DE3908596C2 - Einrichtung zum Übertragen einer Stellposition eines Sollwertgebers - Google Patents
Einrichtung zum Übertragen einer Stellposition eines SollwertgebersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Übertragen einer
Stellposition eines Sollwertgebers auf eine Stellposition
eines eine Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden
Stellelementes.
Bei bekannten Einrichtungen in einer Maschine, insbesondere
in einem Fahrzeug, soll die Stellposition des Sollwertgebers
in die Stellposition des die Leistung der Antriebsmaschine
bestimmenden Stellelementes übergeführt werden mittels
elektromechanischer Übertragungsmittel. Die elektro
mechanischen Übertragungsmittel erlauben eine Veränderung
der Übertragung. Bei einem Fahrzeug kann die Veränderung
z. B. notwendig werden, um z. B. Schlupf zwischen von der
Antriebsmaschine angetriebenen Rädern und einem Fahr
untergrund zu vermeiden oder z. B. um eine Fahr
geschwindigkeit des Fahrzeuges auf einem bestimmten Wert zu
halten, unabhängig von der Stellposition des Sollwertgebers.
Handelt es sich bei der Maschine um ein Fahrzeug mit einem
Otto-Motor als Antriebsmaschine, dann kann z. B. der
Sollwertgeber über einen Bowdenzug mit einem Gaspedal
verbunden sein, und das Stellelement kann hier z. B. mit
einer Drosselklappe verbunden sein, und die Stellposition
des Stellelementes kann einen Öffnungswinkel der
Drosselklappe bestimmen.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE 33 07 968 A1)
werden von dem Sollwertgeber ausgehende Signale zu einem
elektrischen Regler übertragen, und dieser wiederum
beeinflußt die Stellposition eines Stellgliedes, welches mit
einem Stellorgan verbunden ist. Zwischen dem Sollwertgeber
und dem Stellorgan gibt es darüber hinaus ein mechanisches
Übertragungselement mit einem Ausgleichselement, in dem ein
Spiel eingebaut ist, so daß das Übertragungselement von dem
Sollwertgeber und/oder dem Stellglied und/oder dem Stell
organ entkoppelt ist, wenn die Stellposition des Stellorgans
der Stellposition des Sollwertgebers entspricht. Bei Nicht
betätigung des Sollwertgebers wird die Stellposition des
Stellorgans durch eine Rückstellfeder in eine Endlage, was
einer Leerlaufstellung entspricht, bewegt. Die Stellposition
des Stellorgans kann aus der Endlage nur in eine Verstell
richtung betätigt werden, was eine erhebliche Einschränkung
der Möglichkeiten bedeutet, die die bekannte Einrichtung
bietet. Das Ausgleichselement des Übertragungselementes
enthält eine Druckfeder. Diese Druckfeder wird im Normal
betrieb an sich nicht benötigt, außer es ist eines der
elektrischen Übertragungsmittel ausgefallen und das Stell
organ soll über das mechanische Übertragungselement mit dem
Sollwertgeber gekoppelt werden. Ist die Druckfeder z. B.
infolge eines Bruches vor Eintritt dieses Eventualfalles
ausgefallen, so wird dies erst bemerkt, wenn das Stellorgan
über das mechanische Übertragungselement mit dem Sollwert
geber gekoppelt werden soll, dies aber wegen der gebrochenen
Druckfeder nicht möglich ist. Dies bedeutet ein
Sicherheitsrisiko.
Die WO 88/02064 A1 zeigt eine Einrichtung zum Steuern der Leistung
einer Antriebsmaschine mit einem von einem Stellmotor verstell
baren, die Leistung der Antriebsmaschine bestimmenden Stell
element. Bei der bekannten Einrichtung wirkt über den gesamten
Verstellbereich des Stellelementes eine erste Feder in Schließ
richtung. Eine zweite Feder wirkt entgegen der in Schließ
richtung wirkenden ersten Feder zwischen einer Endstellung und
einer Zwischenstellung. In der Zwischenstellung kommt die zweite
Feder an einem gehäusefesten Anschlag zur Anlage. Der gehäuse
feste Anschlag begrenzt die Wirkung der zweiten Feder. Bei der
bekannten Einrichtung muß die Rückstellfeder so dimensioniert
sein, daß sie den ganzen Verstellbereich des Stellelementes ohne
Überdehnung mitmachen kann. Die Gegenfeder muß stärker sein als
die Rückstellfeder. Der große Verstellbereich der Rückstellfeder
und die notwendigerweise kräftige Gegenfeder machen sich negativ
beim erforderlichen Bauvolumen der bekannten Einrichtung
bemerkbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung so
auszubilden, daß auf das Stellelement einwirkende
Federkräfte unabhängig voneinander gewählt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können in
vorteilhafter Weise die Rückstellkraft und die Koppelkraft
unabhängig voneinander gewählt werden. Bei der
Dimensionierung der Feder für die Rückstellkraft muß
vorteilhafterweise nicht der gesamte Verstellbereich des
Stellelementes berücksichtigt werden. Dadurch daß die
Koppelkraft unabhängig von der Rückstellkraft ist und weil
für die
Rückstellkraft nicht der gesamte Verstellbereich des
Stellelementes berücksichtigt werden muß, baut die
erfindungsgemäße Einrichtung wesentlich kleiner und leichter
als bisher bekannte Einrichtungen. Durch die auf das
Zwischenstück einwirkende Rückstellkraft ist das Zwischen
stück in vorteilhafter Weise in eine genau definierbare
Ruhestellung rückstellbar.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Ist die Einrichtung so ausgeführt, daß für die Rückstellkraft
eine erste Feder und für die Koppelkraft eine weitere Feder
vorgesehen sind, so können die Federn unabhängig voneinander
dimensioniert werden.
Wird die Ruhestellung durch einen verstellbaren
Ruhestellungsanschlag begrenzt, so ist die Ruhestellung des
Zwischenstückes in vorteilhafter Weise je nach Bedarf
einstellbar.
Da zumindest in der Ruhelage des Stellelementes die
Koppelkraft das Stellelement gegen das Zwischenstück
betätigt, kann mit Bestimmung
der Ruhestellung des Zwischenstückes in vorteilhafter Weise auch die
Ruhelage des Stellelementes exakt festgelegt werden. Besonders vor
teilhaft ist, daß das Stellelement aus der Ruhelage heraus in zwei
Verstellrichtungen betätigbar ist.
Durch einen Kontakt kann erfaßt werden, ob die Stellposition des
Zwischenstückes von der Stellposition des Sollwertgebers um mehr als
einen festlegbaren Schaltabstand abweicht. Dies kann z. B. in vor
teilhafter Weise verhindern, daß das Stellelement zu weit in eine
die Leistung der Antriebsmaschine erhöhende Richtung bewegt wird,
obwohl gemäß der Stellposition des Sollwertgebers eine geringere
Leistung der Antriebsmaschine gewünscht wird. Dies dient in vorteil
hafter Weise der Sicherheit, weil dadurch z. B. ungewünscht hohe Ge
schwindigkeiten des Fahrzeugs ausgeschlossen sind.
Durch die Schaltkupplung zwischen dem Stellmotor und dem Stellele
ment ist es auch möglich, daß in vorteilhafter Weise das Stellele
ment von dem Stellmotor gelöst werden kann, z. B. wenn die Stellpo
sition des Stellelementes in unerwünschter Weise zu weit von der
Stellposition des Sollwertgebers abweicht. Darüber hinaus ist es in
vorteilhafter Weise möglich, daß z. B. bei Ausfall des Stellmotors
das Stellelement betätigt werden kann, ohne daß der Stellmotor mit
gedreht werden muß.
Des weiteren ist vorteilhaft, daß mittels einer Kraftumlenkung die
Koppelkraft und die Rückstellkraft durch eine einzige Feder erzeugt
werden kann, wodurch bei der Einrichtung eine der Federn eingespart
werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Einrichtung, die Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Einrichtung und die Fig. 3 bis 5 zeigen mögli
che Varianten der beiden Ausführungsbeispiele.
Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ein
richtung in einer Maschine, insbesondere in einem Fahrzeug, zur
Übertragung einer Stellposition eines Sollwertgebers auf eine Stell
position eines eine Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden
Stellelementes soll anhand zweier Ausführungsbeispiele mit drei Un
tervarianten und mit Hilfe der Fig. 1 bis 5 näher erläutert wer
den.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann bei jeder Maschine verwendet
werden, bei der die Leistung der Antriebsmaschine irgendwie gesteu
ert werden soll. Die Maschine kann entweder stationär aufgestellt
sein, oder sie kann z. B. eine selbstfahrende Maschine, d. h. ein
Fahrzeug sein. Obwohl nicht allein darauf begrenzt, wird in der Be
schreibung der Ausführungsbeispiele aus Vereinfachungsgründen ange
nommen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Fahrzeug mit
einem Otto-Motor eingebaut sei.
