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EP0828932B1 - Steuereinrichtung zum steuern einer leistung einer antriebsmaschine - Google Patents

Steuereinrichtung zum steuern einer leistung einer antriebsmaschine Download PDF

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Publication number
EP0828932B1
EP0828932B1 EP96945744A EP96945744A EP0828932B1 EP 0828932 B1 EP0828932 B1 EP 0828932B1 EP 96945744 A EP96945744 A EP 96945744A EP 96945744 A EP96945744 A EP 96945744A EP 0828932 B1 EP0828932 B1 EP 0828932B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
intermediate member
control device
rest
stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96945744A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0828932A1 (de
Inventor
Eckard Reiling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0828932A1 publication Critical patent/EP0828932A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0828932B1 publication Critical patent/EP0828932B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

  • the invention relates to a control device for Controlling a power of a prime mover after Preamble of claim 1.
  • a known control device (international Patent application WO 88/02064) there is an adjusting element to control the performance of a prime mover.
  • the control element is in the form of a throttle valve.
  • the Actuator can be done using an actuator be adjusted. If the actuator fails or the actuator is in the off position a rest position. The rest position is dimensioned that an emergency operation of the drive machine is possible.
  • Return spring that the actuator in the direction Closing of the suction channel applied.
  • One as Emergency spring acting second spring acts on it Control element in the direction of opening until the control element reached the rest position. By a stop on which the second spring can come into contact is reached that the second spring the actuator only up to Rest position can apply.
  • the known control device has the disadvantage that an additional, powerful spring is required, which the manufacturing effort and size of the known Control device influenced negatively.
  • the control device according to the invention for controlling a Performance of a prime mover with the distinctive Features of claim 1 has the advantage that the Spring device the actuator from the direction of first end position as well as from the direction of the second End position in the between the two end positions lying position can adjust. This diminishes the number of springs required, which makes the Manufacturing effort and the space required advantageously significantly reduced.
  • the translation include a gear stage between the Actuator and the intermediate member or intermediate wheel, this gear stage the speed of the actuator increased in the direction of the intermediate link or intermediate wheel, so this gear stage can also advantageously as part of the translation of the speed of the actuator on the angular velocity of the actuator be shared.
  • the second spring linkage comes accordingly shaped spring end forming the second spring linkage the spring device in the rest position on the Quiescent stop to the system, then it will open advantageously the number of components required further reduced.
  • US-A-5 492 097 discloses a throttle valve adjuster with an electric motor, the Adjustment device if the electric motor fails from a single return spring to an emergency running position, Between the closed and totally open position of the throttle valve, is returned.
  • the control device can be used with anyone Drive machine can be used in the performance the drive machine is to be controlled.
  • the Drive machine can either be installed stationary be, or it can e.g. B. a self-propelled machine, d. H. be a vehicle.
  • the prime mover is for example an Otto engine with a suction channel.
  • the control element has the shape, for example a throttle valve.
  • the prime mover can also be a Be diesel engine, in which case it is the Adjustment element around an adjusting lever for adjusting the Injection quantity of the injection pump can act.
  • the prime mover can also be an electric motor. Then is the control element, for example, a lever with which the current supply to the electric motor can be changed.
  • FIG. 1 shows a first particularly selected exemplary embodiment in symbolic form.
  • FIG. 1 shows a gas channel 2, an actuating element 4, a control lever 4a, a transmission ratio 6 of a transmission, a spring device 8 with a spring 8a Intermediate member 10, a stop piece 12, a Gear ratio 14, an actuator 16, a electrical line 18, a rest stop 20, a first end stop 21 and a second End stop 22.
  • gas channel 2 does not lead from one Air filter shown to the combustion chambers of the illustrated engine. Through the gas channel 2 for example, air or a fuel-air mixture flows.
  • the embodiment 4 has the shape a slider 4b. With the slider 4b the free Cross section of the gas channel 2 more or less open become.
  • Adjustment element 4 in the direction of arrow 24
