DE3934739A1 - Vorrichtung i mit einem stellmotor zum eingriff in eine uebertragungseinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung zwischen einem Bedien­ element und einem die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Steuerorgan nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Für verschiedene Regelaufgaben bei Antriebsmaschinen ist ein Ein­ griff in die Übertragungseinrichtung zwischen dem Bedienelement, beispielsweise einem Gaspedal, und dem Steuerorgan, beispielsweise einer Drosselklappe eines Otto-Motors oder einem Stellhebel eines Dieselmotors oder dergleichen, erforderlich. Vermeidung von Schlupf zwischen von der Antriebsmaschine angetriebenen Rädern eines Kraft­ fahrzeuges und einem Fahrbahnbelag kann z. B. ein Grund für eine Regelung sein.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist ein erster, mit dem Bedienele­ ment verbundener Mitnehmer, ein zweiter, mit dem Steuerorgan verbun­ dener Mitnehmer und ein dritter Mitnehmer, über den der Stellmotor auf das Steuerorgan einwirken kann, und eine Rückstellfeder, die den dritten Mitnehmer gegen einen Ruheanschlag betätigen kann, im Be­ reich des Steuerorgans zusammengefaßt. Ist das Steuerorgan eine Drosselklappe, so befinden sich die genannten Bauteile direkt am Saugrohr des Otto-Motors. Im Bereich des Saugrohres herrschen jedoch häufig sehr beengte Einbauverhältnisse, so daß es schwierig ist, für die bekannte Vorrichtung genügend Einbauraum zu schaffen oder es kann für das Saugrohr nicht eine optimale Anordnung gewählt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß hierdurch sehr günstige und flexible Einbauverhältnisse geschaffen werden.

Das durch ein Übertragungsmittel mit dem zweiten Mitnehmer verbunde­ ne Zwischenstück bietet den besonderen Vorteil, daß dies eine belie­ big wählbare, räumliche Trennung zwischen dem dritten Mitnehmer und dem Steuerorgan ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann damit vorteilhafterweise auch bei sehr beengten Einbauverhältnissen im Bereich des Steuerorgangs angewendet werden, bzw. man hat mehr Freiheiten bei der Anordnung des Steuerorgans, weil der dritte Mit­ nehmer vorteilhafterweise nicht starr mit dem Steuerorgan verbunden ist.

Die Anordnung der Rückstellfeder im Stellglied erhöht ebenfalls in vorteilhafter Weise die Freiheiten bei der Anordnung des Steueror­ gans.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Die Anordnung des Istwertgebers im Stellglied vereinfacht die Er­ fassung der Stellposition in vorteilhafter Weise, weil der rege­ lungstechnische und elektrotechnische Aufwand beträchtlich ver­ ringert wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vor­ richtung in einer Maschine, insbesondere in einem Fahrzeug, mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung 2 zwi­ schen einem Bedienelement 4 und einem die Leistung einer Antriebsma­ schine 6 bestimmenden Steuerorgan 8, soll anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei jeder, eine An­ triebsmaschine 6 enthaltenden Maschine verwendet werden, bei der eine Regelung der Antriebsmaschine 6 geschehen soll. Die Maschine kann entweder stationär aufgestellt sein, oder sie kann z. B. eine selbstfahrende Maschine, d. h. ein Fahrzeug sein. Obwohl nicht al­ lein darauf begrenzt, wird in der Beschreibung des Ausführungsbei­ spiels aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß die erfindungsgemä­ ße Vorrichtung in einem Fahrzeug mit einem Otto-Motor eingebaut sei.

Die Übertragungseinrichtung 2 umfaßt im wesentlichen ein Übertra­ gungselement 12, einen ersten Mitnehmer 14, einen zweiten Mitnehmer 16 und eine Koppelfeder 18.

