhang mit dem Zahnbogen-Bauglied
stehen.
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Die beiden Hebelglieder, namentlich
ein Haupt-Hebelglied und ein Voreinstellungs-Hebelglied, sind für eine Drehung
auf der Drosselwelle frei. Ein Haupt-Federglied ist zwischen dem
Zahnbogen-Bauglied und dem Haupt-Hebelglied positioniert und mit
damit verbunden. Ein Voreinstellungs-Federglied ist zwischen dem
Haupt-Hebelglied und dem Voreinstellungs-Hebelglied positioniert.
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Das Haupt-Federglied ist zwischen
dem Zahnbogen-Bauglied und dem Haupt-Hebelglied geerdet. Das Haupt-Hebelglied
ist durch ein Einstellschrauben-Anschlagsglied zum Gehäuse hin
geerdet. Das Voreinstellungs-Federglied ist zwischen den beiden
Hebeln geerdet.
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Im Falle eines elektronischen Versagens während des
Betriebes des Fahrzeugs mit der Drosselklappe in einer geöffneten
Stellung wird das Haupt-Federglied die Drosselkappe zur Voreinstellungs-
oder Ausfallsicherungs-Stellung hin zurückstellen. Der Mechanismus
wird bei einem vorgeschriebenen Voreinstellungs-Winkel stoppen,
weil das Zwischengetriebe den Voreinstellungs-Hebel berührt und
durch das Voreinstellungs-Federglied an einer weiteren Drehung gehindert
wird.
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Befindet sich die Drosselklappe in
ihrer geschlossener Stellung wenn ein elektronisches Versagen auftritt,
so dreht die Voreinstellungs-Feder – die auf den Voreinstellungs-Hebel
und das Zwischengetriebe-Pfostenglied wirkt – das Zwischengetriebe, das
wiederum den Zahnbogen dreht um die Drosselklappe zu einer Ausfallsicherungs-Stellung
hin geringfügig
zu öffnen.
Die Kraft der Voreinstellungs-Feder ist größer als die des Haupt-Federglieds.
In der Ausfallsicherungs-Stellung kann das Fahrzeug weiterhin betrieben
werden, wenn auch bei verminderter Leistung. Dies erlaubt es dem
Fahrer im "Notbetrieb" nach Hause zu gelangen.
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Die Voreinstellungs-Einstellschraube
kann verwendet werden um den Winkel der Drosselklappe in der Voreinstellungs-Position
zu verändern.
Außerdem
sind die zwei Hebelglieder und der Zahnbogen für jeden Aufbau vorzugsweise
aufeinander aufgeschnappt.
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Andere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der
Erfindung offensichtlich werden, besonders wenn sie entsprechend
der beigefügten
Zeichnungen und angefügten
Patentansprüche
betrachtet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
einen elektronischen Drosselklappen-Steueraufbau gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Explosionsansicht des elektronischen Drosselklappen-Steueraufbaus
von 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht des elektronischen Drosselklappen-Steueraufbaus
von 1, wobei der Querschnitt
entlang der Linie 3-3 in 1 und
in Richtung der Pfeile aufgenommen ist;
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4 zeigt
ein Zwischengetriebeglied, welches mit der vorliegenden Erfindung
benutzt werden kann;
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5 veranschaulicht
den Zahnbogen, zwei Hebelglieder und zwei Federglieder, welche mit der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
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6, 7 und 8 veranschaulichen den Betriebsbereich
des Getriebezuges gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6A, 7A und 8A veranschaulichen verschiedene Stellungen
der Drosselklappen-Platte während des
Betriebsbereiches der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist
eine schematische Darstellung, die eine repräsentative Schaltung zeigt,
welche mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann;
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10 veranschaulicht
ein zusätzliches Merkmal
der Erfindung.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform(en)
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1-3 veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform
eines elektronischen Drosselklappen-Steueraufbaus gemäß der vorliegenden
Erfindung, während 4-10 verschiedene Bauteile des Aufbaus
und den Betrieb davon veranschaulichen. Was die 1-3 betrifft,
so veranschaulicht 1 den
Aufbau 20 in seiner montierten Form (mit zur Klarheit entfernter
Frontabdeckung), 2 veranschaulicht
die Bauteile des Aufbaus in einem explodierten Zustand, und 3 ist eine Querschnittsansicht
des Aufbaus 20, wie er in 1 gezeigt
ist.
