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EP1379765A1 - Device for resetting a rotational member - Google Patents

Device for resetting a rotational member

Info

Publication number
EP1379765A1
EP1379765A1 EP02708158A EP02708158A EP1379765A1 EP 1379765 A1 EP1379765 A1 EP 1379765A1 EP 02708158 A EP02708158 A EP 02708158A EP 02708158 A EP02708158 A EP 02708158A EP 1379765 A1 EP1379765 A1 EP 1379765A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
spring
cams
leg
basic position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02708158A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1379765B1 (en
Inventor
Johannes Meiwes
Michael Brozio
Markus Michels
Stefan Josten
Reinhard Gallert
Klaus Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1379765A1 publication Critical patent/EP1379765A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1379765B1 publication Critical patent/EP1379765B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1065—Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like

Definitions

  • the invention relates to a device for resetting a rotary member into a defined basic position, in particular a throttle valve shaft carrying a throttle valve for the combustion air control of an internal combustion engine, into an emergency air position of the throttle valve, according to the preamble of claim 1.
  • Such a reset device is used when used on a throttle valve, in the event of a failure of the drive for the throttle valve, e.g. is an electric motor, the throttle valve in a defined rest position, the so-called
  • oblique stop surfaces are provided for suppressing the rotational play between the cams in the basic position on fixed and driver cams.
  • the spring leg of the clamp spring bent at one spring end is held on the oblique stop surfaces on one side and the spring leg bent at the other spring end of the clamp spring is held on the other side by fixed and driver cams on the flat stop surfaces extending parallel to the axis of rotation. Due to the oblique stop surfaces, the spring leg is supported with half the spring force on each of the two oblique stop surfaces and thereby adjusts the rotatable driving cam against the stop formed by the spring leg on the other side of the fixed or driving cam.
  • the lowering of the at least one leg section of the at least one spring leg according to the invention can optionally be carried out on the fixed or driving cam, a cam being selected for this in accordance with a preferred embodiment of the invention and this taking into account the maximum permissible tolerances in its direction of rotation
  • Driving cam seen width dimension is basically made wider than the other cam. It is also possible to sink one or both spring legs more or less deeply into both cams, as a result of which the spring legs also rest without play on the stop surfaces of the cams.
  • the leg can be countersunk in one of the cams in order to ensure that there is no play between the cams:
  • the cam receiving the leg section has a lower softening temperature than the spring leg and the leg section is melted into the cam over at least part of its cross section. Since the clamp spring rests against the cam under pretension, the spring leg is pressed onto the stop surface of the cam. If the cam is now heated to above its softening temperature, the spring force automatically presses the spring leg into the cam until the leg section of the spring leg extending over the stop surface of the other cam bears against this stop surface of the other cam. Both spring legs are thus brought into contact with the four stop surfaces of the two cams, and any torsional play between the cams is eliminated.
  • the spring leg is designed with a greater hardness than the cam and is stamped into the cam.
  • the embossing takes place in the basic position of the cams by means of an embossing tool which is applied in at least one point of the leg section to be embossed and which either applies a defined force or compresses the spring legs to a defined distance.
  • both spring legs rest on the four stop surfaces without play in the basic position of the cams.
  • the melting can be carried out by heating a cam together with the stamping into the cam by means of a stamping tool.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a reset device for a throttle valve
  • FIG. 1 is an enlarged view of section II in Fig. 1,
  • Fig. 3 is a plan view of the spring clip and the cam in the base position
  • FIG. 4 is a view in the direction of arrow IV in FIG. 3,
  • Fig. 5 shows the same representation as in Fig. 3.
  • the rotary member is one
  • Throttle valve shaft 11 which receives a throttle valve 10 in a rotationally fixed manner.
  • the throttle valve 10 which serves to control the combustion air of an internal combustion engine is arranged in an air intake of the internal combustion engine (not shown here) and controls it to a greater or lesser extent
  • the throttle valve shaft 11 To rotate the throttle valve shaft 11, it carries a driver 12 rigidly attached to it, which is actuated by a drive, not shown here.
