LASTVERSTELLVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Lastverstellvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmendes, insbesondere als Drosselklappe ausgebildetes, auf einer Stellwelle angeordnetes Stellglied, wobei die Stellwelle über ein drehfest mit ihr verbundenes Stellteil mittels eines reversierbaren Stellgetriebes zwischen einer Minimallaststellung und einer Vollaststellung schwenkbar antreibbar ist, mit einer als Drehfeder ausgebildeten, vorgespannten Rückstellfeder, die die Stellwelle in Minimallastrichtung beaufschlagt und einer Notlauffeder, durch die die Stellwelle in Vollastrichtung bis zu einer Notlaufstellung bewegbar ist.

[0002] Lastverstellvorrichtungen der vorstehenden Art (siehe Z.B. DE-A-19524941), sind allgemein unter der Bezeichnung E-Gas zur Leistungsverstellung der Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen bekannt. Bei ihnen ist zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs die Minimallaststellung so ausgelegt, daß die Brennkraftmaschine dabei im Leerlauf noch so eben gleichmäßig läuft. Das führt dazu, daß es in Minimallaststellung nicht möglich ist, ein ausreichendes Drehmoment zu erzeugen, um das Kraftfahrzeug zu bewegen. Das kann jedoch erforderlich werden, wenn das Kraftfahrzeug aus einem Gefahrenbereich gefahren werden muß, die Lastverstellvorrichtung jedoch infolge eines Ausfalls der Steuerelektronik oder des Stellgetriebes nicht mehr durch Betätigung des Fahrpedals verstellt werden kann. Aus diesem Grunde sieht man bei den bekannten Lastverstellvorrichtungen zusätzlich zur Rückstellfeder eine Notlauffeder vor, welche dafür sorgt, daß das Stellglied bei Ausfall der Steuerelektronik oder des Stellgetriebes sich aus der Minimallaststellung zwangsläufig in eine Notlaufstellung bewegt, in der die Brennkraftmaschine ein ausreichend großes Drehmoment erzeugt, um das Kraftfahrzeug mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen. Diese Notlaufstellung wird durch einen gegen die Kraft der Rückstellfeder verschieblichen Anschlag festgelegt, gegen den das Stellteil mittels der Notlauffeder gespannt ist und der von dem Stellteil gegen die Kraft der Rückstellfeder verschoben werden kann, wenn sich das Stellteil aus der Notlaufstellung in Richtung der Vollaststellung bewegt.

[0003] Die für das Erreichen der Notlaufstellung erforderliche Notlauffeder erfordert - abgesehen von den Kosten - einen entsprechenden Bauraum und führt zu einer Erhöhung des Gewichtes im Vergleich zu einer Lastverstellvorrichtung ohne zwangsläufige Bewegung in eine Notlaufstellung bei einem Defekt.

[0004] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lastverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie möglichst kompakt aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

[0005] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Rücklauffeder und die Notlauffeder durch eine einzige Drehfeder gebildet sind, deren erstes Ende mit der Stellwelle verbunden ist und deren anderes Ende zwischen der Notlaufstellung und der Minimallaststellung mittels eines mit dem Stellgetriebe gekoppelten Minimallastgetriebes entgegen der Kraft der Drehfeder bewegbar ist.

[0006] Durch diese Gestaltung wird die einzige Drehfeder als Rücklauffeder und als Notlauffeder doppelt genutzt und in Abhängigkeit von dem Stellwinkel der Stellwelle entweder unmittelbar über das Stellgetriebe oder das mit dem Stellgetriebe gekoppelte Minimallastgetriebe gespannt. Die Stellwelle schwenkt daher aus jeder Position automatisch in die Notlaufstellung, wenn keine Kräfte auf das Stellgetriebe wirken. Durch den Wegfall einer der Federn gestaltet sich die erfindungsgemäße Lastverstellvorrichtung besonders kompakt und ist deshalb sehr kostengünstig herstellbar. Weiterhin benötigt die erfindungsgemäße Lastverstellvorrichtung neben dem Stellgetriebe nur ein besonders einfach aufgebautes Minimallastgetriebe.