Die Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel.
In der Fig. 1 wird mit 2 ein fußbetätigbares Bedienelement bezeich
net. Bei dem Fahrzeug mit dem Otto-Motor als Antriebsmaschine ist
das Bedienelement 2 beispielsweise ein Gaspedal. Das Bedienelement 2
kann über ein Übertragungselement 4 auf einen Sollwertgeber 6 ein
wirken. Das Übertragungselement 4 kann aus einem Teil oder aus meh
reren Teilen bestehen und z. B. ein Seilzug, ein Bowdenzug, ein Ge
stänge usw. sein. In der Zeichnung ist die Verstellrichtung des
Sollwertgebers 6 parallel zur Richtung eines Pfeiles 8, d. h. in
Pfeilrichtung und entgegen der Pfeilrichtung. Quer zur Verstellrich
tung ist an dem Sollwertgeber 6 ein Nocken 10 ausgebildet. In dem
Nocken 10 ist eine Durchgangsöffnung 12 vorgesehen. Das Übertra
gungselement 4 führt durch die Durchgangsöffnung 12 hindurch. An
einem dem Bedienelement 2 abgewandten Ende des Übertragungselementes
4 ist eine Verdickung 14 vorgesehen. Die Verdickung 14 ist so ge
staltet, daß sie nicht durch die Durchgangsöffnung 12 des Sollwert
gebers 6 hindurchpaßt.
Eine Rückstellfeder 16 wirkt auf das Übertragungselement 4 entgegen
der Richtung des Pfeiles 8 mit dem Bestreben, die Verdickung 14 des
Übertragungselementes 4 gegen einen Ruhestellungsanschlag 15 zu be
tätigen. Eine aridere Rückstellfeder 17 wirkt auf den Nocken 10 des
Sollwertgebers 6 entgegen der Richtung des Pfeiles 8. Je nach Bedarf
kann noch eine gestrichelt gezeichnete zusätzliche Rückstellfeder 18
vorhanden sein, die ebenfalls auf den Sollwertgeber 6 entgegen der
Richtung des Pfeiles 8 wirkt. Es sind nicht alle drei Rückstellfe
dern 16, 17, 18 erforderlich; prinzipiell genügt eine der Rückstell
federn 16, 17 oder 18. Zusätzlich oder anstatt dem Ruhestellungs
anschlag 15 ist ein Sollwertgeber-Ruhestellungsanschlag 20 vorgesehen. Die
Ruhestellungsanschläge 15, 20 können z. B. Stirnseiten von in je
einen Teil einer Wandung 22 eingeschraubten Schrauben sein. Die
Schrauben der Ruhestellungsanschläge 15, 20 können in Verstellrich
tung, d. h. parallel zum Pfeil 8, verstellt werden. Die Rückstellfe
dern 17, 18 betätigen den Sollwertgeber 6 gegen den Sollwertgeber-Ruhestellungsan
schlag 20.
Quer zur Verstellrichtung des Sollwertgebers 6 ist ein weiterer
Nocken 24 mit einem Anschlag 26 ausgebildet. Darüber hinaus ist bei
Bedarf, quer zur Verstellrichtung des Sollwertgebers 6 an diesem ein
gestrichelt gezeichnetes Mitnehmerteil 28 mit einem Anschlag 30 her
ausstehend ausgebildet. An dem Sollwertgeber 6 befindet sich noch
ein Kontakt 32.
Die Einrichtung enthält auch noch eine Wegmeßvorrichtung 34 mit der
die Stellposition des Sollwertgebers 6 erfaßt werden kann. Je nach
Bedarf ist auch noch eine weitere Wegmeßvorrichtung 36 vorhanden,
mit der ebenfalls die Stellposition des Sollwertgebers 6 erfaßt wer
den kann.
Die Einrichtung enthält darüber hinaus auch noch ein Zwischenstück
40. Die Verstellrichtung des Zwischenstücks 40 verläuft ebenfalls
parallel zur Richtung des Pfeiles 8. In einem Teil der Wandung 22
ist ein weiterer Ruhestellungsanschlag 44 vorgesehen. Der Ruhestel
lungsanschlag 44 enthält in dem Ausführungsbeispiel eine Schraube,
so daß der Ruhestellungsanschlag 44 bei Bedarf parallel zur Richtung
des Pfeiles 8 verstellt werden kann. An dem Zwischenstück 40 ist
eine Nase 46 mit einer Anschlagfläche 48, einer Kontaktfläche 50
und, je nach Bedarf, einer weiteren Anschlagfläche 52 vorgesehen.
Darüber hinaus enthält das Zwischenstück 40 einen Nocken 54 mit
einer Anschlagstelle 56 und einer weiteren Anschlagstelle 58. Eine
Rückstellkraft einer Feder 42 wirkt auf das Zwischenstück 40 entge
gen der Richtung des Pfeiles 8. Die Rückstellkraft betätigt das Zwi
schenstück 40 mit der Anschlagstelle 56 gegen den Ruhestellungsan
schlag 44. Die Anschläge 26, 30 an dem Sollwertgeber 6 und die An
schlagflächen 48, 52 des Zwischenstücks 40 sind so vorgesehen, daß,
je nach Stellposition des Sollwertgebers 6 und des Zwischenstückes
40, der Anschlag 26 an der Anschlagfläche 48 bzw. der Anschlag 30 an
der Anschlagfläche 52 zur Anlage kommen kann.
Als weiteres wesentliches Element enthält die Einrichtung ein Stell
element 60. Das Stellelement 60 ist ebenfalls parallel zur Richtung
des Pfeiles 8 verstellbar. Das Stellelement 60 enthält einen Absatz
61 mit einem Anschlag 62, einen Anschlag 64 und ein Profil 66. Die
Anschlagstelle 58 des Zwischenstückes 40 und der Anschlag 62 des
Stellelementes 60 sind so vorgesehen, daß, je nach Stellposition des
Zwischenstückes 40 und des Stellelementes 60, der Anschlag 62 an der
Anschlagstelle 58 zur Anlage kommen kann.
Mittels einer Wegmeßvorrichtung 68 kann die Stellposition des Stell
elementes 60 erfaßt werden. Je nach Bedarf kann die Stellposition
des Stellelementes 60 auch noch über eine weitere Wegmeßvorrichtung
70 erfaßt werden. Bei Verstellung des Stellelementes 60 entgegen der
Richtung des Pfeiles 8 kann der Anschlag 64 des Stellelementes 60 in
einer Endstellung an einem Endanschlag 72 zur Anlage kommen. Der
Endanschlag 72 ist mittels einer in einem Teil der Wandung 22 ange
ordneten Schraube parallel zum Pfeil 8 verstellbar.
Mit dem Stellelement 60 kann jede beliebige Art von Stellorgan 74
verbunden sein. In dem Ausführungsbeispiel umfaßt das Stellorgan 74
beispielhaft einen Saugrohrabschnitt 76 und eine quer zur Strömungs
richtung einer durch Pfeile 78 symbolisch dargestellten Strömung,
z. B. Luft, verschieblich angeordnete Drosselklappe 80. Stromabwärts
gelangt die Strömung zu der Antriebsmaschine 81. Mit der Drossel
klappe 80 kann ein Drosselquerschnitt in dem Saugrohrabschnitt 76
verändert werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bedeutet
eine Verstellung des Stellelementes 60 und damit der Drosselklappe
80 in Richtung des Pfeiles 8 eine Verstellung in Richtung größerer
Leistung der Antriebsmaschine 81. Eine Verstellung des Stellelemen
tes 60 in entgegengesetzter Richtung bedeutet eine Verringerung der
Leistung.
Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält auch noch einen Stellmotor
82, eine Kupplung 84 mit einer Abgangswelle 85 und ein mit der
Abgangswelle 85 verbundenes Treibrad 86. Je nach Schaltzustand der
Kupplung 84 ist das Treibrad 86 mit dem Stellmotor 82 gekoppelt oder
auch nicht.
Eine Koppelkraft einer Feder 88 wirkt einerseits auf das Stellele
ment 60 und andererseits auf das Zwischenstück 40. Die Koppelkraft
wirkt auf das Stellelement 60 in Richtung des Pfeiles 8 und auf das
Zwischenstück 40 entgegen der Richtung des Pfeiles 8, so daß die
Koppelkraft der Feder 88 bestrebt ist, die Anschlagstelle 58 des
Zwischenstücks 40 gegen den Anschlag 62 des Stellelementes 60
vorzuspannen.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung ist auch noch eine elektroni
sche Steuereinrichtung 90 vorgesehen. Der Kontakt 32 und die Wegmeß
vorrichtungen 34, 36, 68, 70 sind über Kabel 92 mit der Steuerein
richtung 90 verbunden. Der Stellmotor 82 und die Kupplung 84 sind
über Kabel 93 mit der Steuereinrichtung 90 gekoppelt.