  • the driver 12 usually has a toothed segment, which is in engagement with a gear which is seated on the output shaft of an electric motor.
  • the throttle valve 11 In the basic position of the rotary member, the throttle valve 11 assumes a so-called emergency air or emergency running position, in which it throttles the suction cross section in the intake manifold to such an extent that the combustion air sucked in only permits emergency running of the internal combustion engine.
  • the resetting device has a spatially fixed fixed cam 13 which specifies the basic position of the rotary member or the throttle valve shaft 11 and thus the emergency air position of the throttle valve 10 and which can be formed, for example, on a housing which rotatably accommodates the throttle valve shaft 11, and a driver cam formed on the driver 12 14, which is arranged on the driver 12 so that it in both, in Fig. 5 by arrow 15th indicated directions of rotation past the fixed cam 13.
  • the fixed cam 13 extends through an arcuate recess 16 in the driver 12, which is arranged coaxially to the axis 17 of the throttle valve shaft 11 and extends over a rotational range of the driver 12.
  • the length of the recess 16 limits the range of rotation of the driver 12.
  • a stop surface 131, 132 or 141, 142 is formed on sides facing away from one another.
  • the resetting device also includes a clamp spring 18, which is designed here as a helical torsion spring with spring legs 181, 182 bent at the spring ends.
  • the clamp spring 18 is arranged coaxially with the driver 12, with its spring legs 181, 182 extending transversely to the axis 17 of the driver 12 or the throttle valve shaft 11.
  • the clamp spring 18 clamps with its spring legs 181, 182 the fixed cam 13 and the driver cam 14 with pretension and fixes the basic position of the reset device, from which, by rotating the driver 12 in one or the other direction of rotation, the throttle valve shaft 11 with throttle valve 10 while tensioning the clamp spring 18 can be rotated.
  • each spring leg 181 or 182 overlaps a stop surface 131 or 132 on the fixed cam 13 and a stop surface 141 or 142 on the driver cam 14.
  • the stop 12 becomes Spring leg 181 or 182 from the stop surface 141 or 142 of the Carrier cam 14 carried, while the other spring leg 182 or 181 is supported on the stop surface 132 or 131 of the fixed cam 13.
  • Manufacturing tolerances can cause a backlash s between the clamp spring 18 and the cams 13, 14 in the basic position of the reset device, as shown in FIG. 3, if the spring legs 181 and 182 do not touch all four stop surfaces 131, 132 and 141, 142 the cams 13, 14, but only rest on three stop surfaces.
  • FIG. 3 In the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the leg 182 of the clamp spring 18 bears against the stop surfaces 132 and 142 of fixed cams 13 and driver cams 14 and the spring leg 181 of the clamp spring 18 only bears against the stop surface 141 of the driver cam 14 due to the width of the fixed cam 13 being too small ,
  • the clamp spring 18 - and thus driver cams 14 and rotary member - can rotate in the basic position relative to the fixed cam 13 for the game s.
  • the spring leg 181 with its leg section extending over the stop surface 141 of the driving cam 14 is recessed into the driving cam 14 to such an extent that it adjoins this leg section
  • Another leg section spanning fixed cams 13 bears without play in the basic position of the reset device on the stop surface 131 of the fixed cam 13.
  • This depression of the spring leg 181 is in plan view in FIG. 5 and in in FIG. 6
  • the spring leg 181 countersunk in the driver cam 14 is enlarged and shown in perspective.
  • the lowering of the spring leg 181 can in principle take place optionally in each of the two cams 13, 14, depending on which cam the existing play must be eliminated.
  • the cam 13 or 14 receiving the leg section is selected beforehand and its width seen in the direction of rotation of the driver 14 is such that it is always wider than the other cam 14 or 13, taking into account maximum permissible tolerances.