Der erste Mitnehmer 14 ist durch das Übertragungselement 12 mit dem Bedienelement 4 verbunden, und das Steuerorgan 8 ist mit dem zweiten Mitnehmer 16 verbunden. Die Koppelfeder 18 wirkt einerseits auf den ersten Mitnehmer 14 und andererseits auf den zweiten Mitnehmer 16 in dem Sinne, daß die beiden Mitnehmer 14, 16 bestrebt sind, eine Bewe­ gung relativ zueinander auszuführen, bis ein erster Koppelanschlag 20 des ersten Mitnehmers 14 an einem zweiten Koppelanschlag 22 des zweiten Mitnehmers 16 zur Anlage kommt.

Das Steuerorgan 8 ist z. B. eine in einem Saugrohr 24 eingebaute Drosselklappe 8. Je nach Stellposition der Drosselklappe 8 kann eine durch Pfeile 26 symbolhaft dargestellte Strömung z. B. eines durch das Saugrohr 24 zu der Antriebsmaschine 6 strömenden Gemisches be­ einflußt werden. Damit wird über die Stellposition der Drosselklappe 8 die Leistung der Antriebsmaschine 6 gesteuert. Betätigung der Drosselklappe 8 in Richtung eines in der Zeichnung eingetragenen Pfeiles 28 bedeutet eine Vergrößerung der Leistung der Antriebsma­ schine 6 und eine Betätigung der Drosselklappe 8 entgegen der Rich­ tung des Pfeiles 28 bedeutet eine Verringerung der Leistung der An­ triebsmaschine 6. In der Zeichnung sind sämtliche bewegbaren Bautei­ le so dargestellt, daß deren Bewegungsrichtungen parallel zum Pfeil 28, d. h. in Pfeilrichtung 28 bzw. entgegengesetzt dazu verlaufen. Durch das Bedienelement 4 kann über die Übertragungseinrichtung 2 das Steuerorgan 8 in Richtung des Pfeiles 28 betätigt werden. Entge­ gen der Richtung des Pfeiles 28 kann das Steuerorgan 8 durch eine an der Übertragungseinrichtung 2 vorgesehene Rückholfeder 30 betätigt werden. Die Rückholfeder 30 wirkt einerseits auf eine Wandung 32 und andererseits auf den ersten Mitnehmer 14. Die Rückholfeder 30 wirkt auf den ersten Mitnehmer 14 entgegen der Pfeilrichtung 28. Zusätz­ lich zu der Rückholfeder 30 oder anstatt der Rückholfeder 30 kann auch eine andere, gestrichelt dargestellte Ruckholfeder 34 vorgese­ hen sein. Die andere Rückholfeder 34 wirkt einerseits ebenfalls auf die Wandung 32 und andererseits wirkt sie auf den zweiten Mitnehmer 16 entgegen der Richtung des Pfeiles 28. Je nach Betätigung des Be­ dienelementes 4 können die beiden Rückholfedern 30, 34 entgegen Pfeilrichtung 28 die Mitnehmer 14, 16 und die Drosselklappe 8 betä­ tigen, bis eines dieser Teile an einem verstellbaren Leerlaufan­ schlag 36 zur Anlage kommt. Im Ausführungsbeispiel kann der erste Mitnehmer 14 am Leerlaufanschlag 36 zur Anlage gebracht werden.

Die Kraft der Koppelfeder 18 ist so bemessen, daß ohne Beeinflussung der Übertragungseinrichtung 2 durch ein Stellglied 40 der erste Kop­ pelanschlag 20 des ersten Mitnehmers 14 ständig an dem zweiten Kop­ pelanschlag 22 des zweiten Mitnehmers 16 anliegt, und es kann eine Stellposition des Bedienelementes 4 über die Übertragungseinrichtung 2 auf das Steuerorgan 8 übertragen werden.

Daneben gibt es noch das Stellglied 40. Das Stellglied 40 umfaßt im wesentlichen einen Stellmotor 42 mit einem Wirkglied 44, eine Rück­ stellfeder 50, einen dritten Mitnehmer 52, einen Ruheanschlag 53, ein Zwischenstück 54 und gegebenenfalls auch noch eine Spannfeder 56, einen Istwertgeber 58 und/oder einen Istwertgeber 59.

