DE3639945A1 - Stelleinrichtung zur verstellung eines mit einem steuerorgan einer brennkraftmaschine gekoppelten anschlages - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Stelleinrichtung wird die Drehbewegung des Elektromotors durch ein Schraubengetriebe in eine Verschiebebewegung des Betätigungsstiftes umgesetzt. Dabei ist aber kein Meßsystem vorgesehen, um die Drehbewegung des Schnec­ kenrades zu bestimmen. Dies hat den Nachteil, daß die Stelleinrich­ tung nicht genau genug positioniert werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Stel­ lung des Schneckenrades ständig überprüft werden kann. Dadurch sind Rückschlüsse auf die jeweilige Position der Antriebswelle des Elek­ tromotors möglich und somit eine genaue Positionierung des Betäti­ gungsstiftes. Eine schnelle und wiederholbare Verstellung des Steuerorgans wird gewährleistet. Die Kontaktscheibe und die Schlei­ fer bauen klein und sind preisgünstig.

Insbesondere durch die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 ist ein ein­ facher Kurzschlußschutz möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Stelleinrichtung entlang der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 eine Abwandlung nach Fig. 1 bzw. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in den Figuren dargestellte Stelleinrichtung 10 umfaßt ein Ge­ häuse mit einem Bodenteil 12 und einem Deckel 13. Im Bodenteil 12 ist ein Elektromotor 14 angeordnet, der axial einerseits zwischen ersten Haltestegen 15 und andererseits zwischen zweiten Haltestegen 16 gelagert ist, wobei die ersten Haltestege 15 einen zylinderför­ migen Halteabsatz 17 des Elektromotors 14 teilweise klammerförmig umgreifen. Der Elektromotor 14 hat zum elektrischen Anschluß An­ schlußzungen 18, die mit Kontaktleitern 19 kontaktierbar sind. Die Kontaktleiter 19 führen zu einem Stecker 20, der mit einem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät elektrisch verbindbar ist. Mit der Antriebswelle 23 des Elektromotors 14 ist eine Schnecke 24 verbunden, die in ein Schneckenrad 25 eingreift. Das am Elektromotor 14 abgewandte Ende der Antriebswelle 23 ist in einem Lagerkörper 26 drehbar gelagert, der in einem Lageransatz 27 des Bodenteils 12 ge­ gengelagert ist. Die Nabe 28 des Schneckenrades 25 ragt zur Lagerung des Schneckenrades mit einem Lagerabsatz 29 in eine Lageröffnung 30 des Deckels 13. Die Nabe 28 weist ebenfalls einen Verlängerungsab­ satz 31 auf, der auf der dem Lagerabsatz 29 abgewandten Seite des Schneckenrades 25 angeordnet ist. Auf den Verlängerungsabsatz 31 ist eine Kappe 34 aufgesetzt, die mit einem Flansch 35 am Schneckenrad 25 anliegt und durch Schrauben 36 an diesem befestigt ist. Die Kappe 34 ist in einer Lageröffnung 37 des Bodenteils 12 gelagert. Die Nabe 28 des Schneckenrades 25 hat eine Innenbohrung 38, die mit einem In­ nengewinde 39 versehen ist. In die Innenbohrung 38 der Nabe 28 ragt eine Spindel 40 mit einem Gewindeabschnitt 41, der mit einem mit dem Innengewinde 39 der Nabe 28 zusammenwirkenden Außengewinde 42 ver­ sehen ist. Mit ihrem dem Gewindeabschnitt 41 abgewandten Ende durch­ ragt die Spindel 40 eine Öffnung 45 der Kappe 34 und eine Führungs­ öffnung 46 eines Stutzens 47 des Bodenteils 12. Am Umfang der Spin­ del 40 ist mindestens ein in axialer Richtung der Spindel 40 verlau­ fender erhabener Steg 48 ausgebildet, der in eine Führungsnut 49 der Führungsöffnung 46 eingreift und zwar derart, daß die Spindel 40 mit den Stegen 48 in der Führungsöffnung mit den Führungsnuten 49 ver­ schiebbar gelagert, aber gegen Verdrehen gesichert ist. Beim vorlie­ genden Ausführungsbeispiel sind an der Spindel 40 zwei Stege 48 und in der Führungsöffnung 46 zwei Führungsnuten 49 ausgebildet. Bei ei­ ner Verdrehung des Schneckenrades 25 durch die Schnecke 24 wird so­ mit die Spindel 40 infolge ihres in das Innengewinde 39 eingreifen­ den Außengewindes 42 mehr oder weniger aus dem Schneckenrad 25 her­ ausgeschoben.