Die Steuereinrichtung 90 ist desweiteren über ein Energieversor
gungskabel 95 mit einer Energieversorgungseinheit 94 verbunden. Die
Steuereinrichtung 90 kann auch noch mit einem Geber 96 und mit Sen
soren 98 über weitere Kabel 92 verbunden sein. Ist die erfindungsge
mäße Einrichtung in einem Fahrzeug eingebaut, so handelt es sich bei
der Energieversorgungseinheit 94 üblicherweise um eine Batterie. Der
Geber 96 kann z. B. ein Fahrgeschwindigkeitsgeber sein, mit dem ein
Fahrer des Fahrzeuges z. B. seine gewünschte Soll-Fahrgeschwindig
keit eingeben kann und die Sensoren 98 können z. B. Temperaturfühler
zur Erfassung einer Kühlwassertemperatur und/oder Sensoren zur Er
fassung der Drehzahlen der Räder des Fahrzeuges oder der Antriebs
maschine 81 sein und/oder Sensoren die eine Betätigung z. B. eines
Bremspedales erfassen können. Die Steuereinrichtung 90 kann auch mit
einer weiteren Steuereinrichtung 99 z. B. zur Steuerung einer Brems
anlage und/oder z. B. zur Steuerung einer Zündung der Antriebs
maschine 81 verbunden sein.
Ein betätigbares Element hat das Bezugszeichen 100. Das betätigbare
Element 100 ist entweder über einen Bowdenzug 102 mit dem Zwischen
stück 40 oder über einen gestrichelt gezeichneten Bowdenzug 104 mit
dem Sollwertgeber 6 verbunden. Über den Bowdenzug 102 kann die
Stellposition des Zwischenstückes 40 auf das betätigbare Element 100
übertragen werden oder es kann über den Bowdenzug 104 die Stellposi
tion des Sollwertgebers 6 auf das betätigbare Element 100 übertragen
werden. Das betätigbare Element 100 kann z. B. ein automatisches Ge
triebe, ein sogenannter Kick-down-Schalter, ein Schwenkhebel einer
verstellbaren Pumpe usw. sein. Anstatt dem Bowdenzug 102 bzw. 104
kann auch z. B. ein Seilzug, ein Gestänge oder jede andere Art eines
Betätigungsmittels 102, 104 verwendet werden.
Zumindest einzelne Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung werden
von einem Gehäuse 106 umhüllt und somit gegen Umwelteinflüsse ge
schützt. Das Gehäuse 106 ist in der Zeichnung durch strichpunktierte
Linien teilweise angedeutet.
Bei Betätigung des Übertragungselementes 4 durch das Bedienelement 2
in Richtung des Pfeiles 8 entgegen der Rückstell-Feder 16 kommt die Verdickung
14 an dem Nocken 10 des Sollwertgebers 6 zur Anlage. Somit kann der
Sollwertgeber 6 durch das Bedienelement 2 in Richtung des Pfeiles 8
entgegen den Rückstellfedern 17, 18 betätigt werden. Bei Nichtbetä
tigung des Bedienelementes 2 wird das Übertragungselement 4 durch
die Rückstellfeder 16 und der Sollwertgeber 6 durch die Rückstellfe
dern 17 und 18 entgegen der Richtung des Pfeiles 8 betätigt, bis der
Sollwertgeber 6 an dem Ruhestellungsanschlag 20 und die Verdickung
14 an dem Ruhestellungsanschlag 15 zur Anlage kommen.
Die Stellposition des Sollwertgebers 6 kann durch die Wegmeßvorrich
tungen 34, 36 erfaßt werden. Aus den Wegmeßvorrichtungen 34, 36 ge
wonnene Meßsignale werden über die Kabel 92 der Steuereinrichtung 90
zugeführt. Mit den Wegmeßvorrichtungen 68, 70 kann die Stellposition
des Stellelementes 60 erfaßt werden. Je nach Stellposition des
Stellelementes 60 übermitteln die Wegmeßvorrichtungen 68 und 70 Meß
signale über die Kabel 92 an die Steuereinrichtung 90. Von dem Geber
96, den Sensoren 98 und der weiteren Steuereinrichtung 99 ausgehende
weitere Signale werden ebenfalls der Steuereinrichtung 90 über die
Kabel 92 übermittelt. Aus den Meßsignalen der Wegmeßvorrichtungen
34, 36 und aus den weiteren Signalen ermittelt die Steuereinrichtung
90 einen Sollwert für das Stellelement 60 und, je nach dem welche
Stellposition die Wegmeßvorrichtungen 68, 70 für das Stellelement 60
ermitteln, steuert die Steuereinrichtung 90 den Stellmotor 82 an.
Durch den Stellmotor 82, über die Kupplung 84 und über das Treibrad
86 wird das Stellelement 60 in die gewünschte Stellposition gebracht.
Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus mecha
nischen Übertragungsmitteln und aus elektromechanischen Übertra
gungsmitteln. Die mechanischen Übertragungsmittel enthalten u. a.
das Übertragungselement 4, den Sollwertgeber 6, das Zwischenstück
40, die Federn 42, 88 und das Stellelement 60. Die elektromechani
schen Übertragungsmittel enthalten u. a. die Wegmeßvorrichtungen 34,
36, die Wegmeßvorrichtungen 68, 70, die Steuereinrichtung 90, den
Stellmotor 82 und die Kupplung 84.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann im wesentlichen zwischen
fünf Betriebszuständen unterschieden werden. Erster Betriebszustand:
Notbetrieb bei nicht betätigtem Bedienelement 2. Die Kupplung 84 ist
gelöst; d. h. es erfolgt keine Kraftübertragung zwischen dem Stell
motor 82 und dem Stellelement 60, wodurch die elektromechanischen
Übertragungsmittel außer Funktion sind. Der Sollwertgeber 6, das
Zwischenstück 40 und das Stellelement 60 befinden sich in ihrer Ru
hestellung. Zweiter Betriebszustand: Das Bedienelement 2 ist, wie im
ersten Betriebszustand, nicht betätigt. Im zweiten Betriebszustand
ist die Kupplung 84 so geschaltet, daß sie eine Kraftübertragung vom
Stellmotor 82 auf das Stellelement 60 gestattet, d. h. eine Verstel
lung des Stellelementes 60 mittels der elektromechanischen Übertra
gungsmittel ist möglich. Dritter Betriebszustand: Regulärer Betrieb
mit betätigtem Bedienelement 2. Hier wird eine Stellposition des
Sollwertgebers 6 mittels der elektromechanischen Übertragungsmittel
auf das Stellelement 60 übertragen. Die Kupplung 84 ist eingerückt.
Vierter Betriebszustand: Notbetrieb mit betätigtem Bedienelement 2.
Im Notbetrieb wird eine Stellposition des Sollwertgebers 6 mittels
der mechanischen Übertragungsmittel auf das Stellelement 60 übertra
gen. Die Kupplung 84 ist ausgerückt. Fünfter Betriebszustand: Fahr
geschwindigkeitsgeregelter Betriebszustand. Das Bedienelement 2 ist
nicht betätigt. Von dem Geber 96 wird eine gewünschte Soll-Fahrge
schwindigkeit vorgegeben.