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Der elektronische Drosselklappen-Steueraufbau 20 schließt ein Gehäuse- oder
Körperbauglied 22 und
ein Abdeckungsbauglied 24 ein. Das Gehäuse 22 schließt einen
Motorabschnitt 26, einen Drosselklappenabschnitt 28 und
einen Getriebezugabschnitt 30 ein. Das Abdeckungsbauglied 24 schließt den Drosselklappen-Stellungssensor
(TPS, Throttle Position Sensor; Drosselklappen-Stellungssensor) 32 zusammen
mit zugehörigen
Elektroniken ein, welcher die Stellung der Drosselklappe abliest oder "abtastet" und sie zu der elektronischen
Steuereinheit 200 (ECU, Electronic Control Unit; elektronische
Steuereinheit) des Fahrzeugs übermittelt
(siehe 11). Um die ECU mit dem TPS
zu verbinden ist ein elektrisches Steckerglied 25 auf dem
Abdeckungsbauglied 24 angeordnet. Das Steckerglied weist
bevorzugt sechs Kontakte auf zwei zu dem Motor 40, welcher
die Stellung der Drosselklappe reguliert; und vier zu dem TPS und
zugehörigen
Elektroniken.
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Wenn der Fahrer oder Bediener des
Fahrzeugs das Gaspedal des Fahrzeugs niederdrückt sendet die elektronische
Steuereinheit (ECU) ein Signal zu dem Motor 40, welcher
wiederum den Getriebezug 100 betätigt und die Stellung der Drosselklappe 60 einstellt.
Die Drosselklappe ist im Haupt-Luftdurchgang 72 vom Lufteinlaß innerhalb
des Motorraums zu dem Verbrennungsmotor positioniert. Die genaue
Position der Drosselklappe in dem Luftstrom-Durchgang wird durch den TPS abgetastet und
zu der ECU weitergeleitet oder zurückgespeist, um die gewünschte Drosselklappen-Einstellung
zu bestätigen
oder abzugleichen. Die Drosselklappe reguliert folglich den Luftstrom
zu dem Verbrennungsmotor und damit wiederum die Drehzahl des Motors und
Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Das Abdeckungsbauglied kann an dem
Körperbauglied 22 in
jeder herkömmlichen
Art und Weise befestigt werden, ist bevorzugt aber durch eine Mehrzahl
von Befestigungsgliedern angeschlossen, wie etwa Schrauben oder
Bolzen 31. Zu diesem Zweck sind in dem Abdeckungsbauglied
eine Reihe von Öffnungen 120 bereitgestellt,
um mit einer Reihe von Fassungen 122 auf dem Getriebeabschnitt 30 des
Gehäuses 22 zusammenzupassen.
Die Fassungen 122 können
mit Gewinde versehen sein um die Abdeckung sicher am Platz zu halten,
oder es könnten
mit Gewinde versehene Schraubenmuttern benutzt werden. Außerdem kann
ein geeignetes Dichtungs- oder Siegelbauglied 208 bevorzugt
zwischen dem Abdeckungsbauglied und dem Gehäuse positioniert werden, um
den Getriebezug und den TPS vor Schmutz, Feuchtigkeit und anderen
Umweltbedingungen zu schützen
(siehe 3). Wird der elektronische
Drosselklappen-Steueraufbau 20 benutzt, so ist er im Motorraum
des Fahrzeuges positioniert und am Fahrzeug angeschraubt oder anderweitig
sicher befestigt. Zu diesem Zweck sind in dem Gehäuse eine
Mehrzahl von Löchern 21 bereitgestellt.
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Der Motor 40, wie er am
besten in 3 gezeigt
ist, ist bevorzugt ein umsteuerbarer Dreizehn-Volt-Gleichstrommotor,
obwohl andere herkömmliche,
vergleichbare Motoren verwendet werden können. Der Motor 40 ist
mit einer Montageplatte 42 verbunden, welche an dem Körperbauglied 22 durch
eine Mehrzahl von Bolzen, Schrauben oder andere Befestigungen 44 angeschraubt
oder anderweitig sicher befestigt ist. Die Platte 42 weist
auch ein Paar von Kontakten 43 auf, wie in 2 gezeigt, welche die Elektroniken im
Abdeckungsbauglied 24 elektrisch an dem Motor 40 anschließen.