  • the spring leg can be countersunk in the wider cams, in the exemplary embodiment in FIGS. 1-5 of the spring leg 181 in the driver cams 14, in various ways:
  • the cam receiving the leg section in the exemplary embodiment of FIGS. 1-5 of the driving cams 14, is made of a material with a lower softening temperature than the spring leg 181.
  • the spring leg 182 bears against the stop surface 132 of the fixed cam 13 and against the stop surface 142 of the driving cam 14 under the pretensioning force of the clamp spring 18. while the spring leg 181 of the clamp spring 18 rests only on the stop surface 141 of the wider driving cam 14 and has the gap distance s relative to the stop surface 131 of the narrower fixed cam 13.
  • the lowering of the spring leg 181 with its leg portion overlapping the stop surface 141 into the driver 14 can also be realized in such a way that the leg 181 is made with a greater hardness than the driver cam 14 and in the driver cam
  • the embossing takes place by means of an embossing tool which attaches to one or more points of the leg section extending over the stop surface 141 of the driving cam 14 with a defined force or presses the spring legs 181, 182 together with a correspondingly large force to a defined distance.
  • This stamping of the spring leg 181 leads to the same result of the partial depression of the
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment described.
  • fixed cams 13 and driver cams 14 can be interchanged in position, so that the fixed cam 13 on the outside and the driver cam 14 on the inside, close to the clamp spring 18.
  • the sinking can be carried out with each spring leg 181 or 182 in each cam 13 or 14.
  • both spring legs 181 and 182 can also be sunk into the same cams 13 or 14 on both stop surfaces 131 and 132 or 141 and 142.
  • the wire cross section of the clamp spring 18 or the spring legs 181, 182 can have any shape or size.
  • the application of the described device for resetting a rotary member is not limited to the combustion air control of an internal combustion engine by means of a throttle valve.
  • the rotary member can also be a swivel shaft of an exhaust gas flap which is fixedly connected to this, which is arranged in an exhaust gas recirculation line of the internal combustion engine and which metered amount of exhaust gas supplied to the intake air of the internal combustion engine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)
  • Means For Warming Up And Starting Carburetors (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for resetting a rotational member into a defined base position, comprising a spatially fixed cam (13), which determines the base position and a follower cam (14), which is coupled to the rotational member and can be displaced past the fixed cam (13). Each of said cams has a respective stop surface (131, 132, 141, 142) on opposing sides. The device also comprises a retaining spring (18) whose two bent spring-loaded limbs (181, 182) surround the cams (13, 14), subjecting them to pretension. The aim of the invention is to achieve zero rotational play between the spring-loaded limbs (181, 182) and the cams (13, 14) in the base position. To achieve this, at least one spring-loaded limb (181) is sunk into at least one of the cams (14) to such a depth that in the base position, the section of said limb that overlaps the other cam (13) lies against the stop surface (131) of said other cam (13) in a play-free manner.

Description

Vorrichtung zur Rückstellung eines DrehgliedsDevice for resetting a rotary member
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Rückstellen eines Drehglieds in eine definierte Grundposition, insbesondere einer eine Drosselklappe für die Brennluftsteuerung einer Brennkraftmaschine tragenden Drosselklappenwelle in eine Notluftposition der Drosselklappe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for resetting a rotary member into a defined basic position, in particular a throttle valve shaft carrying a throttle valve for the combustion air control of an internal combustion engine, into an emergency air position of the throttle valve, according to the preamble of claim 1.