Im ersten Betriebszustand, d. h. wenn das Bedienelement 2 nicht be
tätigt ist, liegt das Übertragungselement 4 mit der Verdickung 14 an
dem Ruhestellungsanschlag 15 an und der Sollwertgeber 6 liegt an dem
Ruhestellungsanschlag 20 an. In diesem Betriebszustand ist z. B. we
gen irgend eines elektrischen Defektes die Kupplung 84 gelöst. Die
Anschlagstelle 56 des Zwischenstücks 40 liegt an dem Ruhestellungs
anschlag 44 an, wegen der Rückstellkraft der Feder 42. Befinden sich
der Sollwertgeber 6 und das Zwischenstück 40 in ihrer hier beschrie
benen Ruhestellung, so ist zwischen dem Anschlag 26 des Sollwertge
bers 6 und der Anschlagfläche 48 ein Spiel 108 vorhanden und zwi
schen der Anschlagfläche 52 und dem Anschlag 30 gibt es ein Spiel
110, sofern der Anschlag 30 des Sollwertgebers 6 vorhanden ist. Zwi
schen der Kontaktfläche 50 und dem Kontakt 32 hat man in Verstell
richtung einen Schaltabstand 112. Wegen der Koppelkraft der Feder
88, welche auf das Stellelement 60 in Richtung des Pfeiles 8 ein
wirkt, liegt der Anschlag 62 des Stellelementes 60 an der Anschlag
stelle 58 des Zwischenstücks 40 an. Diese Stellposition des Stell
elementes 60 kann z. B. die Stellposition für das Stellorgan 74
sein, in der die Antriebsmaschine 81 mit erhöhter Leerlaufdrehzahl
läuft. Die erhöhte Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine kann z. B.
so gewählt werden, daß ein sicherer Betrieb der Antriebsmaschine 81,
auch bei ungünstigsten Betriebsbedingungen, z. B. wenn die Antriebs
maschine kalt ist und/oder wenn von einem von der Antriebsmaschine
81 angetriebenen Stromerzeuger eine erhöhte Leistung abverlangt wird
usw., gewährleistet ist. Die erhöhte Leelaufdrehzahl kann über den
Ruhestellungsanschlag 44 voreingestellt werden. Auch bei abgeschal
teter Antriebsmaschine 81 befinden sich das Übertragungselement 4,
der Sollwertgeber 6, das Zwischenstück 40 und das Stellelement 60
normalerweise in der hier beschriebenen Ruhestellung, d. h. sofern
das Bedienelement 2 nicht betätigt wird.
Die voreinstellbare erhöhte Leerlaufdrehzahl ist nicht zu jedem
Zeitpunkt optimal. Deshalb ist es günstig, daß im zweiten Betriebs
zustand die tatsächliche Drehzahl der Antriebsmaschine 81 gesteu
ert/geregelt werden kann. Wenn das Bedienelement 2 nicht betätigt
ist, ist normalerweise die erhöhte Leerlaufdrehzahl der Antriebsma
schine 81 nicht erforderlich, insbesondere, wenn die Antriebsmaschi
ne 81 normale Betriebstemperatur hat und wenn keine weiteren Ver
braucher durch die Antriebsmaschine 81 angetrieben werden müssen. In
diesem Fall kann die Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine 81 ge
senkt werden. Dies geschieht durch die elektromechanischen Übertra
gungsmittel. Je nach dem, welche Signale die Steuereinrichtung 90
von den Sensoren 98, insbesondere dem Temperatursensor und dem Dreh
zahlsensor, erhält, kann die Steuereinrichtung 90 den Stellmotor 82
ansteuern, so daß dieser das Stellelement 60 in eine entsprechende
Stellposition bringt. Ist die Leerlaufdrehzahl zu hoch, dann kann
der Stellmotor 82 das Stellelement 60 entgegen der Richtung des
Pfeiles 8 betätigen, so daß sich der Anschlag 62 des Stellelementes 60
von der Anschlagstelle 58 des Zwischenstücks 40 wegbewegt. Durch den
verstellbaren Endanschlag 72 kann die Verstellmöglichkeit des Stell
elementes 60 in Gegenrichtung des Pfeiles 8 begrenzt werden. Soll im
zweiten Betriebszustand die Drehzahl der Antriebsmaschine höher sein
als die erhöhte Leerlaufdrehzahl, z. B. um einen eventuell vorhanden
Katalysator besonders schnell aufheizen zu können, so kann das
Stellelement 60 durch die elektromechanischen Übertragungsmittel
auch in Richtung des Pfeiles 8 verstellt werden. In diesem Fall wird
das Zwischenstück 40 ebenfalls in Richtung des Pfeiles 8 mitgenom
men, und es bewegt sich von dem Ruhestellungsanschlag 44 weg. Sollte aus ir
gendeinem Grunde, z. B. weil die Steuereinrichtung 90 defekt ist,
das Stellelement 60 zu weit in Richtung des Pfeiles 8 betätigt wer
den, so betätigt die Kontaktfläche 50 des Zwischenstücks 40, nach
Überwindung des Schaltabstandes 112, den Kontakt 32. Mit Betätigung
des Kontaktes 32 wird die Kupplung 84 stromlos, wodurch die Kraft
übertragung vom Stellmotor 82 auf das Stellelement 60 unterbrochen
wird, und das Stellelement 60 wird durch die Kraft der Feder 42 wie
der in die der erhöhten Leerlaufdrehzahl entsprechende Stellposition
betätigt. Anstatt die Kupplung 84 abzuschalten, kann auch der Stell
motor 82 umgepolt werden. Somit ist sichergestellt, daß die An
triebsmaschine 81 nicht auf gefährlich hohe Drehzahlen kommt.
Im dritten Betriebszustand wird die Stellposition des Sollwertgebers
6 durch die elektromechanischen Übertragungsmittel auf die Stellpo
sition des Stellelementes 60 übertragen. Die Wegmeßvorrichtungen 34,
36 übermitteln je nach Stellposition des Sollwertgebers 6 Meßsignale
an die Steuereinrichtung 90. Die Steuereinrichtung 90 empfängt wei
tere Meßsignale von den Wegmeßvorrichtungen 68, 70 und den Sensoren
98. Aus diesen Meßsignalen und anhand einem der Steuereinrichtung 90
eingegebenen Programm übermittelt die Steuereinrichtung 90 Steuersi
gnale an den Stellmotor 82. Der Stellmotor 82 stellt damit das
Stellelement 60 in die gewünschte Stellposition. Sehr günstig ist,
daß die Verstellung des Stellelementes 60 nicht unbedingt proportio
nal zur Verstellung des Sollwertgebers 6 sein muß; d. h. die Ver
stellung kann z. B. progressiv oder degressiv usw. sein. Aus rege
lungstechnischen Gründen, aus Komfortgründen und aus Sicherheits
gründen sollte im dritten Betriebszustand die Anschlagfläche 48 des
Zwischenstückes 40 den Anschlag 26 des Sollwertgebers 6 nicht berüh
ren; d. h. das Spiel 108 sollte ausreichend groß sein, insbesondere
bei nicht-proportionaler Verstellung. Auch der Schaltabstand 112
sollte ausreichend groß sein. Sollte infolge eines Defektes die Kon
taktfläche 50 den Kontakt 32 betätigen, so wird vorteilhafterweise
entweder die Kupplung 84 abgeschaltet oder der Stellmotor 82 wird
umgepolt.
Der vierte Betriebszustand, d. h. der Notbetrieb bei betätigtem Be
dienelement 2 tritt dann auf, wenn eine Übertragung der Stellposi
tion des Sollwertgebers 6 auf die Stellposition des Stellelementes
60 durch die elektromechanischen Übertragungsmittel, z. B. infolge
eines Defektes beim Stellmotor 82, nicht möglich ist. Wird der Soll
wertgeber 6 durch das Bedienelement 2 über das Übertragungselement 4
in Richtung des Pfeiles 8 betätigt, so hebt der Sollwertgeber 6 zu
nächst von dem Ruhestellungsanschlag 20 ab. Nach Überwindung des
Spieles 108 zwischen dem Anschlag 26 des Sollwertgebers 6 und der
Anschlagfläche 48 des Zwischenstücks 40 wird das Zwischenstück 40
ebenfalls in Richtung des Pfeiles 8 entgegen der Rückstellkraft der
Feder 42 mitgenommen. Infolge der Koppelkraft der Feder 88 liegt der
Anschlag 62 des Stellelementes 60 an der Anschlagstelle 58 des Zwi
schenstückes 40 an. Somit kann das Stellelement 60 auch im Notbe
trieb durch das Bedienelement 2 über den Sollwertgeber 6 verstellt
werden.
Im fünften Betriebszustand, dem geschwindigkeitsgeregelten Betriebs
zustand, hat der Fahrer über den Geber 96 eine bestimmte Soll-Fahr
geschwindigkeit vorgegeben. Über mindestens einen der Sensoren 98
wird die Ist-Fahrgeschwindigkeit überwacht und an die Steuereinrich
tung 90 gemeldet. Im fünften Betriebszustand ist das Bedienelement 2
normalerweise nicht betätigt. Die Verdickung 14 des Übertragungsele
mentes 4 liegt am Ruhestellungsanschlag 15 an. Durch die Steuerein
richtung 90 wird das Stellelement 60 über den Stellmotor 82 mehr
oder weniger in Richtung des Pfeiles 8 betätigt und zwar so weit,
daß die Ist-Fahrgeschwindigkeit möglichst genau der über den Geber
96 vorgegebenen Soll-Fahrgeschwindigkeit entspricht. Das Zwischen
stück 40 wird von dem Stellelement 60 ebenfalls mehr oder weniger
weit in Richtung des Pfeiles 8 mitgenommen. Ist der in der Zeichnung
gestrichelt dargestellte Anschlag 30 des Sollwertgebers 6 vorhanden,
so wird, nach Überwindung des Spieles 110 zwischen der Anschlagsflä
che 52 des Zwischenstücks 40 und dem Anschlag 30 des Sollwertgebers
6, der Sollwertgeber 6 ebenfalls mehr oder weniger weit in Richtung
des Pfeiles 8 mitgenommen. Im fünften Betriebszustand, dem geschwin
digkeitsgeregelten Betriebszustand, wird die Kupplung 84 über den
Kontakt 32 nicht ausgeschaltet und der Stellmotor 82 wird nicht um
gepolt, auch wenn die Kontaktfläche 50 den Kontakt 32 berührt.