Der Stellmotor 42 ist z. B. ein Rotationsmotor und das Wirkglied 44 ist eine Rotorwelle oder der Stellmotor 42 ist ein Linearmotor, wie z. B. ein Hydraulikzylinder und das Wirkglied 44 ist in diesem Falle eine Kolbenstange. Das Wirkglied 44 kann z. B. direkt die Rotorwelle des Stellmotors sein, oder es kann zwischen dem Wirkglied 44 und ei­ nem eigentlichen Motor 62 des Stellmotors 42 ein Getriebe 64 zwi­ schengeschaltet sein. In diesem Falle ist das Wirkglied 44 eine Ab­ gangswelle des Getriebes 64. Das Wirkglied 44 ist mit dem dritten Mitnehmer 52 verbunden.

Die Rückstellfeder 50 wirkt einerseits auf ein Gehäuse 66 des Stell­ gliedes 40 und andererseits auf das Wirkglied 44 bzw. auf den drit­ ten Mitnehmer 52 in Richtung des Pfeiles 28 mit dem Bestreben, den dritten Mitnehmer 52 gegen den Ruheanschlag 53 zu betätigen. Der dritte Mitnehmer 52 hat einen Anschlag 68 und das Zwischenstück 54 hat andererseits einen Anschlag 69. Bei Betätigung des dritten Mit­ nehmers 52 entgegen Pfeilrichtung 28 kann, je nach Stellposition des Zwischenstückes 54, der Anschlag 68 des dritten Mitnehmers 52 an dem Anschlag 69 des Zwischenstücks 54 zur Anlage kommen. Wird der dritte Mitnehmer 52 darüber hinaus entgegen Pfeilrichtung 28 betätigt, so wird das Zwischenstück 54 ebenfalls entgegen Pfeilrichtung 28 mitge­ nommen.

Das Zwischenstück 54 des Stellgliedes 40 ist über ein Übertragungs­ mittel 72 mit dem zweiten Mitnehmer 16 der Übertragungseinrichtung 2 verbunden. Das Übertragungsmittel 72 kann ein Gestänge, ein Bowden­ zug, ein Seilzug usw. sein. Ist das Übertragungsmittel 72 z. B. ein Bowdenzug oder ein Seilzug, so sorgt die im Stellglied 40 vorgesehe­ ne und auf das Zwischenstück 54 entgegen Pfeilrichtung 28 wirkende Spannfeder 56 für eine Mindestspannung in dem Übertragungsmittel 72, d. h. die Spannfeder 56 verhindert z. B. ein Durchhängen des Seil­ zuges. Die Spannfeder 56 kann relativ schwach ausgeführt sein, da sie im wesentlichen nur Reibkräfte ausgleichen muß. In Abhängigkeit von einer Ausbildung des Übertragungsmittels 72 kann auch auf die Spannfeder 56 verzichtet werden.