Eine solche Rückstellvorrichtung dient bei Anwendung auf eine Drosselklappe dazu, bei Ausfall des Antriebs für die Drosselklappe, der z.B. ein Elektromotor ist, die Drosselklappe in eine definierte Ruhestellung, die sog.Such a reset device is used when used on a throttle valve, in the event of a failure of the drive for the throttle valve, e.g. is an electric motor, the throttle valve in a defined rest position, the so-called
Notluft- oder Notlaufposition, zurückzustellen, in der ein-e minimale Drosselklappenöffnung für die Brennluftzufuhr zur Brennkraftmaschine sichergestellt ist, damit letztere im Leerlauf oder unter minimaler Last noch gleichmäßig läuft. Aufgrund von Toleranzen an den Nocken und infolge der Biegeungenauigkeit der abgebogenen Federschenkel der Klammerfeder ist in der Grundposition, bei der Fixnocken und Mitnehmernocken radial versetzt etwa deckungsgleich nebeneinander liegen, ein gewisses Spiel vorhanden, das zu einem Verdrehspiel der Drosselklappe führt, welches eine genaue Regelung in diesem Bereich unmöglich macht.Emergency air or emergency running position to reset, in which a minimum throttle valve opening for the combustion air supply to the internal combustion engine is ensured so that the latter still runs smoothly when idling or under minimal load. Due to tolerances on the cams and due to the bending inaccuracy of the bent spring legs of the In the basic position, in which the fixed cams and driving cams are radially offset approximately congruently next to each other, there is a certain amount of play, which leads to a backlash of the throttle valve, which makes precise regulation in this area impossible.
Bei einer bekannten Rückstellvorrichtung zum Rückstellen einer in einem Drosselklappenstutzen angeordneten Drosselklappe bei Brennkraftmaschinen (DE 197 35 046 AI) sind zum Unterdrücken des Drehspiels zwischen den Nocken in der Grundposition an Fix- und Mitnehmernocken schräge Anschlagflächen vorgesehen. Der an dem einen Federende abgebogene Federschenkel der Klammerfeder ist an den schrägen Anschlagflächen auf der einen Seite und der am anderen Federende der Klammerfeder abgebogene Federschenkel auf den parallel zur Drehachse sich erstreckenden ebenen Anschlagflächen auf der anderen Seite von Fix- und Mitnehmernocken gehalten. Durch die schrägen Anschlagflächen stützt sich der Federschenkel mit jeweils der halben Federkraft an den beiden schrägen Anschlagflächen ab und verstellt dadurch den drehbaren Mitnehmernocken gegen den von dem Federschenkel auf der anderen Seite des Fix- bzw. Mitnehmernockens gebildeten Anschlag.In a known reset device for resetting a throttle valve arranged in a throttle valve assembly in internal combustion engines (DE 197 35 046 AI), oblique stop surfaces are provided for suppressing the rotational play between the cams in the basic position on fixed and driver cams. The spring leg of the clamp spring bent at one spring end is held on the oblique stop surfaces on one side and the spring leg bent at the other spring end of the clamp spring is held on the other side by fixed and driver cams on the flat stop surfaces extending parallel to the axis of rotation. Due to the oblique stop surfaces, the spring leg is supported with half the spring force on each of the two oblique stop surfaces and thereby adjusts the rotatable driving cam against the stop formed by the spring leg on the other side of the fixed or driving cam.