Zur Messung der Drehbewegung ist auf dem Schneckenrad 25 eine Kon­ taktscheibe 52 angeordnet, die an ihrem Außenumfang mehrere Segmente 53 mit dazwischen liegenden Lücken 54 aufweist. Ferner ist auf dem Schneckenrad 25 ein erster Schleifer 55 kraftschlüssig im Bereich der Scheibe zwischen den Lücken 54 bzw. den Segmenten 53 und dem Mittel­ punkt der Kontaktscheibe 52 angeordnet. Der erste Schleifer 55 soll­ te aber möglichst weit vom Mittelpunkt entfernt sein. Im Bereich der Segmente 53 und der Lücken 54 ist ein zweiter Schleifer 56 angeord­ net. Der erste Schleifer 55 dient zur Einspeisung einer Meßspannung und der zweite Schleifer 56 zum Abgriff. Bewegt sich das Schnecken­ rad 25 und mit ihm die Kontaktscheibe 52, so werden durch den Wech­ sel von Segmenten 53 und Lücken 54 über den zweiten Schleifer 56 Im­ pulse erzeugt. Dabei wird eine dem Stellweg der Schnecke 24 propor­ tionale Impulsanzahl abgegeben, so daß eine Rückmeldung über die ge­ naue Position der Schnecke 24 und somit der Antriebswelle 23 des Elektromotors 14 bzw. des Tasters 58 möglich ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Schalters, der in den Stromkreis zwischen den beiden Schleifern 55, 56 geschaltet ist, kann die Bewegung der Schnecke 24 bzw. der Antriebswelle 23 eingestellt werden. Um eine Beschädigung dieses Schalters zu verhindern, z.B. durch fehlerhaften Anschluß der Schleifer 55, 56 und eines dadurch bedingten Kurz­ schlusses, sollte das Material der Kontaktscheibe 52 eine möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit, d.h. einen möglichst großen elek­ trischen Widerstand aufweisen. Die Leitfähigkeit der Kontaktscheibe 52 ist dabei so zu begrenzen, daß der über die Kontaktscheibe 52 und die beiden Schleifer 55, 56 fließende Strom so begrenzt ist, daß bei Kurzschluß mit der sogenannten Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs kein Schaden am Schalter entstehen kann. Die Kontaktscheibe 52 kann sowohl vollständig aus diesem Material bestehen als auch nur mit ei­ ner entsprechenden Schicht überzogen sein.

Selbstverständlich ist es auch möglich, statt der aufeinander fol­ genden Segmente 53 und Lücken 54 Abschnitte nur unterschiedlicher elektrischer bzw. magnetischer Leitfähigkeit aneinanderzureiben.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist es aber auch möglich, statt einer Kontaktscheibe 52 auf dem Schneckenrad 25 in regelmäßigen Ab­ ständen Nocken 57 anzuordnen, die mit einem Kontaktsatz 58 in Wirk­ verbindung stehen.