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Der Motor 40 besitzt eine
Welle 46, auf welcher ein kleines Geradstirnrad 48 positioniert
ist. Das Zahnrad 48 weist eine Mehrzahl von Zähnen 47 auf, welche
in angrenzende Zahnräder
eingreifen und sich mit ihnen drehen, wie es unten beschrieben ist. Die
Drosselklappe oder -platte 60 ist an einer Drosselkörper-Welle 62 befestigt,
welche wiederum im Drosselklappenabschnitt 28 des Körperbauglieds oder
Gehäuses 22 positioniert
ist. Die Drosselplatte 60 ist an der Drosselkörper-Welle 62 durch
eine Mehrzahl kleiner Befestigungen oder Plattenschrauben 64 befestigt.
Die Drosselwelle 62 ist in einer Bohrung oder einem Kanal 70 im
Drossellklappenabschnitt des Körperbauglieds 22 positioniert.
Die Bohrung 70 ist quer zur Achse des Luftstrom-Durchgangs 72.
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Drosselwelle 62 weist einen
O-Ring-Kanal oder eine Nut 74 auf, ein Paar von Abflachungen oder
Aussparungen 76 am oberen Ende zum Anschluß an einem
der Zahnräder
(wie unten beschrieben); ein Paar von Öffnungen 78 zur Positionierung der
Plattenschrauben dort hindurch; einen sich axial oder längs erstreckenden
Schlitz 80 zur Positionierung der Drosselplatte 60 darin;
und ein Paar von Abflachungen oder Aussparungen 82 am unteren Ende zum
Gebrauch bei Montage und Positionierung der Drosselklappe. Die Abflachungen 82 werden
verwendet um die Drosselwelle 62 während der Montage der Drosselplatte
zu drehen, und auch zur Ausrichtung des Zahnbogens während des
Formgebungs- oder Befestigungsvorgangs.
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Ein O-Ring 84 ist in dem
Kanal 74 auf der Drosselwelle positioniert. Der O-Ring 84 stellt
eine Dichtung zwischen der Luft in dem Luftstrom-Durchgang 72 und
den Getriebezug-Bauteilen und Elektroniken in der Abdeckung bereit.
Zur Montage der Drosselkörper-Welle
und der Drosselplatte in dem Aufbau 20 wird die Drosselkörper-Welle 62 zuerst
in der Bohrung 70 positioniert und gedreht, um es der Platte 60 zu
gestatten in Schlitz 80 positioniert zu werden. Die Drosselkörper-Welle 62 wird
dann ungefähr
90 Grad gedreht, um es den Drosselplattenschrauben 64 zu
gestatten durch die Welle und Platte hindurch befestigt zu werden,
wodurch die Platte sicher an der Welle befestigt wird.
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Wenn die Drosselkörper-Welle 62 in dem Gehäuse 22 positioniert
ist wird ein Paar Lager 86 und 88 bereitgestellt,
um es der Drosselkörper-Welle zu
erlauben sich frei in dem Gehäuse
zu drehen. Die Lager 86 und 88 sind herkömmliche
Kugellager-Bauglieder mit durch kleine Kugeln getrennten Paaren von
Laufringen.
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Wie in 3 gezeigt
wird ein axiales Sicherungsbügel-Bauglied 90,
bevorzugt aus Federstahlmaterial hergestellt, an dem unteren Ende
der Welle befestigt, wenn die Drosselkörper-Welle 62 einmal
in dem Körperbauglied 22 positioniert
ist (und bevor die Drosselplatte 60 an ihr befestigt ist).
Das Sicherungsbügel-Bauglied 90 hält die Drosselkörper-Welle 62 sicher
in ihrer Position in dem Drosselklappen-Abschnitt 28 des
Körper-
oder Gehäusebauglieds 22, und
minimiert eine axiale oder längsgerichtete
Bewegung (oder "Spiel") der Welle 62 in
dem Gehäuse.
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Während
der Montage wird das Bügelglied 90 auf
die Welle 62 gedrückt
oder gezwängt,
bis es den inneren Laufring von Lager 88 berührt. Die
Drosselkörper-Welle,
die im Dwchmesser abgestuft ist, ist dann axial an dem inneren Laufring
des Lagers fixiert. Ein Federbügel-Bauglied könnte auch
benutzt werden um die Lager vorzubelasten, um eine radiale Bewegung
der Welle zu minimieren, und auch um eine axiale Bewegung der Welle
in dem Aufbau 22 zu minimieren.