[0007] Die Vorspannung der Drehfeder durch das Minimallastgetriebe könnte beispielsweise dadurch erfolgen, daß das zweite Ende der Drehfeder auf einem von dem Minimallastgetriebe verstellbaren Halteteil befestigt ist. Die Vorspannung der Drehfeder durch das Minimallastgetriebe erfordert jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn das zweite Ende der Drehfeder zwischen der Notlaufstellung und der Vollaststellung an einem Anschlag anliegt und zwischen der Notlaufstellung und der Minimallaststellung von dem Anschlag wegbewegbar ist.

[0008] Das Stellgetriebe läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung platzsparend in der Lastverstellvorrichtung anordnen, wenn das Stellteil ein zum Kämmen mit einem Zahnrad des Stellgetriebes ausgebildetes Zahnsegment hat.

[0009] Das Stellgetriebe hat gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders geringe Bauhöhe, wenn das Stellgetriebe ein von einem Antriebsritzel angetriebenes, durchmessergroßes Zwischenzahnrad hat, welches mit einem das Stellteil verschwenkenden, durchmesserkleinen Zahnrad drehfest und koaxial verbunden ist. Diese Gestaltung hat zudem den Vorteil, daß bei einem Bruch der Drehfeder die Stellwelle von dem Stellgetriebe verschwenkt wird. Ein Defekt an einem einzigen Bauteil der erfindungsgemäßen Lastverstellvorrichtung führt deshalb nicht zu einem vollständigen Ausfall der damit gesteuerten Brennkraftmaschine.

[0010] Das Minimallastgetriebe erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn auf dem Zwischenzahnrad ein Nocken zum Bewegen des zweiten Endes der Drehfeder angeordnet ist. Der Nocken kann hierbei auf die verschiedenste Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Nokken als einteilig mit dem Zwischenzahnrad gefertigter Zapfen gestaltet oder durch eine freidrehbare Rolle ausgebildet sein.

[0011] Die Drehfeder beansprucht gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders wenig Platz, wenn sie eine Spiralfeder ist. Wenn eine besonders hohe Sicherheit gegen einen Federbruch gefordert ist, können einfach zwei gleiche, übereinander angeordnete Spiralfedern als Drehfeder eingesetzt werden.

[0012] Die Drehfeder wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig in ihrer Position gehalten, wenn in dem das Zwischenzahnrad lagernden Gehäuse ein seitlich an der Drehfeder anliegendes Führungsteil befestigt ist.

[0013] Eine Begrenzung des Stellbereichs der Stellwelle erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn eine in Minimallaststellung und in Vollaststellung gegen gehäusefeste Anschläge gelangende Anschlagplatte drehfest auf der Stellwelle befestigt ist. Selbstverständlich können die Anschläge zum Einstellen eines Standgases oder einer Vollastbegrenzung verstellbar gestaltet sein.

[0014] Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Lastverstellvorrichtung trägt es bei, wenn das Stellteil und die Anschlagplatte einteilig gefertigt sind.

[0015] Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

[0016] Diese zeigt in

Figur 1

einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Lastverstellvorrichtung,

Figur 2

eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lastverstellvorrichtung aus Figur 1 in Vollaststellung,

Figur 3

eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lastverstellvorrichtung aus Figur 1 in Notlaufstellung,

Figur 4

eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lastverstellvorrichtung aus Figur 1 in Minimallaststellung.

[0017] Die Figur 1 zeigt einen Teilbereich eines Gehäuses 1 eines Drosselklappenstutzens. In dem Gehäuse 1 ist eine Stellwelle 2 gelagert, bei der es sich um eine Drosselklappenwelle handeln kann, auf der eine nicht dargestellte Drosselklappe angeordnet ist. Drehfest auf der Stellwelle 2 sitzt ein ein Zahnsegment 3 aufweisendes Stellteil 4, welches mittels eines Stellgetriebes 5 verschwenkbar ist.

