DE19519836C2

DE19519836C2 - Lastverstelleinrichtung

Info

Publication number: DE19519836C2
Application number: DE19519836A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hannewald
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2015-06-01
Also published as: DE19519836A1; DE19519836C5; US5718201A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brenn kraftmaschine bestimmendes Stellglied, welche einen zwischen zwei die Vollast und Minimallast begrenzenden, festen Anschlägen verschieblichen, mit dem Stellglied gekoppelten Mitnehmer hat, der durch eine Notlauffeder von der Minimallaststellung her gegen einen zwischen der Vollaststellung und Minimallaststellung liegenden Notlaufanschlag und durch eine Rückstellfeder aus der Vollaststellung heraus in Richtung der Minimallaststellung vorgespannt ist, wobei die Rückstellfeder und die Notlauffeder durch eine einzige, sich durch die Bewegung des Mitnehmers aus der Notlaufstellung in beide Bewegungsrichtungen spannende Stellfeder gebildet ist.

Lastverstellvorrichtungen der vorstehenden Art sind allgemein unter der Bezeich nung E-Gas zur Leistungsverstellung der Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen bekannt. Bei einer solchen aus der DE 43 37 184 A1 bekannten Lastverstelleinrich tung ist zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs die Minimallaststellung so ausge legt, 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 Steuer elektronik oder des Stellantriebs nicht mehr durch Betätigung des Fahrpedals verstellt werden kann. Aus diesem Grunde sieht man bei den bekannten Lastver stellvorrichtungen zusätzlich zur Rückstellfeder eine Notlauffeder vor, welche dafür sorgen, daß das Stellglied bei Ausfall der Steuerelektronik oder des Stellantriebs 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 der Mitnehmer mittels der Notlauffeder gespannt ist und der von dem Mitnehmer gegen die Kraft der Rückstellfeder verschoben werden kann, wenn sich der Mitnehmer aus der Notlaufstellung in Richtung der Vollaststellung bewegt.

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.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lastverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie möglichst einfach und kompakt aufgebaut ist und möglichst kostengünstig hergestellt werden kann.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stellfeder eine zwei Stellscheiben voneinander weg spreizende Druckfeder ist, daß die eine Stellscheibe gegen den Notlaufanschlag anliegt und die andere Stellscheibe in ihrer am weitesten vom Notlaufanschlag entfernten Stellung am Gehäuse abgestützt ist und daß der Mitnehmer zum Verschieben jeder der beiden Stellscheiben in Richtung der anderen Stellscheibe jeweils mit einem Stellvorsprung außenseitig über die Stellscheiben greift.

Durch diese Gestaltung wird eine einzige Feder doppelt genutzt, und zwar sowohl zum Bewegen des Mitnehmers aus seiner Minimallaststellung in die Notlaufstellung als auch zum Bewegen des Mitnehmers aus seiner Vollaststellung in die Notlauf stellung.

Die beiden Stellscheiben liegen jeweils gleichzeitig an zwei gehäusefesten Anschlä gen und dem Mitnehmer an. Dadurch entsteht ein statisch unbestimmtes System. Durch grobe oder ungünstige Toleranzen kann es zu unerwünscht starkem Spiel der Bauteile kommen. Dieses kann auf einfache Weise dadurch kompensiert werden, daß die vollaststellungsseitige Stellscheibe in Notlaufstellung und im Bereich zwi schen der Notlaufstellung und der Vollaststellung über eine Stellschraube oder ein anderes spielvermeidendes Element, wie z. B. einen Exzenter, am Gehäuse abge stützt ist.

Eine weitere Lösung der Aufgabe, bei der ein Spiel zwischen den Bauteilen auch ohne eine zu justierende Stellschraube gänzlich ausgeschlossen werden kann besteht darin, daß die Stellfeder zum Spannen eines über eine Seilrolle umgelenkten und zu dem Mitnehmer führenden, den Mitnehmer vom Minimallast-Anschlag gegen den Notlaufanschlag vorspannenden Seils ausgebildet ist und wenn der Notlaufan schlag an einem Anschlagteil vorgesehen ist, welches von der Seite der Vollaststel lung her gegen einen Gehäuseanschlag anliegt, die Umlenkrolle trägt und mittels des Mitnehmers in Richtung der Vollaststellung verschieblich angeordnet ist.

