Stelleinrichtung zur geregelten Verstellung eines mit einem Stellorgan verbundenen Anschlags

Abstract

 Stelleinrichtung zur geregelten Verstellung eines mit einem Stellorgan verbundenen Anschlags, insbesondere eines Leerlaufanschlags eines Verbrennungsmotors.
Mit einer solchen Stelleinrichtung darf der Leerlaufanschlag des Verbrennungsmotors nicht betätigt werden, wenn der Verbrennungsmotor willkürlich mit einer Drehzahl ausserhalb der Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Andernfalls würde durch eine Regelelektronik der Leerlaufanschlag während des willkürlichen Fahrbetriebs so verstellt, daß der Verbrennungsmotor im nachfolgenden Leerlauf zu langsam läuft oder abstirbt. Um eine solche Verstellung des Leerlaufanschlags im Fahrbetrieb des Verbrennungsmotors ohne aufwendige Unterbrechung der Signalflußwege von und/oder zu der Regelelektronik zu vermeiden, ist zwischen dem Anschlagstift und einem Elektromotor als Antriebsorgan eine Kupplung (3) angeordnet. Die Kupplung steht über ein selbsthemmendes Getriebe (15) mit dem Anschlagstift (8) in Verbindung. Die Kupplung ist nur dann kraftschlüssig, wenn der Anschlagstift durch die Leerlauf- bzw. Regelelektronik verstellt werden soll, da in diesem Fall die mit der Drosselklappe verbundene Feder über den Anschlag (14) an den Anschlagstift (8) stößt und beide Kupplungsteile (4, 5) zusammendrückt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur geregelten Verstellung eines mit einem Stellorgan verbundenen Anschlags nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Derartige bekannte Stelleinrichtungen dienen insbesondere dazu, einen einregulierbaren Leerlaufanschlag an einer Drosselklappe eines Ottomotors oder am Verstellhebel eines Dieselmotors zu betätigen. Zur Regelung der Leerlaufdrehzahl dient eine Regelelektronik, die mit Signalen entsprechend der Drehzahl und gegebenenfalls weiteren Aufschaltgrössen, wie der Temperatur, gespeist wird und die ein Stellsignal an ein elektrisches Antriebsorgan der Stelleinrichtung abgibt. Als Antriebsorgan dient z.B. ein Motor, der einen Anschlagstift verschiebt, gegen den wiederum mit einer Feder, der Drosselklappenrückzugsfeder, der Leerlaufanschlag gedrückt wird. In dieser Weise wird das Stellorgan, nämlich die Drosselklappe, durch das Antriebsorgan so verstellt, dass eine gewünschte Leerlaufdrehzahl unabhängig von Störgrössen aufrecht erhalten wird. Dies gilt jedenfalls so lange, wie die Drosselklappe nicht durch das Fahrpedal willkürlich verstellt wird, um den Motor mit einer anderen Drehzahl als der Leerlaufdrehzahl zu betreiben. In diesem Falle würde die Leerlaufelektronik ein Stellsignal abgeben, welches versucht, den Verbrennungsmotor auf eine niedrigere Drehzahl einzuregeln. Wenn dann das Fahrpedal wieder in seine Ruhelage zurückkehrt, wäre die Leerlaufdrehzahl zu niedrig, im Extremfall so, dass der Verbrennungsmotor stehen bleibt. Deshalb ist bei der bekannten Stelleinrichtung ein sogenannter Leerlaufkontakt vorgesehen, der bei einer Betätigung des Fahrpedals eine Signalleitung unterbricht, damit die Leerlaufelektronik bei einer willkürlichen Drehzahlerhöhung nicht gegenregelt. Der Leerlaufkontakt kann durch zwei Kontaktstücke realisiert werden, von denen einer mit dem Anschlagstift an dem Antriebsorgan und ein anderer mit dem Leerlaufanschlag selbst in Verbindung steht. Diese Art, den Leerlaufregelkreis bzw. die Leerlaufelektronik während des Fahrbetriebs beim Gasgeben für die Verstellung des Anschlag- .stifts unwirksam zu machen, so dass dieser seine zuletzt im Leerlauf eingeregelte Stellung behält, ist aber verhältnismässig aufwendig. Dieser Aufwand ist nicht nur durch den Leerlaufkontakt, sondern durch einen zusätzlichen Schaltungsteil zur Auswertung der Stellung des Leerlaufkontaktes in der Leerlaufelektronik und durch die Justierung des Leerlaufkontaktes bedingt.

[0003] Zu der vorliegenden Erfindung gehört daher die Aufgabe, eine Stelleinrichtung der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, dass die Leerlaufregelung für.die Verstellung des Stellorgans in weniger aufwendiger Weise unwirksam gemacht wird.