[0018] Das Stellgetriebe 5 hat einen Stellmotor 6, der über ein Antriebsritzel 7 ein durchmessergroßes Zwischenzahnrad 8 antreibt. Dieses Zwischenzahnrad 8 ist einteilig mit einem durchmesserkleinen Zahnrad 9 und einem radial hervorstehenden Nocken 10 gefertigt und auf einer Achse 11 gelagert. Das das Zahnsegment 3 aufweisende Stellteil 4 steht permanent im Eingriff mit dem auf dem Zwischenzahnrad 8 angeordneten Zahnrad 9. Weiterhin hat der Drosselklappenstutzen eine Drehfeder 18, welche mit einem Ende an der Stellwelle 2 befestigt ist und mit dem anderen Ende 12 an einem gehäusefesten Anschlag 13 anliegt. Weiterhin ist auf der Stellwelle 2 eine Anschlagplatte 14 drehfest angeordnet. Das Gehäuse 1 weist im Bereich der Anschlagplatte 14 einen Anschlag 15 auf.

[0019] Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Funktionsweise des Drosselklappenstutzens aus Figur 1 in einer Ansicht von oben in verschiedenen Stellungen. Hierbei ist zu erkennen, daß die Anschlagplatte 14 einen Vollastarm 16 und einen Minimallastarm 17 aufweist. Das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 ist abgewinkelt und überragt den Anschlag 13 bis in die Bewegungsbahn des auf dem Zwischenzahnrad 8 angeordneten Nockens 10. Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 des Drosselklappenstutzens ein als Bolzen ausgebildetes Führungsteil 19 integriert (insbesondere eingepreßt, daran befestigt oder durch das Gehäuse 1 selbst gebildet), das die Drehfeder 18 in einem seitlichen Bereich hält. Dieses Führungsteil 19 kann bei entsprechender Ausgestaltung der Anschlagplatte 14 auch als Anschlag für die Minimallaststellung genutzt werden.

[0020] Die Figur 2 zeigt die Lastverstellvorrichtung in Vollaststellung. Um zu der Vollaststellung zu gelangen, wird das Zwischenzahnrad 8 mittels des in Figur 1 dargestellten Stellmotors 6 im Uhrzeigersinn ausgelenkt. Hierdurch verschwenkt das Zahnrad 9 des Stellgetriebes 5 das Zahnsegment 3 des Stellteils 4 gegen den Uhrzeigersinn, bis der Vollastarm 16 der Anschlagplatte 14 gegen den Anschlag 15 des Gehäuses 1 gelangt. Da das Stellteil 4 und das eine Ende der Drehfeder 18 drehfest mit der Stellwelle 2 verbunden sind, wird die Stellwelle 2 ausgelenkt und die Drehfeder 18 gespannt. Das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 liegt hierbei an dem Anschlag 13 an.

[0021] Wenn beispielsweise durch einen Defekt der in Figur 1 dargestellte Stellmotor 6 nicht mehr bestromt wird, wird die Stellwelle 2 und damit das Stellteil 4 und das Zwischenzahnrad 8 durch die Kraft der Drehfeder 18 zurückgeschwenkt, bis der an dem Zwischenzahnrad 8 angeordnete Nokken 10 gegen das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 gelangt. Diese Stellung kennzeichnet die Notlaufstellung, die in Figur 3 dargestellt ist. Diese Notlaufstellung zeichnet sich dadurch aus, daß weder der Minimallastarm 17, noch der Vollastarm 16 der Anschlagplatte 14 an dem gehäusefesten Anschlag 15 anliegen.