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Ist das Sicherungsbügel-Bauglied 90 einmal in
Position eingebaut und ist die Drosselplatte angebracht, so wird
ein den Hohlraum 94 umschließendes Endkappen-Bauglied oder
Stopfen-Bauglied 92 positioniert.
Dies schützt
das untere Ende der Welle vor Feuchtigkeit, Schmutz und anderen
Umweltbedingungen, welche den Betrieb der Drossellklappe nachteilig
beeinflussen könnten.
Dieser Schritt ist typischerweise der letzte Schritt in dem Montagevorgang,
weil das Ende der Welle 62 ungeschützt gelassen wird bis alle
Montage-Endprüfungen
abgeschlossen wurden.
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Auf den mit dem elektronischen Steueraufbau 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Getriebeaufbau oder Getriebezug-Mechanismus
wird allgemein durch die Bezugsnummer 100 Bezug genommen.
Der Getriebezug-Mechanismus 100 schließt das an Motor 40 angebrachte
Geradestirnrad 48, ein Zwischengetriebe-Bauglied 102 (4) und ein Zahnbogen-Bauglied 104 (5) ein. Das Zwischengetriebe-Bauglied 102 ist
auf einem Wellenglied 106 montiert, welches an dem Gehäuse- oder
Körper-Bauglied 22 (siehe 1-3) befestigt ist. Das Zwischengetriebe-Bauglied 102 dreht sich
frei auf Welle 106.
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Das Zwischengetriebe-Bauglied 102 besitzt eine
erste Reihe von Getriebezähnen 108 auf
einem ersten Abschnitt 109, und eine zweite Reihe von Getriebezähnen 110 auf
einem zweiten Abschnitt 111. Die Getriebezähne 108 auf
Zahnrad 102 sind positioniert um mit den Getriebezähnen 47 auf
dem motorgetriebenen Zahnrad 48 zu verzahnen, während die Getriebezähne 110 positioniert
und angepaßt
sind um mit den Getriebezähnen 112 auf
dem Zahnbogen 104 zusammenzupassen. Wie in den Zeichnungen gezeigt
werden die Zähne 112 auf
Zahnrad 104 nur auf einem Abschnitt oder Kreissektor des äußeren Umfangs
des Getriebe-Bauglieds
bereitgestellt.
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Alle der Getriebebauglieder 48, 102 und 104 sind
bevorzugt aus Plastikmaterial wie etwa Nylon hergestellte, obwohl
sie aus jedem anderen vergleichbaren Material oder Metall hergestellt
werden können,
welches eine gleichwertige Haltbarkeit und Funktion aufweist.
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Der Zahnbogen 104 ist bevorzugt
auf dem Ende 63 der Drosselkörper-Welle 62 angeformt.
Zu diesem Zweck sind auf der Welle 62 Aussparungen 76 bereitgestellt,
um es dem Zahnbogen zu erlauben integral an der Welle angeformt
und dauerhaft daran befestigt zu werden. Der untere Teil 105 des
Zahnbogens kann auch verlängert
werden, um den inneren Laufring von Lager 86 zu berühren, und
um somit dabei zu helfen die Drosselkörper-Welle axial in Position
zu halten.
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Der Zahnbogen 104 besitzt
einen zentralen Abschnitt oder ein zentrales Bauglied 114,
welches sich zur Kommunikation mit dem Drosselklappen-Stellungssensor-Mechanismus
(TPS) 32 in dem Abdeckungs-Bauglied 24 über den
Getriebezug 100 hinaus erstreckt. Damit der TPS die Stellung
der Drosselklappen-Platte 60 ablesen kann, muß der TPS
in der Lage sein die Bewegung und Drehung der Drosselkörper-Welle 62 richtig
abzutasten oder zu lesen.
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Zu diesem Zweck sind zwei einander
gegenüberliegende
Abflachungen auf dem oberen Ende des zentralen Bauglieds 114 positioniert.
Die Nabe des TPS ist auf diese Abflachungen aufgepreßt, und somit
kann die Stellung der Drosselwelle ohne relative Bewegung zwischen dem
TPS und der Welle genau abgelesen werden.