[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Ausgestaltung der Stelleinrichtung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0005] Bei dieser Stelleinrichtung wird die Drehbewegung eines Elektromotors nur dann auf den Anschlagstift übertragen, wenn der Anschlagstift durch die Feder - Drosselklappenrückzugsfeder - belastet ist. Dies geschieht nur im Leerlauf, wenn das Fahrpedal von dem Fahrer nicht betätigt wird. In diesem Fall wird also die Drehbewegung des Elektromotors über das selbsthemmende Getriebe in eine Verschiebung des Anschlagstifts umgesetzt. Der Anschlagstift wird durch die Leerlauf- bzw. Regelelektronik so eingestellt, dass der Verbrennungsmotor mit der gewünschten Leerlaufdrehzahl läuft. Bei einer Betätigung des Fahrpedals wird die erste kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlagstift und dem Anschlag aufgehoben, da das Stellglied unabhängig von der Leerlaufeinstellung durch den Fahrer willkürlich zum Erreichen der gewünschten Drehzahl verstellt wird. Dadurch wird auch die kraftschlüssige Verbindung der Kupplung unterbrochen, da das verschiebbare Kupplungsteil jetzt nicht durch die Feder - Drosselklappenrückzugsfeder - gegen das andere Kupplungsteil gedrückt wird. Der Elektromotor kann sich demzufolge beliebig drehen, ohne eine entsprechende Verschiebung des Anschlagstifts hervorzurufen. Demzufolge kann auch die Regel- bzw. Leerlaufelektronik an den Elektromotor Stellsiglane abgeben, die von der willkürlich eingestellten Motordrehzahl abhängen. Trotzdem verstellt der Elektromotor wegen der gelösten Kupplung in diesem Betriebsfall nicht den Anschlagstift in unerwünschter Weise.

[0006] Daraus folgen die wesentlichen Vorteile der Erfindung, dass auf eine Unterbrechung der elektrischen Signalwege in dem Leerlaufregelkreis völlig verzichtet werden kann. Es wird kein Leerlaufkontakt und kein Schaltungsteil der Leerlauf- bzw. Regelelektronik zum Auswerten der Stellung des Leerlaufkontaktes benötigt. Dementsprechend entfällt auch eine Justierung des Leerlaufkontaktes. Die Unterbrechung der kraftschlüssigen Verbindung durch die Kupplung erfolgt hingegen in unkomplizierter Weise selbsttätig durch die Wirkung der Feder - Drosselklappen rückzugsfeder. Der Aufwand für mechanische Bauelemente der Stelleinrichtung zur Unterbrechung des Leerlaufregelkreises auf die Einstellung des Anschlagstiftes ist vergleichsweise gering.

[0007] Eine besonders wenig aufwendige Ausführung der Stelleinrichtung besteht darin, dass das selbsthemmende Getriebe, welches zwischen dem Anschlagstift und dem verschiebbaren Kupplungsteil vorgesehen ist, aus einer mit der Kupplung verbundenen Gewindestange und einem in diese eingreifenden Gewindeabschnitt des verschiebbaren Anschlagstiftes besteht, der gegen Verdrehung gesichert ist. Dieses im wesentlichen nur aus zwei Teilen bestehende selbsthemmende Getriebe setzt die Drehbewegung des mit ihm verbundenen Kupplungsteils dadurch in eine Verschiebung des Anschlagstiftes um, dass sich die Gewindestange mehr oder weniger in den Gewindeabschnitt des Anschlagstiftes eindreht, der verschiebbar, aber nicht drehbar gelagert ist. Da sich die Gewindestange und der Gewindeabschnitt nicht weiter gegen das feste Kupplungsteil verschieben kann, bleibt nur die gewünschte Verschiebung des Anschlagstiftes in Richtung auf den Anschlag des Stellorgans. Diese Verschiebung tritt entsprechend der voranstehend skizzierten Funktion nur dann auf, wenn der Anschlag kraftschlüssig gegen den Anschlagstift gepresst wird.

[0008] Eine Einzelheit des unkomplizierten selbsthemmenden Getriebes, welches voranstehend beschrieben wurde, besteht darin, dass zur Sicherung gegen Verdrehen ein mit dem Anschlagstift verbundener Gleitstift entlang einer ortsfesten Gleitfläche verschiebbar ist.

[0009] Anstatt des voranstehend beschriebenen speziellen Getriebes kann in einer Variante auch ein Schneckengetriebe verwendet werden.

[0010] Als Kupplung ist zwischen dem Elektromotor und dem Anschlagstift vorteilhaft eine Reibkupplung vorgesehen, bei der der Kraftschluss in jeder Drehstellung der Kupplungsteile zueinander erfolgen kann.

[0011] Statt dessen kann auch eine Klauenkupplung als Kupplung dienen, die mit einer kraft- und formschlüssigen Verbindung die Drehbewegung des Elektromotors auf das Getriebe übertragen kann, wenn der Anschlagstift belastet ist.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert:

In der Zeichnung ist mit 1 ein Elektromotor bezeichnet, der von einer nicht dargestellten Leerlauf- bzw. Regelelek tronik mit Stellsignalen gespeist wird, die insbesondere von der Drehzahl eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors abhängen. Mit einer Abtriebswelle 2 des Motors steht eine Reibkupplung 3 mit zwei Kupplungsteilen 4 und 5 in Verbindung.

[0013] Aus dem Kupplungsteil 5, welches gegenüber dem Kupplungsteil 4 verschiebbar ist, wurde eine Gewindestange 6 mit einem Innengewinde ausgeformt. In das Innengewinde greift ein Aussengewinde eines Gewindeabschnitts 7 ein, welches in einen Anschlagstift 8 eingedreht ist.