  • Adjustment in the direction of the arrow 26 means reducing the performance of the Prime mover.
  • the actuator 16 is, for example, an electric motor, preferably a high-speed DC motor.
  • the Actuator 16 can the intermediate member 10, the Control element 4 with the control lever 4a and the slide 4b Adjust in the direction of arrow 24 until the adjusting lever 4a on the second end position stop 22 fixed to the housing comes to rest, and in the direction of arrow 26 until the Slider 4b on the housing-fixed first End position stop 21 comes to rest.
  • the spring 8a of the spring device 8 is a first Spring linkage 31 directly with the control lever 4a Adjusting element 4 connected, and a second Spring linkage 32 is the spring 8a of the spring device 8 connected to the stop piece 12.
  • the translation 6 is composed of a first Gear stage 6a and a second gear stage 6b.
  • the movable parts perform straight movements. But it was on it noted that the actuator 4 with the lever 4a, the intermediate member 10 and the stop piece 12 also can be rotatably or pivotally mounted. For the purpose of better understanding is given in the following Description assumed that the parts mentioned are rotatable are stored.
  • the first gear stage 6a translates the speed of the with the control element 4 rotatably connected control lever 4a in a speed of the intermediate member 10.
  • the first Gear stage 6a is designed, for example, so that the intermediate member 10 by four angular units (for example 4 °) rotates when the control lever 4a turns an angular unit (e.g. 1 °) rotates. This means, the translation of the speed from the actuator 4 on the Link 10 is one to four (1: 4). With the gear stage 6a designed in this way becomes the torque reshaped that acting on the intermediate member 10 Torque a quarter (1/4) of that of the Spring device 8 exerted on the actuator 4 Torque is. That is, the translation of the Torque from the control element 4 to the intermediate element 10 is four to one (4: 1).
  • the Spring device 8 acts via the first spring linkage 31 onto the intermediate member 10 in the direction of the arrow 26, the torque of the spring device 8 on the Intermediate member 10 through the first gear stage 6a seventy five percent (75%) to twenty five percent (25%) is reduced.
  • the second gear stage 6b can, for example, do this be designed so that the second gear stage 6b a Pivotal movement of the stopper 12 by four Angular units (e.g. 4 °) converted into one Pivotal movement of the intermediate member 10 by seven Angular units (e.g. 7 °).
  • the spring device 8 can with this Exemplary embodiment via the second spring linkage 32 with fifty-seven percent (57%) on the pontic 10 act as long as the stop piece 12 with his Stop 32a has lifted from the rest stop 20.
  • the actuator 16 If the actuator 16 is not energized, the Actuator 16 no torque exerted, then is the stop 32a of the stop piece 12 on Rest stop 20 and 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 The rest position is in an intermediate position between the first end stop 21 and the second end position stop 22.
  • the drawing shows that Actuator 4, as well as the other movable parts, in the rest position. Starting from the rest position can the actuator 16, the actuator 4 in the direction of Arrow 24 to the end stop 22, d. H. until the Adjusting lever 4a on the second end stop 22 System comes, and in the direction of arrow 26 to End stop 21, d. H. until the slide 4b, the can also be a throttle valve on the first End position stop 21 comes to rest.
  • the electric actuator 16 can the gear ratio 14, via the intermediate member 10, via the gear stage 6a, the lever 4a Adjusting element 4 starting from the one in FIG shown rest position both in the direction of the arrow 26 (to the left) and in the direction of arrow 24 (to right) until the control element 4 on the first End stop 21 or the second End position stop 22 comes to rest.
  • the actuator 16 has the actuator 4, starting from the rest position shown in FIG right, and then the actuator 16 switched off or it is due to a defect ineffective, then the spring device 8 adjusts the Control element 4 in the direction of arrow 26 (to the left), until the stop 10b comes to rest against the stop 32b and until the control element 4 again in the in Figure 1 shown rest position.
  • Movements of the intermediate member 10 lead to corresponding movements of the actuator 4.
  • the Movements of the actuator 4 are on the Gear stage 6a directly to the movements of the Intermediate link 10 coupled. Through the gear stage 6a there is a translation between the movements of the Actuator 4 and the movements of the intermediate member 10th
  • FIG. 2 shows, in symbolic form, a further possibility, selected by way of example, for implementing the control device according to the invention.