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Wenn gewünscht könnte auf dem Abdeckungs-Bauglied 24 ein
Buchsenglied 118 bereitgestellt werden, um über das
obere Ende des zentralen Abschnitts 114 des Zahnbogens
zu passen (siehe 3 und 12). Das Buchsenglied 118 kommt
in große
Nähe des
Voreinstellungs-Hebels,
was seine axiale Bewegung begrenzt.
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Im Betrieb des elektronischen Drosselklappen-Aufbaus
wird die durch den Bediener des Fahrzeugs 122 auf das Gaspedal 120 angewandte
Kraft durch einen Sensor 124 abgelesen und zu der ECU 200 übertragen
(siehe 11). Das Gaspedal 120 ist
typischerweise durch ein federartiges Spannglied 126 vorgespannt,
um eine fühlbare
Rückmeldung
zu dem Bediener bereitzustellen. Die ECU des Fahrzeugs empfängt außerdem Eingaben
von einer Mehrzahl anderer Sensoren 128, die in anderen
Mechanismen und Systemen im Fahrzeug angeschlossen sind.
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Um die Drosselklappen-Platte 62 zu
betätigen
wird ein Signal von der ECU 200 zu dem Motor 40 gesendet.
Der Motor dreht das Geradestirnrad 48, welches dann den
Getriebezug-Mechanismus 100 betätigt. Spezieller
dreht das Zahnrad-Bauglied 48 das Zwischengetriebe-Bauglied 102,
welches wiederum das Zahnbogen-Bauglied 104 dreht. Dies bringt
wiederum die Drosselkörper-Welle 62 zum
drehen, welche fest an dem Getriebeglied 104 befestigt ist.
Die Drehung von Welle 62 positioniert Ventilplatte 62 in
dem Durchgang 72 genau, und läßt in Reaktion auf Bewegung
des Gaspedals 120 den erforderlichen und notwendigen Luftstrom
in den Motor hinein zu.
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Die vorliegende Erfindung weist außerdem einen
Ausfallsicherungs-Mechanismus auf (auch als "Notbetriebs"-Mechanismus bekannt), welcher zuläßt daß die Drosselplatte
im Falle eines Versagens des Elektroniksystems in dem Drosselklappen-Steuermechanismus
oder in dem gesamten Fahrzeug teilweise geöffnet bleibt. Der Voreinstellungs-Mechanismus
des Drosselklappen-Steueraufbaus 20 der vorliegenden Erfindung
schließt
ein Haupt-Federglied 130, ein Haupt-Hebelglied 140,
ein Voreinstellungs-Federglied 150, und ein Voreinstellungs-Hebelglied 160 ein.
Der Voreinstellungsmechanismus schließt außerdem eine Einstellschraube 170 ein
und betätigt
in Verbindung mit Zahnbogen-Bauglied 104 das Zwischengetriebe-Bauglied 102.
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Das Haupt-Hebelglied 140 und
das Voreinstellungs-Hebelglied 160 sind auf dem zentralen Bauglied 114 des
Zahnbogen-Bauglieds 104 positioniert und in der Lage um
das zentrale Bauglied 114 herum zu rotieren. Das Haupt-Federglied 130 und das
Voreinstellungs-Federglied 150 sind ebenfalls um das zentrale
Bauglied 114 herum positioniert. Das Haupt-Federglied ist
an einem Ende 134 an dem Haupt-Hebelglied 140 befestigt,
und ist an dem anderen Ende 132 an dem Zahnbogen-Bauglied 104 befestigt.
Zu diesem Zweck sind in den dem Zahnbogen-Bauglied und in dem Haupt-Hebelglied
Schlitze oder Öffnungen 133 und 135 bereitgestellt.
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Das Voreinstellungs-Hebelglied 150 ist
an einem Ende 152 an dem Haupt-Hebelglied 140 befestigt,
und ist an dem anderen Ende 154 an dem Voreinstellungs-Hebelglied 160 befestigt.
Zu diesem Zweck sind in dem Haupt-Hebelglied und dem Voreinstellungs-Hebelglied
entsprechend Schlitze oder Öffnungen 153 und 155 bereitgestellt.
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Das Anschlagschrauben-Bauglied 170 ist
mit Gewinde versehen in Wand oder Schulter 172 in dem Gehäuse 30 positioniert.