Es ist bereits vorgeschlagen worden (DE 100 13 917.5), zur Erzielung einer Verdrehspielfreiheit des Mitnehmernockens ,in der Notluftposition zwischen einem Federschenkel der Klammerfeder und einer Anschlagfläche an einem der Nocken eine Kompensationsfeder mit einer der Vorspannkraft der Klammerfeder entgegengerichteten, definierten Federkraft anzuordnen. Die als Stanzteil gefertigte Kompensationsfeder ist auf einem der Nocken festgesetzt, wobei sie dessen einer Anschlagfläche ein Federblatt vorlagert, das mit seinem freien Blattende unter Vorspannung an einem im Abstand von der Anschlagfläche angeordneten, den Federweg des Federblatts begrenzenden Federanschlag anliegt.It has already been proposed (DE 100 13 917.5) to arrange a compensation spring with a defined spring force in the emergency air position between a spring leg of the clamp spring and a stop surface on one of the cams in order to achieve freedom from torsional play. The compensation spring manufactured as a stamped part is fixed on one of the cams, with a spring leaf in front of one of the stop surfaces, which, with its free leaf end under prestress, bears against a spring stop arranged at a distance from the stop surface and limiting the spring travel of the spring leaf.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Rückstellvorrichtung hat den Vorteil, daß die Spielfreiheit zwischen den Nocken und denThe reset device according to the invention has the advantage that the backlash between the cams and the
Federschenkeln der Klammerfeder in der Grundposition ohne Zusatzteile, die ihrerseits Fertigungs- und Montageaufwand auslösen, hergestellt ist und dabei die Kennlinie der Klammerfeder nicht verändert wird. Das erfindungsgemäße Einsenken des mindestens einen Schenkelabschnitts des mindestes einen Federschenkels kann wahlweise an dem Fixoder Mitnehmernocken vorgenommen werden, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hierfür ein Nocken ausgewählt und dieser unter Berücksichtigung maximal zulässiger Toleranzen in seiner in Drehrichtung desSpring legs of the spring clip in the basic position without additional parts, which in turn trigger manufacturing and assembly work, is produced and the characteristic curve of the clip spring is not changed. The lowering of the at least one leg section of the at least one spring leg according to the invention can optionally be carried out on the fixed or driving cam, a cam being selected for this in accordance with a preferred embodiment of the invention and this taking into account the maximum permissible tolerances in its direction of rotation
Mitnehmernockens gesehenen Breitenabmessung grundsätzlich breiter gemacht wird als der andere Nocken. Auch ist es möglich, einen oder beide Federschenkel mehr oder weniger tief in beide Nocken einzusenken, wodurch ebenfalls die spiellose Anlage der , Federschenkel an den Anschlagflächen der Nocken erreicht wird.Driving cam seen width dimension is basically made wider than the other cam. It is also possible to sink one or both spring legs more or less deeply into both cams, as a result of which the spring legs also rest without play on the stop surfaces of the cams.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Rückstellvorrichtung möglich. Das Einsenken des Schenkels in einen der Nocken zur Herstellung der Spielfreiheit zwischen den Nocken, läßt sich auf verschiedene Weise realisieren:Advantageous further developments and improvements of the reset device specified in claim 1 are possible through the measures listed in the further claims. The leg can be countersunk in one of the cams in order to ensure that there is no play between the cams:
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der den Schenkelabschnitt aufnehmende Nocken eine niedrigere Erweichungstemperatur als der Federschenkel auf und der Schenkelabschnitt ist über mindestens einen Teil seines Querschnitts in den Nocken eingeschmolzen. Da die Klammerfeder unter Vorspannung an dem Nocken anliegt, wird der Federschenkel auf die Anschlagfläche des Nockens aufgepreßt. Wird nunmehr der Nocken bis über seine Erweichungstemperatur erwärmt, so drückt die Federkraft den Federschenkel automatisch in den Nocken soweit ein, bis der über die Anschlagfläche des anderen Nocken sich erstreckende Schenkelabschnitt des Federschenkels an dieser Anschlagfläche des anderen Nockens anliegt. Damit sind beide Federschenkel zur Anlage an den insgesamt vier Anschlagflächen der beiden Nocken gebracht, und jedes Verdrehspiel zwischen den Nocken ist eliminiert.According to an advantageous embodiment of the invention, the cam receiving the leg section has a lower softening temperature than the spring leg and the leg section is melted into the cam over at least part of its cross section. Since the clamp spring rests against the cam under pretension, the spring leg is pressed onto the stop surface of the cam. If the cam is now heated to above its softening temperature, the spring force automatically presses the spring leg into the cam until the leg section of the spring leg extending over the stop surface of the other cam bears against this stop surface of the other cam. Both spring legs are thus brought into contact with the four stop surfaces of the two cams, and any torsional play between the cams is eliminated.