Mit Hilfe des Istwertgebers 58 kann eine Stellposition des Zwischen­ stücks 54 des Stellgliedes 40 und damit zumindest indirekt eine Stellposition des zweiten Mitnehmers 16 und des Steuerorgans 8 er­ faßt werden. Im Bereich des Steuerorgans 8 ist zwar bereits häufig ein Istwertgeber zur Erfassung einer Stellposition des Steueror­ gans 8, z. B. zwecks Regelung einer Benzinzumessung, vorhanden aber dieser ist aus elektrotechnischen Gründen zur Erfassung der Stellpo­ sition des Steuerorgans 8, zwecks Ansteuerung des Stellmotors 42, wenig geeignet. Da im Bereich des Steuerorgans 8 häufig beengte Ein­ bauverhältnisse herrschen, ist es besonders günstig, den Istwertge­ ber 58 im Bereich des Stellgliedes 40 anzuordnen. Da bei Ansteuerung des Stellmotors 42 die Anschläge 68, 69 des dritten Mitnehmers 52 und des Zwischenstücks 54 gegenseitig zur Anlage kommen, kann auch der Istwertgeber 58 durch den Istwertgeber 59 ersetzt werden. Der Istwertgeber 59 erfaßt eine Stellposition des dritten Mitnehmers 52. Gegebenenfalls, z. B. aus Sicherheitsgründen, kann es auch günstig sein, mehrere Istwertgeber 58, 59 vorzusehen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zwischen zwei Betriebszu­ ständen unterschieden werden. Der erste Betriebszustand ist der un­ geregelte Betriebszustand. Im ersten Betriebszustand kann das Steu­ erorgan 8 ohne Beeinflussung durch das Stellglied 40 von dem Bedien­ element 4 in jede gewünschte Stellposition gebracht werden. Der dritte Mitnehmer 52 liegt im ersten Betriebszustand am Ruheanschlag 53 an. Wegen dem Übertragungsmittel 72 und wegen der gegebenenfalls vorhandenen Spannfeder 56 bewegt sich das Zwischenstück 54 bei Betä­ tigung des Bedienelementes 4 im gleichen Sinne wie der zweite Mit­ nehmer 16. Wegen einem Abstand zwischen den beiden Anschlägen 68, 69 des dritten Mitnehmers 52 und des Zwischenstücks 54 kommt der An­ schlag 69 des Zwischenstücks 54 an dem Anschlag 68 des dritten Mit­ nehmers 52 im ersten Betriebszustand nicht zur Anlage.

Mit Betätigung des Steuerorgans 8 durch das Bedienelement 4 in Rich­ tung des Pfeiles 28 wird die von der Antriebsmaschine 6 abgegebene Leistung gesteigert. Hierbei kann es nun vorkommen, daß nicht darge­ stellte Sensoren einen Schlupf zwischen nicht dargestellten An­ triebsrädern und einem Fahruntergrund feststellen. Der Schlupf ist sehr unerwünscht. Zur Vermeidung des Schlupfes wird der Stellmotor 42 des Stellgliedes 40 über eine nicht dargestellte Elektronik ange­ steuert. In diesem Falle arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung im zweiten Betriebszustand, der damit als der geregelte Betriebszu­ stand bezeichnet werden kann. Im zweiten Betriebszustand betätigt der Stellmotor 42 den dritten Mitnehmer 52 gegen den Pfeil 28 und der Anschlag 68 des dritten Mitnehmers 52 kann an dem Anschlag 69 des Zwischenstücks 54 zur Anlage kommen. Wird der dritte Mitnehmer 52 darüber hinaus entgegen Pfeilrichtung 28 betätigt, so wird das Zwischenstück 54, und von diesem über das Übertragungsmittel 72 wird auch der zweite Mitnehmer 16 und damit das Steuerorgan 8 entgegen Pfeilrichtung 28, d. h. in Richtung geringerer Leistung der An­ triebsmaschine 6, betätigt. Das Steuerorgan 8 wird so weit entgegen Pfeilrichtung 28 betätigt, bis die nicht dargestellten Sensoren kei­ nen unzulässig großen Schlupf zwischen den Antriebsrädern und dem Fahruntergrund feststellen.

Das Übertragungsmittel 72 kann, je nach Ausführungsform, sehr flexi­ bel verlegt werden. Die Tatsache, daß der dritte Mitnehmer 52 mit seinem Anschlag 68 und das Zwischenstück 54 mit dem Anschlag 69, sowie auch die Rückstellfeder 50 und der Ruheanschlag 53 räumlich unabhängig von dem Saugrohr 24 angeordnet sein können, erleichtert die Einbaumöglichkeit für das Saugrohr 24 mit dem Steuerorgan 8 in vorteilhafter Weise beträchtlich. Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, den dritten Mitnehmer 52, das Zwischenstück 54, die Rückstellfeder 50 und den Ruheanschlag 53 oder zumindest einiger dieser Teile in dem Stellglied 40 mit dem Stellmotor 42 zusammenzu­ fassen. Das Stellglied 40 stellt vorzugsweise eine kompakte Einheit dar, welche je nach Bedarf mit mehr oder weniger großem Abstand zu dem Saugrohr 24 angeordnet sein kann. Die Verbindung zwischen dem Stellglied 40 und der Übertragungseinrichtung 2 erfolgt durch das Übertragungsmittel 72.