  • the first is Gear stage 6a of the translation 6, for example designed that a pivoting movement of the control lever 4a is transformed by two angular units (e.g. 2 °) into one 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 first gear stage 6a is designed so that a Pivotal movement or a rotary movement of the actuating element 4 into a swiveling movement of the same magnitude or Rotary motion, d. H. one on one, on the pontic 10 is transmitted.
  • Figure 3 is that in the figure 1 rectangular symbolizing the first gear stage 6a Box symbolically replaced by rectangular spikes what To symbolize that the actuator 4 and that Intermediate link 10 coupled to each other in terms of movement are and the translation is one to one.
  • the gear stage is 6b the translation 6, for example, designed so that a Rotational movement of the stop piece 12 by two degrees (e.g. 2 °) a rotational movement of the intermediate member 10 by gives an angular unit (1 °).
  • a Rotational movement of the stop piece 12 by two degrees e.g. 2 °
  • FIGS. 4 and 5 show details by way of example, like that in Figure 1 in a more symbolic form illustrated embodiment practically executed can be.
  • 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.
  • the throttle valve 4d, the throttle valve shaft 4w and the toothed 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 has preferably the shape of a throttle body and serves as a throttle body.
  • On the housing 36 is a Gear box 36r formed.
  • the gear box 36r is with Covered with the help of a lid 36d.
  • the lid 36d belongs to housing 36.
  • the throttle valve shaft 4w is via a bearing 34 in the Housing 36 rotatably or pivotally mounted.
  • 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 that is so the recess 36a is matched that the bearing 34 after its pressing into the recess 36a rigidly with the Housing 36 is connected. This allows the bearing 34 Throttle valve shaft 4w in both radial and in Hold in the axial direction.
  • the bearing 34 is for example a plain bearing.
  • the intermediate member 10 has the shape a gear with a first toothing 10g with a large radius and a second toothing 10k with a small radius.
  • the intermediate member 10 is on one with the housing 36 fixed axis 38 rotatable stored.
  • That firmly connected to the throttle valve shaft 4w Tooth segment 4z has an external toothing 4k.
  • To the Adjusting the throttle valve 4d is usually sufficient 90 °, so that 4k usually for the external teeth Angled bend of around 110 ° is sufficient.
  • the stopper 12 has a through hole 12d.
  • the stop piece 12 is by means of the through hole 12d freely rotatable on the throttle valve shaft 4w stored.
  • the spring device 8 comprises a helical coiled torsion spring 8d.
  • the torsion spring 8d Spring device 8 has a toothed segment 4z attacking first spring end 8e and a Stop piece 12 engaging second spring end 8f. On the place where the spring end 8e on the toothed segment 4z attacks, the first spring linkage 31, and where the second spring end 8f on the stop piece 12 attacks, the second spring linkage 32 is located.
  • the spring device 8 can via the spring ends 8e and 8f a torque on the toothed segment 4z of the Actuate control element 4 and on stop piece 12.
  • the spring device 8 can instead of just one Torsion spring 8d also two or three or more individual Include feathers. These multiple feathers can do so be dimensioned that in the event of a failure one of the Feathers the rest of the feathers are strong enough to do that Reset actuator 4 to the rest position.
  • the gear box 36r are u. a. the Intermediate member 10, the stop piece 12, the Spring device 8, the toothed segment 4z and a Angle sensor 40. Part of the angle sensor 40 is fixed connected to the lid 36 and part of the Angle sensor 40 is located on tooth segment 4z.
  • the Angle sensor 40 can the respective rotational position of the Sensing throttle valve 4d.
  • the spring device 8 generates a torque around the Axis of rotation 4x over the spring linkage 31 and over that Tooth segment 4z on the actuator 4 and a opposite torque via the second Spring linkage 32 on the stop piece 12.
  • the length the torsion spring 8d is dimensioned so that the Spring device 8 in addition to this torque Force generated 4x to the axis of rotation. That power is endeavors to the tooth segment 4z and the stop piece 12 axially apart. This will make it Stop piece 12 axially against that in the housing 36 pressed bearing 34 pressed (in Fig. 4 after Left).
  • the spring device 8 presses over the tooth segment 4z after the throttle valve shaft 4w right.
  • the Spring device 8 both for generating a Torque as well as for the axial fixation of the Throttle valve 4d opposite the gas channel 2 serve.
  • 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.
  • FIG. 5 shows, the actuating movement of the Adjusting element 4 limited in the direction of arrow 24 if a stop provided on the toothed segment 4z housing-fixed second end stop 22 for the system comes.
  • the rotary movement of the control element 4 in the direction of the arrow 26 is by a on the tooth segment 4z provided stop limited to the fixed to the housing first end stop 21 can come to rest.