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Federschenkel mit einer größeren Härte als der Nocken ausgebildet und in den Nocken eingeprägt. Das Einprägen erfolgt in der Grundposition der Nocken mittels eines in mindestens einem Punkt des einzuprägenden Schenkelabschnitts ansetzenden Prägewerkzeugs, das entweder eine definierte Kraft aufbringt oder die Federschenkel auf einen definierten Abstand zusammendrückt. Am Ende des Einprägevorgangs liegen auch hier beide Federschenkel in der Grundposition der Nocken auf deren insgesamt vier Anschlagflächen spiellos auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Einschmelzen durch Erwärmen eines Nockens zusammen mit dem Einprägen in den Nocken durch ein Prägewerkzeug durchgeführt werden.According to an alternative embodiment of the invention, the spring leg is designed with a greater hardness than the cam and is stamped into the cam. The embossing takes place in the basic position of the cams by means of an embossing tool which is applied in at least one point of the leg section to be embossed and which either applies a defined force or compresses the spring legs to a defined distance. At the end of the stamping process, both spring legs rest on the four stop surfaces without play in the basic position of the cams. According to a further embodiment of the invention, the melting can be carried out by heating a cam together with the stamping into the cam by means of a stamping tool.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 ausschnittweise eine perspektivische Ansicht einer Rückstellvorrichtung für eine Drosselklappe,1 is a partial perspective view of a reset device for a throttle valve,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in Fig. 1,2 is an enlarged view of section II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht von Klammerfeder und in Grundposition sich befindlichen Nocken derFig. 3 is a plan view of the spring clip and the cam in the base position
Rückstellvorrichtung bei noch zwischen den Nocken vorhandenem Verdrehspiel,Reset device with torsional play still present between the cams,
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung Pfeil IV in Fig. 3,4 is a view in the direction of arrow IV in FIG. 3,
Fig. 5 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 3 nach.Fig. 5 shows the same representation as in Fig. 3.
Beseitigen des Verdrehspiels zwischen denEliminate the backlash between the
Nocken,Cam,
Fig. 6 eine Ansicht in Richtung Pfeil VI in Fig. 5. Beschreibung des Ausführungsbeispiels6 is a view in the direction of arrow VI in Fig. 5th Description of the embodiment
Bei der in Fig. 1 ausschnittweise, perspektivisch dargestellten Vorrichtung zum Rückstellen eines Drehglieds in eine definierte Grundposition, ist das Drehglied eineIn the device for resetting a rotary member into a defined basic position, which is shown in perspective in FIG. 1, the rotary member is one
Drosselklappenwelle 11, die eine Drosselklappe 10 drehfest aufnimmt. Wie bekannt, ist die der Brennluftsteuerung einer Brennkraftmaschine dienende Drosselklappe 10 in einem hier nicht dargestellten Luftansaugstutzen der Brennkraftmaschine angeordnet und steuert durch mehr oder weniger weitesThrottle valve shaft 11, which receives a throttle valve 10 in a rotationally fixed manner. As is known, the throttle valve 10 which serves to control the combustion air of an internal combustion engine is arranged in an air intake of the internal combustion engine (not shown here) and controls it to a greater or lesser extent
Freigeben des Saugquerschnitts im Ansaugstutzen die von der Brennkraftmaschine angesaugte Verbrennungsluftmenge. Zum Drehen der Drosselklappenwelle 11 trägt diese einen starr auf ihr befestigten Mitnehmer 12, der von einem hier nicht dargestellten Antrieb betätigt wird. Üblicherweise weist der Mitnehmer 12 ein Zahnsegment auf, das mit einem auf der Abtriebswelle eines Elektromotors sitzenden Getriebe in Eingriff ist. In der Grundposition des Drehglieds nimmt die Drosselklappe 11 eine sog. Notluft- oder Notlaufposition ein, in der sie den Saugquerschnitt im Ansaugstutzen soweit drosselt, daß die angesaugte Verbrennungsluft lediglich einen Notlauf der Brennkraftmaschine zuläßt.Release the suction cross-section in the intake manifold the amount of combustion air drawn in by the internal combustion engine. To rotate the throttle valve shaft 11, it carries a driver 12 rigidly attached to it, which is actuated by a drive, not shown here. The driver 12 usually has a toothed segment, which is in engagement with a gear which is seated on the output shaft of an electric motor. In the basic position of the rotary member, the throttle valve 11 assumes a so-called emergency air or emergency running position, in which it throttles the suction cross section in the intake manifold to such an extent that the combustion air sucked in only permits emergency running of the internal combustion engine.