[0014] Ein Stift 9 an dem Anschlagstift 8 kann an einer Gleitfläche 10 entlang gleiten.

[0015] Der Anschlagstift 8 begrenzt die Verstellung eines Hebels 11 durch eine Feder 12, die als Drosselklappenrückzugsfeder dient. Die Drosselklappe ist mit 13 bezeichnet. Sie ist ebenso wie der Hebel 11 und die Feder 12 gegenüber der Stelleinrichtung nicht maßstäblich dargestellt. - Das der Stirnseite des Anschlagstifts zugewandte Ende des Hebels 11 wird auch als Anschlag 14 bezeichnet.

[0016] Eins in der Zeichnung nicht dargestellte Trennfeder sorgt dafür, dass die Kupplungsteile 4 und 5 voneinander getrennt werden, wenn sie nicht unter der Kraft der Feder 12 aneinander gepresst sind. Die Federkraft der Feder 12 ist hierzu wesentlich grösser als diejenige der Trennfeder.

[0017] In der in der Zeichnung dargestellten geöffneten Lage der Kupplung 3 kann der Motor 1 mit beliebigen Stellsignalen gespeist werden, ohne eine Verstellung des Anschlagstiftes und damit der Leerlaufdrehzahl hervorzurufen. Es ist daher nicht nötig, die elektrischen Signalwege zu der Leerlauf- bzw. Regelelektronik in irgendeiner Weise zu unterbrechen oder unwirksam zu machen, wenn das Fahrpedal des Fahrzeugs willkürlich betätigt wird, wodurch der Anschlag 14 des Hebels 11 von dem Anschlagstift 8 getrennt ist, so dass der Anschlagstift nicht durch die Feder 12 belastet ist. In diesem Fall sind die Kupplungsteile 4 und 5 durch die Trennfeder getrennt.

[0018] Wird jedoch das Fahrpedal losgelassen, so wird der Anschlagstift 8 durch die Feder 12 belastet, d.h. der Anschlagstift drückt das Kupplungsteil 5 gegen das Kupplungsteil 4 unter Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung mit der Kupplung. In diesem Fall wird die Drehbewegung des Elektromotors 1 in eine Verschiebung des Anschlagstiftes 8 umgesetzt, um die gewünschte Leerlaufdrehzahl einzuregeln. Durch die in diesem Fall kraftschlüssige Verbindung der Reibkupplung 3 wird die Drehbewegung auf die Gewindestange 6 übertragen, die das Gewindeteil 7 des Anschlagstifts je nach Drehrichtung mehr eindreht oder mehr ausdreht, da sich der Anschlagstift nicht drehen kann. Vielmehr wird die Drehbewegung durch den Stift 9 verhindert, welcher bei einer Verschiebung des Anschlagstiftes an der Gleitfläche 10 entlang gleitet. - Insgesamt wird also die Drehbewegung des Elektromotors 1 in eine Verschiebung des Anschlagstifts 8 und damit des Anschlags 14 der Drosselklappe 13 umgesetzt. Diese Einstellung des Anschlagstifts bleibt bei einer erneuten Betätigung des Fahrpedals erhalten, da hier wiederum die kraftschlüssige Verbindung der Reibkupplung 3 gelöst wird.

Ansprüche

1. Stelleinrichtung zur geregelten Verstellung eines mit einem Stellorgan verbundenen Anschlags, insbesondere eines Leerlaufanschlags eines Verbrennungsmotors, der mittels einer Feder gegen einen durch ein elektrisches Antriebsorgan verstellbaren Anschlagstift gedrückt wird und der unter Lösen einer kraftschlüssigen Verbindung zu dem elektrischen Antriebsorgan unabhängig von diesem betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlagstift (8) und einem Elektromotor (1) als Antriebsorgan eine Kupplung (3) mit einem ersten, gegen ein zweites Kupplungsteil (4) verschiebbaren Kupplungsteil (5) angeordnet ist und dass ein eine Drehbewegung in eine Verschiebung des Anschlagstifts umsetzendes selbsthemmendes Getriebe (15) derart zwischen dem Anschlagstift und dem verschiebbaren Kupplungsteil (5) angeordnet ist, dass die Kupplung durch Druck der Feder (12) über den Anschlag (14) auf den Anschlagstift kraftschlüssig ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das selbsthemmende Getriebe (15) aus einer mit der Kupplung (3) verbundenen Gewindestange (6) und einem in diese eingreifenden Gewindeabschnitt (7) des verschiebbaren Anschlagstiftes (8) besteht, der gegen Drehbewegung gesichert ist.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Verdrehen ein mit dem Anschlagstift (8) verbundener Gleitstift (9) entlang einer ortsfesten Gleitfläche (10) verschiebbar ist.

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schneckengetriebe als selbsthemmendes Getriebe.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Elektromotor (1) und dem Anschlagstift (8) eine Reibkupplung (3) vorgesehen ist.

6. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Klauenkupplung als Kupplung.

Zeichnung