Um zu verhindern, daß bei einem unbeabsichtigten oder fehlerhaften Betrieb über den konstruktiven Verschiebeweg der Spindel 40 hinaus ein Verspannen oder Hemmen der Spindel 40 gegenüber dem Schneckenrad 25 möglich ist, ist auf jeder Seite des Gewindeabschnitts 41 der Spindel 40 eine Anschlagnase 60 angeordnet. Außerdem ist an dem Lagerabsatz 29 der Nabe 28 eine in die Innenbohrung 38 ragende An­ schlußnase 61 vorgesehen, und an der Kappe 34 eine weitere in die Innenbohrung 38 des Verlängerungsabsatzes 31 ragende Anschlußnase 62. Die Anschlußnasen 60, 61 und 60, 62 kommen jeweils in den vorge­ gebenen konstruktiven Endstellungen der Spindel 40 miteinander in Eingriff und blockieren ohne eine Hemmung zwischen dem Schneckenrad 25 und der Spindel 40 hervorzurufen eine weitere Verstellbewegung. Mit der Spindel 40 ist ein Betätigungsstift 65 so verbunden, daß er aus dem Stutzen 47 herausragt und beispielsweise andererseits in ein Gewinde einer Durchgangsöffnung 66 der Spindel 40 eingeschraubt ist. In einer Stufenbohrung 67 des Betätigungsstiftes 65 ist ein Taster 68 gleitbar gelagert. An dem der Spindel 40 abgewandten Ende ist ein Kopf 69 vorgesehen, an dem sich eine Rückstellfeder 70 abstützt, die andererseits an einem Absatz 71 der Stufenbohrung 67 anliegt. Zwi­ schen dem dem Kopf 69 des Tasters 68 zugewandten Ende 72 des Betäti­ gungsstiftes 65 und dem Kopf 69 ist eine Dichtmanschette 73 angeord­ net, die am Kopf 69 durch eine mit dem Kopf 69 verbundene Anschlag­ platte 74 gehalten wird. Das dem Kopf 69 abgewandte Kontaktende 77 des Tasters 68 ragt in die Durchgangsöffnung 66 der Spindel 40 und ist auf einen Schalter ausgerichtet, der aus einem ersten Schaltkon­ takt 78 und einem zweiten Schaltkontakt 79 gebildet wird und bei ei­ ner Verschiebebewegung des Tasters 68 entgegen der Kraft der Rück­ stellfeder 70 in Richtung zum ersten Schaltkontakt 78 schließbar ist. Der erste Schaltkontakt 78 ist mit einem ersten elektrischen Leiter 80 und der zweite elektrische Schaltkontakt 79 mit einem zweiten elektrischen Leiter 81 verbunden. Die elektrischen Leiter 80, 81 sind einander gegenüberliegend in der Durchgangsöffnung 66 der Spindel 40 geführt und gehalten. Der erste elektrische Leiter 80 endet an einem ersten Schleiferfinger 82 und der zweite elektrische Leiter 81 endet an einem zweiten Schleiferfinger 83. Ein am Deckel 13 ausgebildeter Zapfen 85 ragt in die Durchgangsöffnung 66 der Spindel 40 und trägt gegeneinander elektrisch isoliert eine erste elektrisch leitende Kontaktbahn 86 und eine zweite elektrisch lei­ tende Kontaktbahn 87. Die Kontaktbahnen 86, 87 führen andererseits zu dem Stecker 20. Auf der ersten Kontaktbahn 86 liegt kraftschlüs­ sig der erste Kontaktfinger 82 und auf der zweiten Kontaktbahn 87 der zweite Schleiferfinger 83 an. Somit kann bei einer axialen Ver­ schiebung der Spindel 40 jeweils der elektrische Kontakt zwischen den Schleiferfingern 82, 83 und den Kontaktbahnen 86, 87 aufrechter­ halten werden. Zwischen dem Stutzen 47 und dem Betätigungsstift 65 ist eine weitere Dichtmanschette 88 angeordnet.

Der Betätigungsstift 65 ist auf einem beispielsweise als Hebel aus­ gebildeten Anschlag 89 eines Steuerorgans 90, beispielsweise einer im Ansaugrohr 91 einer Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe 90 ausgerichtet. Der Anschlag 89 wird in Richtung zum Betätigungs­ stift 65 durch eine Feder 92 beaufschlagt. Bei an der Anschlagplatte 74 anliegendem Anschlag 89 wird der Taster 68 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 70 im Betätigungsstift 65 verschoben und schließt mit seinem Kontaktende 77 die Schaltkontakte 78, 79, wobei ein über das elektronische Steuergerät geführter Stromkreis schließbar ist. Durch Ansteuerung des Elektromotors 14 wird die Antriebswelle 23 verdreht und die Schnecke 24 verdreht das Schneckenrad 25, so daß die Spindel 40 eine axiale Bewegung ausführt, die den Anschlag 89 mehr oder weniger bei an der Anschlagplatte 74 anliegendem Anschlag verstellt. Eine derartige Verstellung des Anschlags 89 zur Steuerung des Steuerorgans 90 kann bei einer Brennkraftmaschine beispielsweise notwendig sein, um mit dem Steuerorgan 90 den Leerlauf der Brenn­ kraftmaschine zu regeln oder bei einem Kaltstart eine sogenannte Kaltstartanhebung zu ermöglichen.