Eine mit besonders geringem Kostenaufwand zu verwirklichende Lösung der Aufgabe ergibt sich dann, wenn an dem Mitnehmer ein Hebel um eine Achse des Mitnehmers schwenkbar angelenkt ist, welcher von der Stellfeder in Richtung des Notlaufanschlags vorgespannt ist und durch einen am Mitnehmer anliegenden Hebelarm in seiner Verschwenkbarkeit relativ zum Mitnehmer in Richtung des Notlaufanschlags begrenzt ist, und wenn der Hebel in Notlaufstellung gleichzeitig gegen den Notlaufanschlag und den Mitnehmer anliegt.

Wiederum eine weitere Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, wenn an dem Mitnehmer ein Hebel um eine Achse des Mitnehmers schwenkbar gelagert ist, welcher in Notlaufstellung gegen den gehäusefesten Halter anliegt, und wenn der Mitnehmer die Stellwelle mit einem ein Langloch aufweisenden Ringteil umschließt, mit dem es in Notlaufstellung mit einem Ende gegen die Stellwelle anliegt und welches so ausgerichtet ist, daß sich das Ringteil nach Erreichen der Notlaufstellung bei weiterer Bewegung des Mitnehmers relativ zur Stellwelle radial nach außen zu bewegen ver mag. Bei einer solchen Lastverstellvorrichtung verschiebt sich bei Erreichen der Notlaufstellung und weiterer Bewe gung des Mitnehmers in Richtung der Minimallaststellung die Achse des Hebels aus einer mittleren Lage gegen die Kraft der Spiralfeder zunehmend nach außen, so daß zwi schen der Minimallaststellung und der Notlaufstellung stets eine den Mitnehmer zurück zur Notlaufstellung vor spannende Kraft vorhanden ist.

Eine als Spiralfeder ausgebildete Stellfeder wird auf be sonders einfache Weise zuverlässig in ihrer Einbaulage gehalten, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Er findung das Ringteil mehrere über die als Spiralfeder ausgebildete Stellfeder greifende Federabdeckarme hat.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Vier davon sind in der Zeichnung stark schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungs form einer Lastverstellvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungs form einer Lastverstellvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungs form einer Lastverstellvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungs form einer Lastverstellvorrichtung,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Draufsicht ohne das Stellglied,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch die Last verstellvorrichtung nach den Fig. 4 und 5.

Die Fig. 1 zeigt einen Mitnehmer 1, welcher zum Verstel len einer nicht dargestellten Drosselklappe dient und deshalb auf übliche Weise mit einer solchen Drosselklappe gekoppelt ist. Dargestellt ist dieser Mitnehmer 1 in Fig. 1 in seiner Notlaufstellung. Der Mitnehmer 1 ist ga belartig ausgebildet und hat zwei nach oben gerichtete, zinkenartige Stellvorsprünge 2, 3, von denen der Stell vorsprung 2 von außen her gegen eine Stellscheibe 4 und der Stellvorsprung 3 von außen her gegen eine zweite Stellscheibe 5 anliegt.

Zwischen den Stellscheiben 4, 5 ist eine als Druckfeder ausgebildete Stellfeder 6 angeordnet, die die beiden Stellscheiben 4, 5 voneinander weg vorspannt. In der dar gestellten Notlaufstellung liegt die linke Stellscheibe 4 gegen einen gehäusefesten Notlaufanschlag 7 und die rechte Stellscheibe 5 gegen eine Stellschraube 8 eines Gehäuses 9 an.

Verschiebt man den Mitnehmer 1 aus der dargestellten Stellung heraus nach links bis gegen einen Minimallast- Anschlag 10, dann bewegt der Stellvorsprung 3 die Stell scheibe 5 entsprechend gegen die Kraft der Stellfeder 6 nach links von der Stellschraube 8 weg. Wirkt keine Stellkraft mehr in Richtung des Minimallast-Anschlags 10, dann drückt die Stellfeder 6 die Stellscheibe 5 und damit auch den Mitnehmer wieder in die dargestellte Position zurück.