  • FIG. 1 illustrated embodiment in which the Throttle valve 4d corresponding slide 4b when moving strikes the gas duct 2 in the direction of the arrow 26, at which the first end stop 21 is located.
  • Tooth segment 4z in the direction of arrow 26 (FIG. 5) rotated, then the gas channel 2 (Fig. 4) is closed and the power of the prime mover is reduced. A rotation of the tooth segment 4z in the direction of the arrow 24 opens the gas channel 2 and increases the performance of the Prime mover.
  • the electric actuator 16 can Intermediate member 10 the toothed segment 4z of the actuating element 4th adjust in the direction of arrow 26 until the Tooth segment 4z (FIG. 5) or the slide 4b (FIG. 1) or the throttle valve 4d on the first End position stop 21 comes to rest. In opposite direction (in the direction of arrow 24) the actuator 16 can rotate the actuator 4, until the tooth segment 4z on the second End position stop 22 comes to rest (Fig. 5).
  • the Control device is preferably designed so that the Prime mover engine works when the control element 4 at the first end stop 21 is located, and is the actuator 4 on second end stop 22, then the works Driving machine with maximum performance.
  • the spring device 8 acts via the first Spring linkage 31 via the external toothing 4k on the Intermediate member 10, and the spring device also acts 8 via the second spring linkage 32 via the Stop piece 12 on the stop 32b on the Intermediate link 10. Because the radius of the external toothing 4k is greater than the radius of contact between the two stops 10b and 32b, results from the Spring device 8 a resulting torque on the Intermediate member 10, as is shown in FIGS. 1 to 3 was explained.
  • the electrical Actuator 16 via a gear 16a via the toothing 10g in active engagement with the intermediate member 10 and over the teeth 10k and the external teeth 4k in Active intervention with the control element 4.
  • Actuator 16 is an electric motor, in particular a DC motor, used at high speed.
  • the Gear ratio 14 is the first stage
  • the Gear stage 6a of gear ratio 6 is the second stage. Since the various gear stages of the invention executed control device essentially also for Reduction of the high speed of the actuator 16 a small speed of the throttle valve shaft 4w can also be used at Control device overall requires few parts.
  • the spring device 8 which can preferably consist of a single spring, the actuator 4 in both directions of rotation, d. H. in Direction of the two arrows 24 and 26 in the Can adjust rest position. It is not an additional one Spring required.
  • FIGS. 6, 7 and 8 show examples below Possibilities, such as that in FIGS. 1 to 5 Stop piece 12 shown 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.
  • FIG. 7 shows a cross section through another selected, particularly advantageous exemplary embodiment.
  • a shoulder 36e and a spring guide 36f are provided.
  • the spring device 8 in can be located on the shoulder 36e support in the axial direction so that the spring device 8 on the toothed segment 4z on the throttle valve shaft 4w exert a force 4x in the longitudinal direction to the axis of rotation can.
  • the spring device 8 spans the Throttle valve shaft 4w fixed with the throttle valve 4d connected tooth segment 4z on the end against the bearing 34.
  • the bearing 34 is a roller bearing both in the radial direction and in the axial direction Can transmit forces.
  • the bearing 34 has one Outer ring, which is fixed relative to the housing 36 is.
  • An inner ring of the bearing 34 leads Throttle valve shaft 4w in the radial direction.
  • the Fixation of the outer ring relative to the housing 36 can done by appropriate press fit. As a result of that the spring device 8 resiliently against the toothed segment 4z preloads the bearing 34, you get an accurate axial Guiding the throttle valve 4d relative to the gas duct 2.
  • the bent spring end is 8e the spring device 8 in a in the tooth segment 4z provided provided hole. At this point the first spring linkage 31 is formed.
  • 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.
  • the housing 36 and the cover 36d are essentially omitted in FIG. Of the housing 36, 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, as well as the end stops 21 and 22 fixed to the housing are shown.
  • the end position stop 21 can be formed in that the toothed segment 4z can come to rest on 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 helical wound.
  • the torsion spring 8d can via the spring linkage 31 a torque on the control element 4 and on the Spring linkage 32 a torque on the intermediate member Exercise 10.
  • the spring end 8f forms in the area of the spring linkage 32 thus a lever arm which at the stop 10b of the Intermediate member 10 and / or at the stationary stop 20 is present, depending on the position of the control element 4.
  • the spring end 8f of the spring device 8 in the area of the second spring link 32 at the stop 10b or at the stop 20 has already been explained in detail with reference to FIG. 6.