Die Schraube 170 kann in jeder herkömmlichen Art und Weise rotiert
oder gedreht werden, um das Ende 174 zu ändern oder
anzupassen, welches als Anschlag für das Haupt-Hebelglied des
Voreinstellungs-Mechanismus wirkt.
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Das Haupt-Hebelglied 140 besitzt
ein hinausragendes Armglied 142, welches in dem Gehäuse positioniert
ist um in Zusammenarbeit mit dem Anschlagschrauben-Bauglied 170 zu
wirken. Zu diesem Zweck ist in dem Armglied ein Schlitz oder Kanal 135 bereitgestellt.
Das Haupt-Hebelglied 160 besitzt
auch ein hinausragendes Armglied 162. Das Armglied 162 ist
positioniert um mit dem Pfosten-Bauglied 180 auf dem Zwischengetriebe-Bauglied 102 in
Berührung
zu kommen, wenn das Zwischengetriebe-Bauglied durch den Motor und
Zahnrad 48 gedreht wird.
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Der Voreinstellungs-Mechanismus wirkt – in Zusammenarbeit
mit dem Zwischengetriebe 102 und dem Zahnbogen 104 – um die
Betätigung
des Ventilplatten-Bauglieds 60 und des Ausfallsicherungs-Mechanismus
zu begrenzen und zu steuern.
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Das Haupt-Federglied 130 spannt
das Ventilplatten-Bauglied 60 in Richtung auf seine geschlossene
Stellung hin vor. Wenn das Wellenglied 62 und das Zahnbogen-Bauglied 104 durch
den Motor 40 und Getriebezug-Mechanismus 100 zu
der vollständig
geöffneten
Stellung der Drosselplatte 60 hin gedreht werden, wie es
in 6 und 6A gezeigt ist, so wird das Haupt-Federglied 130 vorgespannt
um das Ventil- oder Drosselplatten-Bauglied 60 zu oder
in Richtung der geschlossenen Stellung hin zurück zu stellen. In der vollständig geöffneten Stellung
ist die Drosselplatte 60 ungefähr parallel mit der Achse des Durchgangswegs 72 positioniert,
und erlaubt es folglich einem vollen Luftdurchsatz in den Motor
hinein durchzutreten. In dieser Art und Weise wird der Ausfallsicherungs-
oder Voreinstellungsmechanismus im Falle eines elektronischen Versagens
in dem Drosselklappen-Steueraufbau 20,
wenn die Drosselklappe geöffnet
ist (d.h. wenn das Gaspedal niedergedrückt ist und sich das Fahrzeug
mit wesentlicher Geschwindigkeit bewegt), automatisch wirken um
die Drosselklappe zu schließen,
um die Drehzahl des Motors und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
zu vermindern.
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Das Haupt-Federglied 130 stellt
die Drosselklappe im Falle eines elektronischen Versagens zu der
Voreinstellungs-Position zurück.
Die Drosselklappen-Platte wird aufgrund der Berührung des Armglieds 162 mit
dem Pfosten-Bauglied 180 in der Voreinstellungs-Position
anhalten. In dieser Hinsicht kann die genaue Stellung des Voreinstellungs-Winkels
des Drosselplatten-Bauglieds
durch Einstellung der Position des Endes 174 der Schraube 170 eingestellt
werden. Die Anschlagschraube stellt den Winkel des Haupthebels ein,
welcher wiederum den Winkel des Voreinstellungs-Hebels einstellt.
Schlitz oder Kanal 135 auf Haupthebel 140 hält den Hebel
in einer feststehenden Stellung wenn er einmal eingestellt ist.
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Damit die Drosselklappe über die
Voreinstellungs-Position hinaus zu der vollständig geschlossenen Stellung
(auch als "in der
Bohrung geschlossene" Stellung
bekannt) hin fortschreitet, muß die
Kraft des Voreinstellungs-Federglieds 150 überwunden werden.
Dies wird durch weitere Drehung von Zwischengetriebe 102 durch
den Motor 40 erreicht, was wiederum das Pfosten-Bauglied 180 dazu
bringt das Armglied 162 auf dem Voreinstellungs-Hebelglied
zu berühren.
Drehung des Voreinstellungs-Hebels bringt wiederum das Zahnbogen-Bauglied 104 dazu sich
durch die Federglieder 130 und 150 gleichfalls zu
drehen und wiederum das Drosselplatten-Bauglied 60 in dem
Luftkanal 72 zu drehen.