Verschiebt man den Mitnehmer 1 aus der dargestellten Stellung heraus nach rechts bis gegen einen Vollast-An schlag 11, dann verschiebt der Stellvorsprung 2 die Stellscheibe 4 gegen die Kraft der Stellfeder 6 nach rechts. Wirkt keine Stellkraft mehr, dann drückt diese Stellfeder 6 den Mitnehmer 1 wiederum in die dargestellte Notlaufposition zurück.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Stellfeder 6 als Zugfeder ausgebildet, welche mit einem Ende am Ge häuse 9 befestigt ist und mit ihrem anderen Ende ein Seil 12 spannt, welches über eine Umlenkrolle 13 zu dem Mit nehmer 1 führt. Die Umlenkrolle 13 ist an einem Anschlag teil 14 befestigt, welches in der dargestellten Notlauf stellung gegen einen Gehäuseanschlag 15 anliegt. An die sem Anschlagteil 14 ist auch der Notlaufanschlag 7 vorge sehen, gegen den in der dargestellten Position der Mit nehmer 1 anliegt.

Bewegt sich der Mitnehmer 1 aus der dargestellten Posi tion heraus nach rechts in Richtung der Vollaststellung, dann drückt der Mitnehmer 1 über den Notlaufanschlag 7 das Anschlagteil 14 nach rechts vom Gehäuseanschlag 15 weg, wobei entsprechend auch die Umlenkrolle 13 sich nach rechts bewegt und dadurch die Stellfeder 6 zunehmend ge spannt wird.

Bei einer Bewegung des Mitnehmers 1 nach links zum Mini mallast-Anschlag 10 hin, bleibt das Anschlagteil 14 ste hen, weil es gegen den Gehäuseanschlag 15 anliegt. Des halb wird das mitnehmerseitige Ende des Seiles 12 vom Mitnehmer zunehmend nach links verschoben und dadurch ebenfalls die Stellfeder 6 gespannt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist am Mitnehmer 1 ein Hebel 16 um eine Achse 17 schwenkbar angelenkt. Dieser Hebel 16 ist als Winkelhebel aus gebildet und liegt mit einem Hebelarm 18 gegen einen Bereich 19 des Mitneh mers 1 an. Der Hebel 16 wird dadurch daran gehindert, sich gegen den Uhrzei gersinn zu verschwenken.

Der Hebel 16 hat einen in Fig. 3 nach oben weisenden He belarm 20, an welchem die bei diesem Ausführungsbeispiel als Zugfeder ausgebildete Stellfeder 6 befestigt ist. Diese Stellfeder 6 hat die Tendenz, den Hebel 16 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken. Er liegt in der darge stellten Position gegen den Notlaufanschlag 7 an.

Im oberen Bereich des Mitnehmers 1 sind der Minimallast- Anschlag 10 und der Vollastanschlag 11 und darunter eine Drosselklappe 21 dargestellt. Unterhalb des Mitnehmers 1 ist schematisch zum Bewegen des Mitnehmers 1 ein Stellmo tor 22 mit einem Getriebe 23 gezeigt. In Fig. 3 ist des weiteren eine Elektronik 24 zu sehen, welche von einem Fahrpedal 25 Steuerbefehle zum Ansteuern des Stellmotors 22 erhält.

Bewegt sich der Mitnehmer 1 aus der dargestellten Not laufposition heraus nach rechts, dann folgt der Hebel 16 dieser Bewegung und entfernt sich von dem Notlaufanschlag 7, wobei die Stellfeder 6 zunehmend gespannt wird und den Mitnehmer 1 wieder in die dargestellte Position zurück zieht, sobald die Stellkraft nicht mehr wirkt.

Wird der Mitnehmer 1 aus der dargestellten Notlaufstel lung nach links bis in seine Minimallaststellung bewegt, dann bleibt der Hebel 16 in Anlage an dem Notlaufanschlag 7. Die gewünschte Stellbewegung wird dadurch möglich, daß sich der Hebel 16 im Uhrzeigersinn um die Achse 17 des Mitnehmers 1 verschwenkt.

Die Fig. 4 zeigt eine Stellwelle 26, auf der eine nicht gezeigte Drosselklappe angeordnet ist. Mit dieser Stell welle 26 ist der bei diesem Ausführungsbeispiel als Zahn segment ausgebildete Mitnehmer 1 drehfest verbunden. Ein Ritzel 27 kämmt mit der Verzahnung des Mitnehmers 1, um die Stellbewegungen der Stellwelle 26 zu erzeugen. In Fig. 4 gesehen unterhalb des Mitnehmers 1 ist der Hebel 16 drehbar auf der Stellwelle 26 angeordnet. Er greift hierzu mit einem Langloch 28 über die Stellwelle 26. Die Stellfeder 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Spi ralfeder ausgebildet und mit einem Ende an einem gehäuse festen Anschlag 29 und mit ihrem anderen Ende an einem Vorsprung 30 des Hebels 16 befestigt. Die Kopplung zwi schen dem Hebel 16 und dem Mitnehmer 1 erfolgt wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Achse 17, welche den Hebel 16 schwenkbar mit dem Mitneh mer 1 verbindet.