Die Fig. 2 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel. In allen Figuren
sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen
versehen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel entfällt der Ruhestellungsanschlag
44. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist an dem Zwischenstück 40 ei
ne weitere Feder 122 innerhalb einer Aussparung 124 mit Vorspannung
eingebaut. Die Feder 122 wirkt entgegen der Richtung des Pfeiles 8
auf einen abgestuft ausgeführten Bolzen 126 mit dem Bestreben, einen
dickeren Teil 128 des Bolzens 126 gegen eine Stirnseite 125 der Aus
sparung 124 zu betätigen. Ein dünnerer Teil 130 des Bolzens 126 ragt
entgegen der Richtung des Pfeiles 8 über den Nocken 54 des Zwischen
stückes 40 mehr oder weniger hinaus. An dem über den Nocken 54 hin
ausragenden Ende des Bolzens 126 befindet sich die Anschlagstelle
58. Ansonsten ist das zweite Ausführungsbeispiel (Fig. 2) gleich
wie das erste Ausführungsbeispiel (Fig. 1).
Im ersten Betriebszustand liegt die Verdickung 14 des Übertragungs
elementes 4 an dem Ruhestellungsanschlag 15 an, und der Sollwertge
ber 6 liegt an dem Sollwertgeber-Ruhestellungsanschlag 20 an. Das Zwischenstück 40
wird durch die Rückstellkraft der Feder 42 so entgegen der Richtung
des Pfeiles 8 betätigt, daß die Anschlagfläche 48 des Zwischen
stückes 40 an dem Anschlag 26 des Sollwertgebers 6 anliegt. Die Kop
pelkraft der Feder 88 wirkt auf das Stellelement 60 in Richtung des
Pfeiles 8 und die Kraft der Feder 122 wirkt auf das Stellelement 60
entgegen der Richtung des Pfeiles 8. Der Anschlag 62 des Stellele
mentes 60 liegt an dem Anschlag 58 des Bolzens 126 vom Zwischenstück
40 an. Da die Kraft der Feder 122 größer ist als die Koppelkraft der
Feder 88 liegt der dickere Teil 128 des Bolzens 126 an der Stirnsei
te 125 an. Die daraus sich ergebende Stellposition des Stellelemen
tes 60 entspricht z. B. der erhöhten Leerlaufdrehzahl der Antriebs
maschine 81.
Soll im zweiten Betriebszustand die Leistung bzw. die Drehzahl der
Antriebsmaschine 81 gegenüber der erhöhten Leerlaufdrehzahl des er
sten Betriebszustandes gesenkt werden, so kann durch die Steuerein
richtung 90 über den Stellmotor 82 das Stellelement 60 entgegen der
Richtung des Pfeiles 8 betätigt werden. Die Betätigung des Stellele
mentes 60 entgegen der Richtung des Pfeiles 8 ist möglich bis der
Anschlag 64 des Stellelementes 60 an dem Endanschlag 72 der Wandung
22 zur Anlage kommt. Soll die Drehzahl der Antriebsmaschine 81 grö
ßer sein als die erhöhte Leerlaufdrehzahl, so kann durch die Steuer
einrichtung 90 über den Stellmotor 82 das Stellelement 60 in Rich
tung des Pfeiles 8 entgegen der Kraft der Feder 122 betätigt werden.
Da die Rückstellkraft der Feder 42 größer ist als die Kraft der Fe
der 122 hebt das dickere Ende 128 des Bolzens 126 von der Stirnseite
125 der Aussparung 124 ab. Die Anschlagfläche 48 des Zwischenstückes
40 bleibt dabei normalerweise am Anschlag 26 des Sollwertgebers 6.
Sollte wegen z. B. eines elektrischen Defektes die Kontaktfläche 50
nach Überwindung des Schaltabstandes 112 den Kontakt 32 berühren,
dann wird aus Sicherheitsgründen die Kupplung 84 gelöst und die er
findungsgemäße Einrichtung erarbeitet im ersten Betriebszustand
oder, je nach vorgegebenem Programm, der Stellmotor 82 wird so lange
umgepolt, bis die Kontaktfläche 50 wieder vom Kontakt 32 abgehoben
hat.
Im dritten Betriebszustand, dem regulären Betrieb, kann die Stellpo
sition des Stellelementes 60 durch die Steuereinrichtung 90 mit Hil
fe des Stellmotores 82 in Abhängigkeit des der Steuereinrichtung 90
eingegebenen Programms und in Abhängigkeit der von den Sensoren 98
ausgehenden Signale sowie in Abhängigkeit der von den Wegmeßvorrich
tungen 34, 36 ausgehenden Meßsignale reguliert werden. Der Anschlag
62 des Stellelementes 60 hebt im regulären Betrieb mehr oder weniger
weit von der Anschlagstelle 58 des Bolzens 126 des Zwischenstückes
40 ab. Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel kann, je nach dem der
Steuereinrichtung 90 eingegebenen Programm, die Übertragung der
Stellposition des Sollwertgebers 6 auf die Stellposition des Stell
elementes 60 nicht-proportional sein.
Im vierten Betriebszustand, dem Notbetrieb, wird der Sollwertgeber 6
mehr oder weniger weit in Richtung des Pfeiles 8 betätigt. Die An
schlagfläche 48 des Zwischenstückes 40 liegt an dem Anschlag 26 des
Sollwertgebers 6 an. Der dickere Teil 128 des Bolzens 126 liegt an
der Stirnseite 125 der Aussparung 124 des Zwischenstücks 40 an. We
gen der Koppelkraft der Feder 88 berührt der Anschlag 62 des Stell
elementes 60 die Anschlagstelle 58 des Bolzens 126 vom Zwischenstück
40. Somit kann auch im Notbetrieb eine Stellposition des Sollwertge
bers 6 durch die mechanischen Übertragungsmittel auf eine Stellposi
tion des Stellelementes 60 übertragen werden.
Im fünften Betriebszustand betätigt die Steuereinrichtung 90 mit
Hilfe des Stellmotores 82 das Stellelement 60 mehr oder weniger in
Richtung des Pfeiles 8, und zwar so weit, daß z. B. die Ist-Fahrge
schwindigkeit des Fahrzeuges der mit Hilfe des Gebers 96 vorgegebe
nen Soll-Fahrgeschwindigkeit entspricht. Das Zwischenstück 40 wird
im fünften Betriebszustand ebenfalls mehr oder weniger weit in Rich
tung des Pfeiles 8 mitgenommen. Ist an dem Sollwertgeber 6 das ge
strichelt dargestellte Mitnehmerteil 28 vorhanden, so wird, nach
Überwindung des Spieles 110 der Sollwertgeber 6 vom Stellelement 60
über das Zwischenstück 40 ebenfalls mitgenommen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung kann bei beiden Ausfüh
rungsbeispielen auf das betätigbare Element 100 eingewirkt werden.
Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. Entweder ist das betätigbare
Element 100 über den Bowdenzug 102 mit dem Zwischenstück 40 verbun
den oder aber das betätigbare Element 100 ist über den Bowdenzug 104
mit dem Nocken 10 und damit mit dem Sollwertgeber 6 verbunden. Da an
sich einer der beiden Bowdenzüge 102, 104 ausreicht, ist der Bowden
zug 104 eine Alternative und deshalb gestrichelt dargestellt. Ist
das betätigbare Element 100 über den Bowdenzug 104 mit dem Sollwert
geber 6 verbunden und soll auch im fünften Betriebszustand auf das
betätigbare Element 100 eingewirkt werden können, so ist an dem
Sollwertgeber 6 das Mitnehmerteil 28 mit dem Anschlag 30 erforder
lich. Anderenfalls kann das gestrichelt dargestellte Mitnehmerteil
28 entfallen. Auch eine mittelbare Einwirkung des Elementes 100 auf
das Stellelement 60 über den Bowdenzug 102 oder 104 ist bei Bedarf
möglich.