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Die Stellung der Zahnrad-Bauglieder
und Hebel-Bauglieder in der Voreinstellungs-Position ist in 7 gezeigt. Die Stellung
des Drosselklappen-Plattenglieds 60 in der Voreinstellungs-Position ist
in 7A gezeigt. Die Stellung
der Zahnrad-Bauglieder und Hebel-Bauglieder in jener in der Bohrung geschlossenen
Stellung ist in 8 gezeigt.
Die Stellung des Drosselklappen-Plattenglieds 60 in der vollständig geschlossenen
Stellung ist in 8A gezeigt.
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Wenn das Ventil- oder Drosselplatten-Bauglied
sich in der Voreinstellungs-Position befindet ist es etwa 5°–10° von der
geschlossenen Stellung der Drosselklappe her geöffnet. In vielen heute bekannten
Motoren ist die Drosselplatte hergestellt und montiert um in der
vollständig
geschlossenen Stellung eine geringfügige Neigung in der Größenordnung von
7°–10° zu besitzen.
Dies ist um eine richtige Funktion der Ventilplatte in allen Zuständen sicherzustellen,
und um sie daran zu hindern in der geschlossenen Stellung zu haften
oder anzubinden. Folglich wird die Drosselklappe sich in der Voreinstellungs- oder "Notbetriebs"-Stellung etwa 12°–20° von einer Stellung
quer zur Achse des Luftstrom-Durchgangs befinden.
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Im Falle eines elektronischen Versagens
in dem Drosselklappen-Steuerausbau 20, wenn das Drosselplatten-Bauglied
geschlossen oder beinahe geschlossen ist, wird der Ausfallsicherungs-Mechanismus automatisch
wirken um die Drosselplatte zu der Voreinstellungs- oder „Notbetriebs"-Stellung hin zu öffnen. Die
Kraft des Voreinstellungs-Federglieds 150 auf das Haupt-Hebelglied 140 und
wiederum auf das Zahnbogen-Bauglied 104 wird das Zahnbogen-Bauglied 104 (und
das Drosselwellen-Bauglied 62) dazu zwingen zu drehen und
die Drosselklappe geringfügig
zu öffnen.
Diesbezüglich
ist die Kraft des Voreinstellungs-Federglieds 150 stärker oder
größer als
die Kraft des Haupt-Federglieds 130.
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In der Ausfallsicherungs-Stellung
des Betriebs befindet sich die Drosselplatte 60 in einer
geringfügig
geöffneten
Stellung, wie in 7A gezeigt. In
einer derartigen Stellung gestattet die Drosselklappe es etwas Luft
durch den Durchgang 72 hindurch zu strömen, und läßt folglich dem Motor ausreichend Ansaugluft
zu um dem Motor zu betreiben, und um das Fahrzeug im "Notbetrieb" nach Hause zu bringen.
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Mit der Verwendung von zwei Federn 130 und 150 ist
das Drosselwellen-Bauglied 62 (und folglich das Drosselklappen-Plattenglied 60)
in alle Betriebsrichtungen des Drosselklappen-Steuerventil-Systems auf die Voreinstellungs-
oder Notbetriebs-Stellung hin vorgespannt.
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Die Bauteile des Ausfallsicherungs-Mechanismus
können
als ein Unteraufbau zusammen montiert werden, um in ihrem Einbau
in den Getriebezugabschnitt 30 des Gehäuses 22 zu helfen.
Diesbezüglich
können
der Zahnbogen 104, das Haupt-Hebelglied 140 und
das Voreinstellungs-Hebelglied 160 in einen Unteraufbau
zusammengeschnappt werden. Es können
Schnappfinger (nicht gezeigt) auf einem oder mehreren der Bauteile
bereitgestellt werden. Weil jedes Hebelglied 140, 160 einen
kleinen Betriebs-Drehwinkel aufweist können die Schnappfinger oder
-merkmale an den unteren Enden des Betriebsbereiches angeordnet
werden.
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Während
die Erfindung in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen
beschrieben wurde muß klar
sein daß die
speziellen Mechanismen und Techniken, die beschrieben wurden, lediglich
veranschaulichend für
die Prinzipien der Erfindung sind. Zahlreiche Modifikationen können an
den beschriebenen Verfahren und dem beschriebenen Apparat vorgenommen
werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen, wie er durch
die angefügten
Patentansprüche
definiert ist.