Wenn sich der Mitnehmer 1 im Uhrzeigersinn verschwenkt, dann verschwenkt sich im entsprechenden Drehsinn auch der Hebel 16, wobei die Stellfeder 6 zunehmend gespannt wird. Die Stellfeder 6 ist dadurch in der Lage, die Stellwelle 26 zurück bis in eine Notlaufstellung zu bewegen, in der der Hebel 16 gegen den Anschlag 29 anliegt.

Die Fig. 5 zeigt diese Notlaufstellung ohne den Mitneh mer 1. Deutlich zu erkennen ist in Fig. 4, daß der Hebel 16 die Stellwelle 26 mit einem Ringteil 31 umschließt, welches das Langloch 28 bildet. Das Ringteil 31 hat bei dieser Ausführungsform zwei radial nach außen gerichtete Federabdeckarme 32, 33, welche genau wie der Hebel 16 über die Stellfeder 6 greifen und diese dadurch in ihrer Position sichert.

Wenn aus der Notlaufstellung heraus die Stellwelle 26 in Richtung der Minimallaststellung bewegt werden soll, dann bewegt sich die Achse 17 auf einem Kreisbogenabschnitt um den Mittelpunkt der Stellwelle 26. Der Hebel 16 kann die ser Bewegung jedoch nicht ohne weiteres folgen, weil er mit seinem freien Ende gegen den Anschlag 29 anliegt. Weil der Hebel 16 jedoch mit dem Langloch 28 über die Stellwelle 26 greift, kann er sich um die Achse 17 derart verschwenken, daß sich das Ringteil 31 auf der Stellwelle 26 radial nach außen bewegt. Die als Spiralfeder ausge bildete Stellfeder 6 wird hierbei nicht in Richtung ihrer Windungen gespannt, vielmehr wirkt sich bei dieser Bewe gung als Biegefeder und hat die Tendenz, den Hebel 16 zu rück in die in Fig. 5 gezeigte Stellung und dadurch die Stellwelle 26 in die Notlaufstellung zu bewegen.

Die Fig. 6 dient der zusätzlichen Verdeutlichung der Ge staltung der Lastverstellvorrichtung nach den Fig. 4 und 5. Zu sehen sind in Fig. 6 die Stellwelle 26 mit dem Mitnehmer 1 und darunter der Hebel 16, welcher mittels der Achse 17 mit dem Mitnehmer 1 verbunden ist. Weiterhin sieht man in Fig. 6 die als Spiralfeder ausgebildete Stellfeder 6.

Claims

1. Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmen des Stellglied, welche einen zwischen zwei die Vollast und Minimallast begren zenden, festen Anschlägen verschieblichen, mit dem Stellglied gekoppelten Mit nehmer hat, der durch eine Notlauffeder von der Minimallaststellung her gegen einen zwischen der Vollaststellung und Minimallaststellung liegenden Notlaufan schlag und durch eine Rückstellfeder aus der Vollaststellung heraus in Richtung der Minimallaststellung vorgespannt ist, wobei die Rückstellfeder und die Not lauffeder durch eine einzige, sich durch die Bewegung des Mitnehmers (1) aus der Notlaufstellung in beide Bewegungsrichtungen spannende Stellfeder (6) ge bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellfeder (6) eine zwei Stellschei ben (4, 5) voneinander weg spreizende Druckfeder ist, daß die eine Stellscheibe (4) gegen den Notlaufanschlag (7) anliegt und die andere Stellscheibe (5) in ihrer am weitesten vom Notlaufanschlag (7) entfernten Stellung am Gehäuse (9) ab gestützt ist und daß der Mitnehmer (1) zum Verschieben jeder der beiden Stell scheiben (4, 5) in Richtung der anderen Stellscheibe (4, 5) jeweils mit einem Stellvorsprung (2, 3) außenseitig über die Stellscheiben (4, 5) greift.

2. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vollaststellungsseitige Stellscheibe (5) in Notlaufstellung und im Bereich zwischen der Notlaufstellung und der Vollaststellung über eine Stellschraube (8) am Ge häuse (9) abgestützt ist.

3. Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmen des Stellglied, welche einen zwischen zwei die Vollast und Minimallast begren zenden, festen Anschlägen verschieblichen, mit dem Stellglied gekoppelten Mit nehmer hat, der durch eine Notlauffeder von der Minimallaststellung her gegen einen zwischen der Vollaststellung und Minimallaststellung liegenden Notlaufan schlag und durch eine Rückstellfeder aus der Vollaststellung heraus in Richtung der Minimallaststellung vorgespannt ist, wobei die Rückstellfeder und die Not lauffeder durch eine einzige, sich durch die Bewegung des Mitnehmers (1) aus der Notlaufstellung in beide Bewegungsrichtungen spannende Stellfeder (6) ge bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellfeder (6) zum Spannen eines über eine Seilrolle (13) umgelenkten und zu dem Mitnehmer (1) führenden, den Mitnehmer (1) vom Minimallast-Anschlag (10) gegen den Notlaufanschlag vor spannenden Seils (12) ausgebildet ist und daß der Notlaufanschlag (7) an einem Anschlagteil (14) vorgesehen ist, welches von der Seite der Vollaststellung her gegen einen Gehäuseanschlag (15) anliegt, die Umlenkrolle (13) trägt und mittels des Mitnehmers (1) in Richtung der Vollaststellung verschieblich angeordnet ist.

4. Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmen des Stellglied, welche einen zwischen zwei die Vollast und Minimallast begren zenden, festen Anschlägen verschieblichen, mit dem Stellglied gekoppelten Mit nehmer hat, der durch eine Notlauffeder von der Minimallaststellung her gegen einen zwischen der Vollaststellung und Minimallaststellung liegenden Notlaufan schlag und durch eine Rückstellfeder aus der Vollaststellung heraus in Richtung der Minimallaststellung vorgespannt ist, wobei die Rückstellfeder und die Not lauffeder durch eine einzige, sich durch die Bewegung des Mitnehmers (1) aus der Notlaufstellung in beide Bewegungsrichtungen spannende Stellfeder (6) ge bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Mitnehmer (1) ein Hebel (16) um eine Achse (17) des Mitnehmers (1) schwenkbar angelenkt ist, welcher von der Stellfeder (6) in Richtung des Notlaufanschlags (7) vorgespannt ist und durch einen am Mitnehmer (1) anliegenden Hebelarm (18) in seiner Verschwenkbarkeit relativ zum Mitnehmer (1) in Richtung des Notlaufanschlags (7) begrenzt ist, und daß der Hebel (16) in Notlaufstellung gleichzeitig gegen den Notlaufanschlag (7) und den Mitnehmer (1) anliegt.

5. Lastverstelleinrichtung für ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmen des Stellglied, welche einen zwischen zwei die Vollast und Minimallast begren zenden, festen Anschlägen verschieblichen, mit dem Stellglied gekoppelten Mit nehmer hat, der durch eine Notlauffeder von der Minimallaststellung her gegen einen zwischen der Vollaststellung und Minimallaststellung liegenden Notlaufan schlag und durch eine Rückstellfeder aus der Vollaststellung heraus in Richtung der Minimallaststellung vorgespannt ist, wobei die Rückstellfeder und die Not lauffeder durch eine einzige, sich durch die Bewegung des Mitnehmers (1) aus der Notlaufstellung in beide Bewegungsrichtungen spannende Stellfeder (6) ge bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Mitnehmer ein Hebel (16) gela gert ist, welcher in Notlaufstellung gegen den gehäusefesten Anschlag (29) an liegt, und daß der Mitnehmer (1) die Stellwelle (26) mit einem ein Langloch (28) aufweisenden Ringteil (31) umschließt, mit dem es in Notlaufstellung mit einem Ende gegen die Stellwelle (26) anliegt und welches so ausgerichtet ist, daß sich das Ringteil (31) nach Erreichen der Notlaufstellung bei weiterer Bewegung des Mitnehmers (1) relativ zur Stellwelle (26) radial nach außen zu bewegen vermag.

6. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (31) mehrere über die als Spiralfeder ausgebildete Stellfeder (6) greifende Federabdeckarme (32, 33) hat.