Der Kontakt 32 dient im zweiten und im dritten Betriebszustand zur
Erhöhung der Sicherheit, damit auf keinen Fall die Drehzahl der An
triebsmaschine 81 auf einen zu hohen Wert ansteigen kann. Wird näm
lich das Stellelement 60 infolge irgend eines Defektes über den
Stellmotor 82 zu weit in Richtung des Pfeiles 8 betätigt, dann kommt
die Kontaktfläche 50 des Zwischenstücks 40 nach Überwindung des
Schaltabstandes 112 in Berührung mit dem Kontakt 32. Dadurch wird
der Steuereinrichtung 90 signalisiert, daß ein Defekt vorliegt. Dies
bewirkt, daß entweder durch Lösen der Kupplung 84 die Kraftübertra
gung vom Stellmotor 82 auf das Stellelement 60 unterbrochen wird
oder, daß der Stellmotor 82 umgepolt wird, bis die Kontaktfläche 50
vom Kontakt 32 abhebt. Die Schaltung kann z. B. so ausgeführt sein,
daß die Kupplung 84 stromlos geöffnet ist, und über den Kontakt 32
kann die Stromzufuhr zur Kupplung 84 unterbrochen werden. Im fünften
Betriebszustand ist der Kontakt 32 außer Funktion.
Die zweite Wegmeßvorrichtung 36 zur Erfassung der Stellposition des
Sollwertgebers 6 und die zweite Wegmeßvorrichtung 70 zur Erfassung
der Stellposition des Stellelementes 60 dient zur Erhöhung der Si
cherheit. Sobald die Steuerelektronik 90 feststellt, daß die Meß
signale, welche sie von den Wegmeßvorrichtungen 34, 36 bzw. 68, 70
erhält, zu sehr auseinanderliegen, wird die Kupplung 84 gelöst. Bei
Vorhandensein des Kontaktes 32 sind die zusätzlichen Wegmeßvorrich
tungen 36, 70 an sich nicht notwendig, weshalb diese in der Zeich
nung gestrichelt dargestellt sind. Sind die zusätzlichen Wegmeßvor
richtungen 36, 70 vorhanden, so kann gegebenenfalls der Kontakt 32
entfallen ohne nennenswerten Verlust an Sicherheit.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 der
erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Bereich mit dem Zwischenstück
40, dem Stellelement 60 und den Federn 42, 88 auch etwas anders aus
geführt werden. Die Fig. 3 und 4 zeigen ausschnittweise zwei Va
rianten. In den Fig. 3 und 4 ist dieser Bereich so ausgeführt,
daß anstatt der beiden Federn 42, 88 nur eine Feder 132 erforderlich
ist.
Bei der Variante nach Fig. 3 ist an dem Zwischenstück 40 eine Um
lenkung 134 angeordnet. Ein Ende der Feder 132 ist mit der Wandung
22 gekoppelt; ein anderes Ende der Feder 132 ist mit einem Ende ei
nes flexiblen Bauteils 136, z. B. einem Band, verbunden. Das
flexible Bauteil 136 schlingt sich teilweise um die Umlenkung 134;
es wird dort um 180° umgelenkt. Ein anderes Ende des flexiblen
Bauteiles 136 ist mit dem Absatz 61 des Stellelementes 60 verbunden.
Die Umlenkung 134 ist vorteilhafterweise eine auf einem Bolzen 137
reibungsarm drehbar gelagerte Rolle 135, und der Bolzen 137 ist mit
dem Zwischenstück 40 fest verbunden.
Über das flexible Bauteil 136 und über die Umlenkung 134 kann die
Feder 132 auf das Stellelement 60 in Richtung des Pfeiles 8 und auf
das Zwischenstück 40 entgegen der Richtung des Pfeiles 8 einwirken.
Die Feder 132 dient somit sowohl zur Erzeugung der Koppelkraft zwi
schen dem Zwischenstück 40 und dem Stellelement 60 als auch zur Er
zeugung der auf das Zwischenstück 40 einwirkenden Rückstellkraft.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 ist an dem Zwischenstück 40
ein Profilrad 138 in einem Lager 140 drehbar gelagert. An dem Absatz
61 des Stellelementes 60 befindet sich ein mit dem Profilrad 138 in
Verbindung stehendes Profil 142. In einer Führung 144 des Zwischen
stücks 40 ist eine parallel zur Richtung des Pfeiles 8 verschiebbar
gelagerte Profilstange 146 mit einem Profil 148 gelagert. Das Profil
148 steht in Eingriff mit dem Profilrad 138. Ein Ende der Feder 132
ist mit der Wandung 22 und ein anderes Ende der Feder 132 ist mit
der Profilstange 146 gekoppelt. Die Feder 132 wirkt auf die Profil
stange 146 entgegen der Richtung des Pfeiles 8. Die Feder 132 wirkt
über die Profilstange 146, das Profilrad 138 und über das Lager 140
auf das Zwischenstück 40 entgegen der Richtung des Pfeiles 8. Die
Feder 132 wirkt aber auch über die Profilstange 146, das Profilrad
138 und über das Profil 142 an dem Absatz 61 des Stellelementes 60
auf das Stellelement 60 in Richtung des Pfeiles 8. Auch bei der Aus
führungsvariante nach Fig. 4 dient die Feder 132 zur Erzeugung der
Koppelkraft zwischen dem Zwischenstück 40 und dem Stellelement 60
als auch zur Erzeugung der auf das Zwischenstück 40 einwirkenden
Rückstellkraft.
Die beiden Ausführungsvarianten nach Fig. 3 und 4 können bei beiden
Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 angewendet werden. Auch bei
Ausführung des zweiten Ausführungsbeispiels nach einer der Varianten
nach Fig. 3 oder 4, kann an dem Zwischenstück 40 die Aussparung 124
mit der Feder 122 und dem Bolzen 126 mit der Anschlagstelle 58 vor
gesehen werden.
Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Einrichtung soweit
wie möglich direkt an dem Stellorgan 74 zu befestigen, so daß das
Stellorgan 74 und ein größter Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung
eine Einheit bilden. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann durch das
in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete Gehäuse 106 geschützt
werden. In dem Gehäuse 106 ist eine minimale Anzahl von Aussparungen
erforderlich. Durch das Gehäuse 106 hindurchgeführt werden müssen
nur das Energieversorgungskabel 95, die Kabel 92 zum Geber 96, zu
den Sensoren 98 und zu der weiteren Steuereinrichtung 99.
Gegebenenfalls können die Kabel 92, 95 oder ein Teil der Kabel 92,
95 in einer Leitung zusammengefaßt werden. Die Verbindung der Kabel
92, 95 kann z. B. durch eine sogenannte serielle Schnittstelle oder
durch mehrere dieser Schnittstellen erfolgen. Die Schnittstellen
können z. B. durch sogenannte CAN-Bausteine realisiert werden.
Desweiteren muß der Sollwertgeber 6 durch das Gehäuse 106 hindurch
geführt werden. Ist das betätigbare Element 100 über den Bowdenzug
104 mit dem aus dem Gehäuse 106 herausragenden Nocken 10 des Soll
wertgebers 6 verbunden, dann ist zwecks Ansteuerung des betätigbaren
Elementes 100 vorteilhafterweise keine zusätzliche Aussparung im Ge
häuse 106 erforderlich. Anders ist es, wenn das betätigbare Element
100 über den Bowdenzug 102 mit dem Zwischenstück 40 verbunden ist,
weil der Bowdenzug 102 durch eine Aussparung im Gehäuse 106 hin
durchgeführt werden muß.
Wird im dritten Betriebszustand der Sollwertgeber 6 durch das Be
dienelement 2 relativ weit in Richtung des Pfeiles 8 betätigt und
wird aus dieser Position heraus das Bedienelement 2 losgelassen, so
zieht die Rückstellfeder 16 das Übertragungselement 4 gegen den
Ruhestellungsanschlag 15. Die Rückstellfedern 17, 18 betätigen den
Sollwertgeber 6 entgegen der Richtung des Pfeiles 8 zunächst bis der
Anschlag 30 des Mitnehmerteils 28 des Sollwertgebers 6 an der An
schlagfläche 52 des Zwischenstücks 40 zur Anlage kommt. Darüber hin
aus kann der Sollwertgeber 6 entgegen der Richtung des Pfeiles 8 nur
gemeinsam mit dem Zwischenstückes 40 zurückgestellt werden. Dies
kann bei gegebenenfalls vorhandenem Anschlag 30 zu einer etwas ver
ringerten Rücklaufgeschwindigkeit des Sollwertgebers 6 führen, und
die Wegmeßvorrichtungen 34, 36 können ein Zurückstellen des Bedien
elementes 2 erst etwas verzögert erfassen. Um dies zu vermeiden,
kann, wie in Fig. 5 dargestellt, der Sollwertgeber 6 zweiteilig
ausgeführt werden. Der Sollwertgeber 6 besteht bei dieser Variante
aus einem ersten Teil 154 und einem zweiten Teil 156. Das Übertra
gungselement 4 ist mit dem ersten Teil 154 des Sollwertgebers 6 ver
bunden. Die Nocken 10 und 24, das Mitnehmerteil 28 mit dem Anschlag
30, der Kontakt 32 und die Durchgangsöffnung 12 befinden sich am
zweiten Teil 156 des Sollwertgebers 6. Der erste Teil 154 des Soll
wertgebers 6 ist durch die Durchgangsöffnung 12 des zweiten Teils
156 des Sollwertgebers 6 hindurchgeführt, wobei die Verdickung 14
auf der dem Übertragungselement 4 abgewandten Seite des ersten Teils
154 des Sollwertgebers 6 angeordnet ist. Über eine Wegmeßvorrichtung
158 und bei Bedarf auch noch über eine zweite Wegmeßvorrichtung 160
kann die Stellposition des ersten Teils 154 des Sollwertgebers 6 er
mittelt werden. Die Meßsignale der Wegmeßvorrichtungen 158, 160
werden über die Kabel 92 der Steuereinrichtung 90 übermittelt.