Die Rückstellvorrichtung weist einen die Grundposition des Drehglieds bzw. der Drosselklappenwelle 11 - und damit die Notluftposition der Drosselklappe 10 - vorgebenden, räumlich feststehenden Fixnocken 13, der beispielsweise an einem die Drosselklappenwelle 11 drehbar aufnehmenden Gehäuse ausgebildet sein kann, und einen am Mitnehmer 12 ausgebildeten Mitnehmernocken 14 auf, der am Mitnehmer 12 so angeordnet ist, daß er in beiden, in Fig. 5 durch Pfeil 15 angedeuteten Drehrichtungen an dem Fixnocken 13 vorbeibewegbar ist. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, erstreckt sich der Fixnocken 13 durch eine bogenförmige Ausnehmung 16 im Mitnehmer 12 hindurch, die koaxial zur Achse 17 der Drosselklappenwelle 11 angeordnet ist und sich über einen Drehbereich des Mitnehmers 12 erstreckt. Die Länge der Ausnehmung 16 begrenzt den Drehbereich des Mitnehmers 12. Sowohl auf dem Fixnocken 13 als auch auf dem Mitnehmernocken 14 sind in Drehrichtung gesehen auf voneinander abgekehrten Seiten jeweils eine Anschlagfläche 131, 132 bzw. 141, 142 ausgebildet.The resetting device has a spatially fixed fixed cam 13 which specifies the basic position of the rotary member or the throttle valve shaft 11 and thus the emergency air position of the throttle valve 10 and which can be formed, for example, on a housing which rotatably accommodates the throttle valve shaft 11, and a driver cam formed on the driver 12 14, which is arranged on the driver 12 so that it in both, in Fig. 5 by arrow 15th indicated directions of rotation past the fixed cam 13. As can be seen in FIG. 1, the fixed cam 13 extends through an arcuate recess 16 in the driver 12, which is arranged coaxially to the axis 17 of the throttle valve shaft 11 and extends over a rotational range of the driver 12. The length of the recess 16 limits the range of rotation of the driver 12. Both on the fixed cam 13 and on the driver cam 14, viewed in the direction of rotation, a stop surface 131, 132 or 141, 142 is formed on sides facing away from one another.