[0022] Die Figur 4 zeigt den Drosselklappenstutzen in der Minimallaststellung, bei der der Minimallastarm 17 der Anschlagplatte 14 an dem gehäusefesten Anschlag 15 anliegt. Diese Minimallaststellung wird aus der Notlaufstellung dadurch erreicht, daß das Antriebsritzel 7 des in Figur 1 dargestellten Stellmotors 6 das Zwischenzahnrad 8 gegen den Uhrzeigersinn verstellt. Hierdurch wird die Stellwelle 2 über das Stellgetriebe 5 ausgelenkt. Gleichzeitig hebt der Nocken 10 das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 von dem Anschlag 13 ab. Der Nocken 10 und das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 bilden damit ein Minimallastgetriebe 20. Wenn der Stellmotor 6 nicht mehr bestromt wird, bewegt das zweite Ende 12 der Drehfeder 18 den Nocken 10 bis in die in Figur 3 dargestellte Notlaufstellung. Die Notlaufstellung wird deshalb durch die Kraft der Drehfeder 18 zwangsläufig erreicht, wenn der in Figur 1 dargestellte Stellmotor 6 nicht mehr bestromt wird.

Ansprüche

1. Lastverstellvorrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmendes, insbesondere als Drosselklappe ausgebildetes, auf einer Stellwelle angeordnetes Stellglied, wobei die Stellwelle über ein drehfest mit ihr verbundenes Stellteil mittels eines reversierbaren Stellgetriebes zwischen einer Minimallaststellung und einer Vollaststellung schwenkbar antreibbar ist, mit einer als Drehfeder ausgebildeten, vorgespannten Rückstellfeder, die die Stellwelle in Minimallastrichtung beaufschlagt und einer Notlauffeder, durch die die Stellwelle in Vollastrichtung bis zu einer Notlaufstellung bewegbar ist, wobei die Rückstellfeder und die Notlauffeder durch eine einzige Drehfeder gebildet sind, deren erstes Ende mit der Stellwelle verbunden ist und deren anderes Ende zwischen der Notlaufstellung und der Minimallaststellung mittels eines mit dem Stellgetriebe gekoppelten Minimallastgetriebes entgegen der Kraft der Drehfeder bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (12) der Drehfeder (18) zwischen der Notlaufstellung und der Vollaststellung an einem Anschlag (13) anliegt und zwischen der Notlaufstellung und der Minimallaststellung von dem Anschlag (13) wegbewegbar ist, und daß auf einem Zwischenzahnrad (8) ein des Stellgetriebes Nocken (10) zum Bewegen des zweiten Endes (12) der Drehfeder (18) angeordnet ist.

2. Lastverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellteil (4) ein zum Kämmen mit einem Zahnrad (9) des Stellgetriebes (5) ausgebildetes Zahnsegment (3) hat.

3. Lastverstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellgetriebe (5) ein von einen Antriebsritzel (7) angetriebenes, durchmessergroßes Zwischenzahnrad (8) hat, welches mit einem das Stellteil (4) verschwenkenden, durchmesserkleinen Zahnrad (9) drehfest und koaxial verbunden ist.

4. Lastverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfeder (18) eine Spiralfeder ist.

5. Lastverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem das Zwischenzahnrad (8) lagernden Gehäuse (1) ein seitlich an der Drehfeder anliegendes Führungsteil (19) befestigt ist.

6. Lastverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Minimallaststellung und in Vollaststellung gegen gehäusefeste Anschläge (15) gelangende Anschlagplatte (14) drehfest auf der Stellwelle (2) befestigt ist.

7. Lastverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellteil (4) und die Anschlagplatte (14) einteilig gefertigt sind.

Claims

1. Load adjustment device for an actuator which determines the power of an internal combustion engine and is designed, in particular, as a throttle valve and which is arranged on an actuating shaft, the actuating shaft being capable of being driven pivotably between a minimum-load position and a full-load position by means of a reversible actuating gear via an actuating part connected fixedly in terms of rotation to the said actuating shaft, with a prestressed return spring which is designed as a torsion spring and which loads the actuating shaft in the minimum-load direction, and with an emergency-running spring, by means of which the actuating shaft can be moved in the full-load direction as far as an emergency-running position, the return spring and the emergency-running spring being formed by a single torsion spring, the first end of which is connected to the actuating shaft and the other end of which can be moved, counter to the force of the torsion spring, between the emergency-running position and the minimum-load position by means of a minimum-load gear coupled to the actuating gear, characterized in that the second end (12) of the torsion spring (18) comes to bear against a stop (13) between the emergency-running position and the full-load position and can be moved away from the stop (13) between the emergency-running position and the minimum-load position, and in that a boss (10) of the actuating gear is arranged on an intermediate gearwheel (8) for the purpose of moving the second end (12) of the torsional spring (18).