  • the control device is used to control the power a prime mover, particularly one Driving machine of a vehicle.
  • the position of the Control element 4 determines the performance of the Prime mover.
  • the control device is particular intended for Otto engines, and the control device is particularly useful when the control element 4th a rotatably mounted on a throttle valve shaft Throttle valve is.
  • the actuator 16 is used for Adjusting the throttle valve 4d of the actuating element 4 between the through the first end stop 21st determined first end position and that determined by the second End position stop 22 determined second end position.
  • the spring device 8 provides if the Actuator 16, 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 first spring linkage 31 Control element 4 and the control element 4 on the Intermediate member 10 in the direction of the first end position is determined by the first end stop 21, and via the second spring link 32 to the intermediate member 10 towards the second end position, the second End position stop 22 is determined until the from the rest stop 20 certain rest position is reached. Because the actuator 4 with the intermediate member 10th is connected, or in other words, because the actuator 4 in terms of movement Intermediate member 10 is coupled, if the Actuator 16, the actuator 4 together with the Intermediate member 10 in the intended rest position. Between the spring device 8 and the intermediate member 10 at least one translation 6 is provided.
  • Ratio 6 With the Ratio 6 is achieved between the first End position (first end stop 21) and the Rest position (rest stop 20) the effect (force or Torque) of the spring device 8 on the intermediate member 10 towards the second end position (second End position stop 22) is greater than the effect of Spring device 8 in the direction of the first end position (first end stop 21).
  • the effect of Spring device 8 are forces that because corresponding parts, as in FIGS. 4, 5, 7 and 8 shown, are rotatably mounted, corresponding Torques result.
  • the translation 6 can have different gear stages like it in particular with reference to Figures 1 to 3 with the Gear stages 6a and 6b is explained in detail.
  • the control device is preferably designed such that that if the actuator 4 in the from the first End position stop 21 determined first end position located, the prime mover with minimal power works or is completely switched off or none Delivers power. Is the actuator 4 in the determined by the second end stop 22 second End position, then the drive machine works preferably with maximum performance.
  • the rest position determined by the rest stop 20 becomes preferably set so that in the rest position Drive machine delivers so much power that a Emergency operation of the motor vehicle is possible.
  • gear stages 6a and 6b of translation 6 it is particularly useful to gear stages 6a and 6b of translation 6 to be interpreted so that the first Gear stage 6a the speed from the first Spring linkage 31 on the intermediate member 10 by one first translation amount increased and the second Gear stage 6b the speed of the second Spring linkage 32 on the intermediate member 10 by one second translation amount increased, the first Translation amount is greater than the second Translation amount.
  • Gear stages 6a and 6b of the translation 6 interpret that the first gear stage 6a the force or the torque from the first spring linkage 31 the intermediate member 10 by a first translation amount reduces and the second gear stage 6b the force or the torque from the second spring linkage 32 to the intermediate member 10 by a second Reduced translation amount, the first Translation amount is greater than the second Translation amount.
  • the first Gear stage 6a is the force or torque of the Spring device 8 from the actuator 4 on the Intermediate link 10 reduced more than on the second Gear stage 6b from the second spring linkage 32 the intermediate member 10.
  • 5, 7 and 8 shown embodiments is this particularly convenient division of the translation 6 by given the chosen corresponding radii.
  • the rest stop 20 can be made adjustable, for example by using a screw on Rest stop 20. This screw can Rest position of those belonging to the control element 4 Throttle valve 4d can be set. The rest position The throttle valve 4d can also be used for this adjust that when installing the control device the toothed segment 4z with respect to the throttle valve shaft 4w is rotated accordingly until the throttle valve 4d desired position reached when the stop 32a on Rest stop 20 is present. Only then will that Tooth segment 4z fixed on the throttle valve shaft 4w.
  • the spring 8a of the spring device 8 (Fig. 1, 2, 3, 6) or the torsion spring 8d of the spring device 8 (FIGS. 4, 5, 7, 8) articulated directly on the control element 4.
  • the spring device 8 acts via the first Spring linkage 31 immediately and constantly on the Adjustment element 4. In particular, nothing is required what the spring device 8 with the actuator 4th alternately should couple and decouple.