Claims (6)

1. Stelleinrichtung mit einem Gehäuse zur Verstellung eines mit ei­ nem Steuerorgan (90) einer Brennkraftmaschine gekoppelten Anschlags (89), auf den ein durch einen Elektromotor (14) verstellbarer Betä­ tigungsstift (65) ausgerichtet ist, wobei zur Umsetzung der durch den Elektromotor (14) erzeugten Drehbewegung in eine Verschiebebe­ wegung des Betätigungsstiftes (65) ein Schneckengetriebe dient, wo­ bei ferner die Antriebswelle (23) des Elektromotors (14) an einer Schnecke (24) angreift, die mit einem Schneckenrad (25) zusammenar­ beitet, das eine Innenbohrung (38) mit einem Innengewinde (39) hat, in das das Zwischengewinde (42) einer Spindel (40) greift, die mit dem Betätigungsstift (65) verbunden an ihrem Umfang in axialer Rich­ tung verlaufend mindestens einen Steg (48) aufweist, der zur Ver­ drehsicherung der Spindel (40) in eine Führungsnut (49) des Gehäuses (12) ragt und darin verschiebbar ist (nach Patentanmeldung P 35 19 324.7), dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Schnecken­ rad (25) eine elektrisch leitende Kontaktscheibe (52) befindet, die aneinander gereihte Abschnitte mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit aufweist und daß auf der Kontaktscheibe (52) zwei elektrische leitende Schleifer (55, 56) kraftschlüssig aufliegen.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Kontaktscheibe (52) mehrere Segmente (53) mit da­ zwischen liegenden Lücken (54) ausgebildet sind und daß einer der Schleifer (55) im Bereich der Segmente (53) bzw. Lücken (54) anliegt.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktscheibe (52) aus einem Material mit hohem elek­ trischen Widerstand (d.h. geringer elektrischer Leitfähigkeit) be­ steht.

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktscheibe (52) Kontaktbahnen mit aneinander ge­ reihten Abschnitten mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit aufweist.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktscheibe (52) Kontaktbahnen aus einem Material mit hohem elek­ trischen Widerstand aufweist.

6. Stelleinrichtung mit einem Gehäuse zur Verstellung eines mit ei­ nem Steuerorgan (90) einer Brennkraftmaschine gekoppelten Anschlags (89), auf den ein durch einen Elektromotor (14) verstellbarer Betä­ tigungsstift (65) ausgerichtet ist, wobei zur Umsetzung der durch den Elektromotor (14) erzeugten Drehbewegung in eine Verschiebebe­ wegung des Betätigungsstiftes (65) ein Schneckengetriebe dient, wo­ bei ferner die Antriebswelle (23) des Elektromotors (14) an einer Schnecke (24) angreift, die mit einem Schneckenrad (25) zusammenar­ beitet, das eine Innenbohrung (38) mit einem Innengewinde (39) hat, in das das Zwischengewinde (42) einer Spindel (40) greift, die mit dem Betätigungsstift (65) verbunden an ihrem Umfang in axialer Rich­ tung verlaufend mindestens einen Steg (48) aufweist, der zur Ver­ drehsicherung der Spindel (40) in eine Führungsnut (49) des Gehäuses (12) ragt und darin verschiebbar ist (nach Patentanmeldung P 35 19 324.7), dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schneckenrad (25) mehrere Nocken (57) angeordnet sind, die mit einem Kontaktsatz (58) in Wirkverbindung stehen.