2. Load adjustment device according to Claim 1, characterized in that the actuating part (4) has a toothed quadrant (3) designed to mesh with a gearwheel (9) of the actuating gear (5).

3. Load adjustment device according to Claim 1 or 2, characterized in that the actuating gear (5) has an intermediate gearwheel (8) of large diameter which is driven by a drive pinion (7) and which is connected fixedly in terms of rotation and coaxially to a gearwheel (9) of small diameter pivoting the actuating part (4).

4. Load adjustment device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the torsion spring (18) is a spiral spring.

5. Load adjustment device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a guide part (19) bearing laterally against the torsion spring is fastened in the housing (1) supporting the intermediate gearwheel (8).

6. Load adjustment device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a stop plate (14) which in the minimum-load position and in the full-load position comes up against stops (15) fixed to the housing is fastened fixedly in terms of rotation on the actuating shaft (2).

7. Load adjustment device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the actuating part (4) and the stop plate (14) are manufactured in one piece.

Revendications

1. Dispositif de réglage de charge pour un organe de réglage déterminant la puissance d'un moteur à combustion interne, réalisé en particulier sous forme de papillon et disposé sur un arbre de réglage, l'arbre de réglage pouvant être entraîné, par l'intermédiaire d'un élément de réglage qui lui est solidaire, au moyen d'un mécanisme de réglage réversible de manière à pivoter entre une position de charge minimale et une position de pleine charge, comportant un ressort de rappel tendu, réalisé sous la forme d'un ressort de torsion, lequel contraint l'arbre de réglage dans la direction de la position de charge minimale et un ressort de mise en position de fonctionnement d'urgence, grâce auquel l'arbre de réglage est mobile en direction de la position de pleine charge jusqu'à une position de fonctionnement d'urgence, le ressort de rappel et le ressort de mise en position de fonctionnement d'urgence étant formés par un seul ressort de torsion dont une première extrémité est reliée à l'arbre de réglage et l'autre extrémité est mobile, à l'encontre de la force du ressort de torsion, entre la position de fonctionnement d'urgence et la position de charge minimale au moyen d'un mécanisme de charge minimale couplé au mécanisme de réglage, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (12) du ressort de torsion (18) se trouve entre la position de fonctionnement d'urgence et la position de pleine charge contre une butée (13) et entre la position de fonctionnement d'urgence et la position de charge minimale peut être éloignée de la butée (13), et en ce que, sur une roue dentée intermédiaire (8) du mécanisme de réglage est disposée une came (10), laquelle permet de déplacer la deuxième extrémité (12) du ressort de torsion (18).

2. Dispositif de réglage de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de réglage (4) comprend un segment denté (3) conçu de manière à s'engrener dans une roue dentée (9) du mécanisme de réglage (5).

3. Dispositif de réglage de charge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage (5) comprend une roue dentée intermédiaire (8) de grand diamètre entraînée par un pignon d'entraînement (7), laquelle est reliée coaxialement et solidairement à une roue dentée (9) de petit diamètre qui fait pivoter l'élément de réglage (4).

4. Dispositif de réglage de charge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ressort de torsion (18) est un ressort en spirale.

5. Dispositif de réglage de charge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le boîtier (1), dans lequel est montée la roue dentée intermédiaire (8), est fixé un élément de guidage (19) reposant latéralement contre le ressort de torsion.

6. Dispositif de réglage de charge selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une plaque de butée (14), reposant en position de charge minimale et en position de pleine charge contre des butées (15) solidaires du boîtier, est solidaire de l'arbre de réglage (2).

7. Dispositif de réglage de charge selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de réglage (4) et la plaque de butée (14) sont fabriqués d'une seule pièce.

Zeichnung