Landscapes

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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

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 in einer Ruheposition. Die Ruheposition ist so bemessen, daß ein Notbetrieb der Antriebsmaschine möglich ist. Bei der bekannten Steuereinrichtung gibt es eine Rückstellfeder, 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.
Die US-A-5 492 097 offenbart eine Drosselklappen-Verstelleinrichtung mit einem Elektromotor, wobei die Verstelleinrichtung bei Aus Fall des Elektromotors von einer einzigen Rückstellfeder in eine Notlaufposition, Zwischen der geschlossenen und völlig geöffneten Stellung der Drosselklappe, Zurückgeführt wird.
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 Endstellungsanschlag 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 schnellaufender 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 : 1). 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 des 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 symbolhaften 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 Ausführungsbeispiel 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 12d. 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 des 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 Radius der Außenverzahnung 4k zweieinhalb (2,5) mal 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 das 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 das abgebogene Federende 8e der Federeinrichtung 8 in einer im Zahnsegment 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 gehäusefesten 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 (17)

  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 Übersetzungsbetrag erhöht, wobei der erste Übersetzungsbetrag größer ist als der zweite Übersetzungsbetrag.
  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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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19736521A1 (de) * 1997-08-22 1999-02-25 Mannesmann Vdo Ag Lastverstellvorrichtung
US6095488A (en) * 1999-01-29 2000-08-01 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle control with adjustable default mechanism
US6070852A (en) * 1999-01-29 2000-06-06 Ford Motor Company Electronic throttle control system
US6155533C1 (en) * 1999-01-29 2002-07-30 Visteon Global Tech Inc Default mechanism for electronic throttle control system
WO2001029382A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-26 Siemens Canada Limited 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
US6267352B1 (en) * 1999-11-11 2001-07-31 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle return mechanism with default and gear backlash control
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
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

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3631283C2 (de) * 1986-09-13 1999-11-25 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur gesteuerten Zumessung von Verbrennungsluft in eine Brennkraftmaschine
DE3815735A1 (de) * 1988-05-07 1989-11-16 Vdo Schindling Lastverstelleinrichtung
DE3927043A1 (de) * 1989-08-16 1991-02-21 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
US5492097A (en) * 1994-09-30 1996-02-20 General Motors Corporation Throttle body default actuation
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

Also Published As

Publication number Publication date
ES2173342T3 (es) 2002-10-16
DE59608764D1 (de) 2002-03-28
EP0828932A1 (de) 1998-03-18
CZ369697A3 (cs) 1998-03-18
JPH11507118A (ja) 1999-06-22
KR100426887B1 (ko) 2004-07-30
JP3957757B2 (ja) 2007-08-15
US6050241A (en) 2000-04-18
DE19612869A1 (de) 1997-10-02
KR19990022074A (ko) 1999-03-25
WO1997037116A1 (de) 1997-10-09
CZ292796B6 (cs) 2003-12-17

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