Die Rückholfeder 30 bietet gegenüber der anderen Rückholfeder 34 den Vorteil, daß die Koppelfeder 18 schwächer ausgeführt sein kann. Darüber hinaus sind im zweiten Betriebszustand Einflüsse des Stell­ gliedes 40 auf das Bedienelement 4 schwächer und die im zweiten Be­ triebszustand von dem Stellglied 40 aufzubringende Kraft ist klei­ ner. Die Spannfeder 56 wird vorzugsweise so schwach gewählt, daß sie höchstens eine Reibung im Bereich des Zwischenstücks 54 und des Übertragungsmittels 72 überwinden kann, aber keinen nennenswerten Einfluß auf die Übertragungseinrichtung 2, d. h. insbesondere auf die Koppelfeder 18 ausüben kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit linearen Bewegungsrichtungen parallel zum Pfeil 28 erläu­ tert. In einem anderen Ausführungsbeispiel derselben erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung bewegen sich mindestens einzelne Bauteile nicht li­ near, sondern sie sind schwenkbar gelagert. Eine Bewegung in Pfeil­ richtung 28 bedeutet dann Drehung in einer Richtung und entgegen Pfeilrichtung 28 bedeutet Drehung in entgegengesetzter Richtung. Da das Steuerorgan 8 üblicherweise drehbar gelagert ist, bietet es sich an, auch die anderen Bauteile drehbar zu lagern.

Claims (7)

1. Vorrichtung mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertra­ gungseinrichtung zwischen einem Bedienelement und einem die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Steuerorgan, wobei das Bedien­ element mit einem ersten Mitnehmer und das Steuerorgan mit einem zweiten Mitnehmer wirkverbunden sind und eine Koppelfeder vorgesehen ist, die einerseits auf den ersten Mitnehmer und andererseits auf den zweiten Mitnehmer in dem Sinne wirkt, daß die Mitnehmer bestrebt sind, eine Bewegung relativ zueinander auszuführen, bis ein Koppel­ anschlag des einen Mitnehmers an einem Koppelanschlag des anderen Mitnehmers zur Anlage kommt, und bei der der Stellmotor bei ge­ wünschtem Eingriff über einen dritten Mitnehmer auf den zweiten Mit­ nehmer in Richtung einer Verringerung der Leistung der Antriebsma­ schine wirken kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein über ein Über­ tragungsmittel (72) mit dem zweiten Mitnehmer (16) wirkverbundenes Zwischenstück (54) vorgesehen ist, über das der dritte Mitnehmer (52) auf den zweiten Mitnehmer (16) einwirken kann und Stellmotor (42), dritter Mitnehmer (52) und Zwischenstück (54) Teile eines Stellgliedes (40) bilden, das mit Abstand gegenüber dem Steuerorgan (8) anordenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Mitnehmer (16) fest mit dem Steuerorgan (8) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der dritte Mitnehmer durch eine Rückstellfeder entgegen der Richtung der Verringerung der Leistung in Richtung eines Ruheanschlags betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (50) und der Ruheanschlag (53) Teile des Stellgliedes (40) bilden.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Rückholfeder (30) auf den ersten Mitnehmer (14) im Sinne einer Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine (6) wirkt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Rückholfeder (34) auf den zweiten Mitnehmer (16) im Sinne einer Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine (6) wirkt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine in dem Stellglied (40) vorgesehene Spannfeder (56) für eine Mindestspannung in dem Übertragungsmittel (72) sorgt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stellglied (40) mindestens einen Istwertgeber (58, 59) enthält, mit dem mindestens während des Eingriffs minde­ stens indirekt eine Stellposition des Steuerorgans (8) erfaßbar ist.