Sowohl das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als auch das zwei
te Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 können gemäß der in Fig. 5 aus
schnittweise gezeigten Variante modifiziert werden. Wie bisherige
Versuche zeigen, ist es auch bei vorhandenem Anschlag 30 an dem
Sollwertgeber 6 nicht immer erforderlich, den Sollwertgeber 6, wie
in Fig. 5 gezeigt, zweiteilig auszuführen. In den meisten Anwen
dungsfällen wird man das Spiel 110 zwischen dem Anschlag 30 und der
Anschlagfläche 52 ausreichend groß wählen können, so daß sich für
den Sollwertgeber 6 auch bei einteiliger Ausführung eine ausreichen
de Rücklaufgeschwindigkeit ergibt. Mit Rücksicht auf eine einfache
und kompakte Bauform kann es günstiger sein, den Sollwertgeber 6
einteilig auszuführen.
Wird die erfindungsgemäße Einrichtung z. B. in einem Kraftfahrzeug
verwendet, so kann es gelegentlich vorkommen, daß die Antriebsma
schine 81 ein größeres Antriebsdrehmoment auf die Antriebsräder aus
übt als von den Antriebsrädern auf einen Fahruntergrund übertragen
werden kann. In diesem Fall entsteht an den Antriebsrädern ein soge
nannter Antriebsschlupf. Es kann aber auch gelegentlich vorkommen,
z. B. beim Loslassen des Bedienelementes 2 bei schlüpfrigem Fahrun
tergrund, daß ein auf die Antriebsräder übertragenes Bremsdrehmoment
der Antriebsmaschine 81 so groß ist, daß es von den Antriebsrädern
nicht mehr auf den Fahruntergrund übertragen werden kann. In diesem
Falle handelt es sich um einen sogenannten Bremsschlupf zwischen den
Antriebsrädern und dem Fahruntergrund. Antriebsschlupf und Brems
schlupf kann durch einen der Sensoren 98 oder durch mehrere der Sen
soren 98 erfaßt und der Steuereinrichtung 90 übermittelt werden. Bei
Antriebsschlupf stellt die Steuereinrichtung 90 über den Stellmotor
82 das Stellelement 60 mehr in Richtung geringerer Leistung der An
triebsmaschine 81, was mit ASR bezeichnet wird, und bei Auftreten
von Bremsschlupf stellt die Steuereinrichtung 90 über den Stellmotor
82 das Stellelement 60 mehr in Richtung größerer Leistung der An
triebsmaschine 81, genannt MSR. Beides kann so schnell geschehen,
daß mitfahrende Personen nichts oder so gut wie nichts von dem Vor
gang bemerken. Besonders günstig ist, daß im ersten Ausführungsbei
spiel (Fig. 1) bei ASR das Zwischenstück 40 maximal um das Spiel
108 mitverstellt wird. Wird das betätigbare Element 100 über den
Bowdenzug 104 betätigt, so hat ASR keinen Einfluß auf das betätigba
re Element 100. Wird es über den Bowdenzug 102 betätigt, so ent
spricht der Einfluß auf das betätigbare Element 100 maximal dem
Spiel 108 und dürfte meistens vernachlässigbar klein sein. Beim
zweiten Ausführungsbeispiel hat ASR vorteilhafterweise keinen Ein
fluß auf das betätigbare Element 100.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde anhand von zwei Ausführungs
beispielen erläutert, bei denen der Sollwertgeber 6, das Zwischen
stück 40 und das Stellelement 60 eine geradlinige Bewegung parallel
zum Pfeil 8 ausführen können. Genausogut möglich und bei vielen An
wendungsfällen eher günstiger ist es, den Sollwertgeber 6, das Zwi
schenstück 40 und das Stellelement 60 an Drehachsen drehbar zu la
gern, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn alle Drehachsen in
einer Linie fluchten. Der Sollwertgeber 6, das Zwischenstück 40 und
das Stellelement 60 führen dann keine Hin- und Herbewegungen paral
lel zum Pfeil 8 aus, sondern sie führen mehr oder weniger große
Schwenkbewegungen um die Drehachse aus. Eine Stellbewegung in Rich
tung des Pfeiles 8 bedeutet dann z. B. eine Schwenkbewegung in eine
Drehrichtung und entgegen des Pfeiles 8 bedeutet dann eine Schwenk
bewegung in entgegengesetzter Richtung. Sämtliche Bauteile können
mehr oder weniger rund bzw. bogenförmig gestaltet sein.
Die Drosselklappe 80 des Stellorgans 74 ist üblicherweise schenkbar
gelagert. Deshalb ist es zweckmäßig, das Stellelement 60 ebenfalls
schwenkbar auszuführen. Besonders günstig ist es, die Drosselklappe
80, das Stellelement 60, das Treibrad 86, das Zwischenstück 40 und
den Sollwertgeber 6 auf einer gegenseitig fluchtenden Drehachse an
zuordnen. Ist die Abgangswelle 85 der Kupplung 84 ebenfalls fluch
tend zu dem Stellelement 60 angeordnet, so kann in diesem Fall das
Profil 66 am Stellelement 60 und das Treibrad 86 entfallen. Eine
Drehbewegung der Abgangswelle 85 kann dann direkt in eine Drehbewe
gung des Stellelementes 60 übertragen werden. Eine besonders elegan
te Lösung ergibt sich, wenn man die Drehachse für die Drosselklappe
80 so anordnet, daß eine Welle der Drosselklappe 80 auf beiden Sei
ten aus dem Saugrohrabschnitt 76 herausragt. Auf einer Seite des
Saugrohrabschnittes 76 ist scheibenartig das Stellelement 60 mit dem
Anschlag 64 und mit dem Absatz 61, an dem sich der Anschlag 62 be
findet, angeordnet und mit der Welle der Drosselklappe 80 verbunden.
Auf dieser Seite befinden sich zweckmäßigerweise auch das Zwischen
stück 40 und der Sollwertgeber 6 sowie die Federn 42, 88 bzw. 132.
Auf der anderen Seite des Saugrohrabschnittes 76 ist der Stellmotor
82 mit der Kupplung 84 angeordnet. Die Abgangswelle 85 der Kupplung
84 kann ohne Treibrad direkt mit dem Stellelement 60 verbunden sein.
In der Zeichnung sind die Federn 42, 88, 132 und die Rückstellfedern
16, 17, 18 beispielhaft Zugfedern und die Feder 122 ist eine Druck
feder. Dies ist nur beispielhaft. Die Federn können jede andere Aus
führungsform haben. Ist der Sollwertgeber 6, das Zwischenstück 40
und das Stellelement 60 rotatorisch gelagert, dann ist es besonders
zweckmäßig, die Federn 16, 17, 18, 42, 88, 122 und 132 oder zumin
dest ein Teil davon in Form von Biegefedern, insbesondere in Form
von Spiralfedern auszubilden.
Im zweiten, dritten und fünften Betriebszustand wird das Stellele
ment 60 über die elektromechanischen Übertragungsmittel verstellt.
Sollte diese Verstellmöglichkeit ausfallen, so wird das Stellelement
60 mit dem Sollwertgeber 6 mechanisch gekuppelt, d. h. es erfolgt
ein Übergang in den ersten bzw. vierten Betriebszustand. Beim Über
gang ändert sich die Leistung der Antriebsmaschine geringfügig, häu
fig kaum bemerkbar.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Leistung
beim Übergang entsprechend dem Spiel 108 etwas gesenkt; beim zweiten
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 etwas erhöht. Ist die Maschine ein
Fahrzeug, dann dürfte aus Sicherheitsgründen eine Absenkung beim
Übergang und damit das erste Ausführungsbeispiel eher günstiger sein
als das zweite Ausführungsbeispiel. Ist die Maschine eine stationär
aufgestellte Maschine, dann dürfte eine Erhöhung der Leistung beim
Übergang und damit das zweite Ausführungsbeispiel eher günstiger
sein als das erste Ausführungsbeispiel.
Das Zwischenstück 40 des zweiten Ausführungsbeispieles nach Fig. 2
kann auch ohne die Feder 122 und den Bolzen 126 ausgeführt sein. Die
Anschlagstelle 58 befindet sich dann direkt an dem Zwischenstück 40,
wie es im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt ist.
Befindet sich die Anschlagstelle 58 direkt am Zwischenstück 40, dann
wird, wenn im zweiten Betriebszustand, die Drehzahl der Antriebsma
schine 81 über die erhöhte Leerlaufdrehzahl angehoben werden soll,
das Zwischenstück 40 entgegen der Rückstellkraft der Feder 42, 132
vom Sollwertgeber 6 abgehoben. Der Schaltabstand 112 ist ausreichend
groß zu wählen. Aus regelungstechnischen Gründen bietet die Feder
122 und der Bolzen 126 jedoch Vorteile.
Bei geeigneter Auslegung der Steuereinrichtung 90 ist eine regelmä
ßige automatische Prüfung, z. B. unmittelbar nach jedem Startvorgang
der Antriebsmaschine 81, der Federn 42, 88, 122, 132 möglich. Bei
der Prüfung betätigt die Steuereinrichtung 90 über den Stellmotor 82
das Stellelement 60 etwas in eine zweckmäßige Verstellrichtung. An
schließend kann die Steuereinrichtung 90 feststellen, ob die Federn
42, 88, 122, 132 das Stellelement 60 wieder in die ursprüngliche
Stellposition zurückstellen. Die Möglichkeit zur Prüfung der Federn
ist besonders vorteilhaft, da sonst eine defekte Feder erst nach
einem Ausfall der elektromechanischen Übertragungsmittel entdeckt
würde. Dies könnte dann evtl. zu einem Ausfall der gesamten Einrich
tung führen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist das
Übertragungselement 4 mit dem Sollwertgeber 6 so verbunden, daß bei
Betätigung des Sollwertgebers 6 in Richtung des Pfeiles 8 das Über
tragungselement 4 nicht mitgenommen wird. Es ist aber auch möglich,
das Übertragungselement 4 so mit dem Sollwertgeber 6 zu verbinden,
daß bei Betätigung des Sollwertgebers 6 durch den Stellmotor 82 in
Richtung des Pfeiles 8 das Übertragungselement 4 zumindest teilweise
mitgenommen wird; d. h. das Übertragungselement 4 kann z. B. fest mit
dem Stellwertgeber 6 verbunden sein. Insbesondere in diesem Falle
genügt eine der Rückstellfedern 16, 17, 18.
Können im Notbetrieb zur Betätigung des Bedienelementes 2 höhere Be
tätigungskräfte zugelassen werden, so kann gegebenenfalls auf die
Kupplung 84 verzichtet werden. In diesem Fall muß im Notbetrieb der
Stellmotor 82 mitbetätigt werden.
Ein besonders großer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist,
daß die Kräfte der Federn 16, 17, 18, 42, 88 und 132 unabhängig von
einander gewählt werden können; es besteht vorteilhafterweise keine
gegenseitige Abhängigkeit. Bei Dimensionierung einer der Federn muß
auf keine andere Feder Rücksicht genommen werden. Nur beim zweiten
Ausführungsbeispiel (Fig. 2) muß die Feder 122 stärker sein als die
Feder 88, aber schwächer als die Summe der Federn 42 plus 88. Da das
zweite Ausführungsbeispiel, wie vorne erwähnt, auch ohne die Feder
122 ausgeführt sein kann, besteht bei dieser Variante keine gegen
seitige Abhängigkeit zwischen den Federn.
Claims (15)
1. Einrichtung in einer Maschine, insbesondere in einem Fahrzeug,
zum Übertragen einer Stellposition eines Sollwertgebers (6) auf
eine Stellposition eines eine Leistung einer Antriebsmaschine
bestimmenden Stellelementes (60) durch einen Stellmotor (82)
umfassende elektromechanische Übertragungsmittel, wobei das
Stellelement (60) von dem Sollwertgeber (6) mechanisch
entkuppelt ist, wobei ein Zwischenstück (40) sowie mindestens
eine auf das Zwischenstück (40) und auf das Stellelement (60)
einwirkende Feder (42, 88, 132), zur Erzeugung einer einen
Anschlag (62) des Stellelementes (60) gegen eine Anschlagstelle
(58) des Zwischenstückes (40) verspannenden Koppelkraft (Federn 88, 132)
und zur Erzeugung einer das Zwischenstück (40) gegen einen
Ruhestellungsanschlag (44) rückstellenden Rückstellkraft (Federn 42,
132), vorgesehen sind und wobei das Stellelement (60) zusammen
mit dem Zwischenstück (40) durch den Stellmotor (82) entgegen
der Rückstellkraft (Federn 42, 132) von dem Ruhestellungsanschlag (44) aus
in eine Verstellrichtung (8) und der Anschlag (62) des
Stellelements (60) entgegen der Koppelkraft (Federn 88, 132) von der
Anschlagstelle (58) des Zwischenstückes (40) aus in entgegengesetzte
Verstellrichtung bewegbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rückstellkraft (Federn 42, 132) das Zwischenstück (40) in die
entgegengesetzte Verstellrichtung beaufschlagt und die auf das
Zwischenstück (40) und auf das Stellelement (60) einwirkende
Koppelkraft (Federn 88, 132) das Stellelement (60) in die
Verstellrichtung (8) beaufschlagt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Feder (42, 88, 132) eine erste Feder
(42) für die Rückstellkraft und eine zweite Feder (88) für die
Koppelkraft umfaßt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektromechanischen Übertragungsmittel
mindestens eine die Stellposition des Sollwertgebers (6)
erfassende Wegmeßvorrichtung (34, 36) und mindestens eine die
Stellposition des Stellelements (60) erfassende
Wegmeßvorrichtung (68, 70) umfassen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (6) durch mindestens eine
auf den Sollwertgeber (6) einwirkende Rückstellfeder (17, 18)
gegen einen Sollwertgeber-Ruhestellungsanschlag (20) in eine Ruhestellung
rückstellbar ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Übertragen der Stellposition des
Sollwertgebers (6) auf die Stellposition des Stellelements (60)
mechanische Übertragungsmittel vorgesehen sind, durch die das
Stellelement (60) mit dem Sollwertgeber (6) mechanisch kuppelbar
ist, wobei dem Sollwertgeber (6) ein Anschlag (26) und dem
Zwischenstück (40) eine Anschlagfläche (48) zugeordnet sind,
wobei das Zwischenstück (40) gegenüber dem Sollwertgeber (6) in
Verstellrichtung beweglich angeordnet ist, bis der Anschlag (26)
an der Anschlagfläche (48) zur Anlage kommt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenstück (40) gegenüber dem Sollwertgeber (6) in
Verstellrichtung beweglich angeordnet ist, bis eine
Anschlagfläche (52) des Zwischenstücks (40) an einem Anschlag
(30) des Sollwertgebers (6) zur Anlage kommt.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenstück (40) nach Überwindung eines Spieles (108,
110) über einen Anschlag (26, 30) und eine Anschlagfläche (48,
52) formschlüssig mit dem Sollwertgeber (6) kuppelbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß an den mechanischen Übertragungsmitteln (6,
40, 60, 88) ein Kontakt (32) angeordnet ist, durch den sich nach
Überwinden eines zwischen dem Zwischenstück (40) und dem Kontakt
(32) vorhandenen Schaltabstandes (112) ein elektrisches Signal
ergibt.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß durch Betätigungsmittel (104) die
Stellposition des Sollwertgebers (6) auf ein betätigbares
Element (100) übertragbar ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenstück (40) und einem
betätigbaren Element (100) Betätigungsmittel (102) vorhanden
sind, durch die eine Stellposition des Zwischenstücks (40) auf
das betätigbare Element (100) übertragbar ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellmotor (82) und dem
Stellelement (60) eine schaltbare Kupplung (84) vorgesehen ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stellelement (60) gegen einen
Endanschlag (72) verstellbar ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Koppelkraft und die Rückstellkraft
mittels einer Kraftumlenkung (134, 138) durch dieselbe Feder
(132) erzeugbar sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sollwertgeber (6) ein erstes Teil (154) und ein zweites Teil
(156) umfaßt und durch die mindestens eine Wegmeßvorrichtung
(158, 160) die Stellposition des ersten Teils (154) des
Sollwertgebers (6) erfaßt wird.
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