Zur Rückstellvorrichtung gehört ferner eine Klammerfeder 18, die hier als Schraubendrehfeder mit an den Federenden abgebogenen Federschenkeln 181, 182 ausgebildet ist. Die Klammerfeder 18 ist koaxial zum Mitnehmer 12 angeordnet, wobei sich ihre Federschenkel 181, 182 quer zur Achse 17 des Mitnehmers 12 bzw. der Drosselklappenwelle 11 erstrecken. Die Klammerfeder 18 umklammert mit ihren Federschenkeln 181, 182 den Fixnocken 13 und den Mitnehmernocken 14 mit Vorspannung und fixiert die Grundposition der Rückstellvorrichtung, aus der heraus durch Verdrehen des Mitnehmers 12 in die eine oder andere Drehrichtung die Drosselklappenwelle 11 mit Drosselklappe 10 unter Spannen der Klammerfeder 18 verdreht werden kann. Jeder Federschenkel 181 bzw. 182 übergreift in der in Fig. 1 dargestellten Grundposition der Rückstellvorrichtung eine Anschlagfläche 131 bzw. 132 am Fixnocken 13 und eine Anschlagfläche 141 bzw. 142 am Mitnehmernocken 14. Bei Verdrehen aus der Grundposition wird je nach Drehrichtung des Mitnehmers 12 der Federschenkel 181 oder 182 von der Anschlagfläche 141 oder 142 des Mitnehmernockens 14 mitgenommen, während sich der andere Federschenkel 182 oder 181 an der Anschlagfläche 132 oder 131 des Fixnockens 13 abstützt.The resetting device also includes a clamp spring 18, which is designed here as a helical torsion spring with spring legs 181, 182 bent at the spring ends. The clamp spring 18 is arranged coaxially with the driver 12, with its spring legs 181, 182 extending transversely to the axis 17 of the driver 12 or the throttle valve shaft 11. The clamp spring 18 clamps with its spring legs 181, 182 the fixed cam 13 and the driver cam 14 with pretension and fixes the basic position of the reset device, from which, by rotating the driver 12 in one or the other direction of rotation, the throttle valve shaft 11 with throttle valve 10 while tensioning the clamp spring 18 can be rotated. In the basic position of the resetting device shown in FIG. 1, each spring leg 181 or 182 overlaps a stop surface 131 or 132 on the fixed cam 13 and a stop surface 141 or 142 on the driver cam 14. When the driver 12 is rotated from the basic position, the stop 12 becomes Spring leg 181 or 182 from the stop surface 141 or 142 of the Carrier cam 14 carried, while the other spring leg 182 or 181 is supported on the stop surface 132 or 131 of the fixed cam 13.
Durch Fertigungstoleranzen kann in der Grundposition der Rückstellvorrichtung ein Verdrehspiel s zwischen der Klammerfeder 18 und den Nocken 13, 14 auftreten, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wenn die Federschenkel 181 und 182 nicht an allen vier Anschlagflächen 131, 132 und 141, 142 der Nocken 13, 14, sondern nur an drei Anschlagflächen anliegen. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Schenkel 182 der Klammerfeder 18 an den Anschlagflächen 132 und 142 von Fixnocken 13 und Mitnehmernocken 14 und der Federschenkel 181 der Klammerfeder 18 wegen zu geringer Breite des Fixnockens 13 nur an der Anschlagfläche 141 des Mitnehmernockens 14 an. Die Klammerfeder 18 - und damit Mitnehmernocken 14 und Drehglied - kann sich in der Grundposition gegenüber dem Fixnocken 13 um das Spiel s verdrehen.Manufacturing tolerances can cause a backlash s between the clamp spring 18 and the cams 13, 14 in the basic position of the reset device, as shown in FIG. 3, if the spring legs 181 and 182 do not touch all four stop surfaces 131, 132 and 141, 142 the cams 13, 14, but only rest on three stop surfaces. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the leg 182 of the clamp spring 18 bears against the stop surfaces 132 and 142 of fixed cams 13 and driver cams 14 and the spring leg 181 of the clamp spring 18 only bears against the stop surface 141 of the driver cam 14 due to the width of the fixed cam 13 being too small , The clamp spring 18 - and thus driver cams 14 and rotary member - can rotate in the basic position relative to the fixed cam 13 for the game s.
Um dieses für die Brennluftregelung in der Notluftposition störende Spiel in der Grundposition der Rückstellvorrichtung zu beseitigen, ist der Federschenkel 181 mit seinem über die Anschlagfläche 141 des Mitnehmernockens 14 sich erstreckenden Schenkelabschnitt in den Mitnehmernocken 14 soweit eingesenkt, daß sein sich an diesem Schenkelabschnitt anschließender, den Fixnocken 13 übergreifender weiterer Schenkelabschnitt in der Grundposition der Rückstellvorrichtung an der Anschlagfläche 131 des Fixnockens 13 spiellos anliegt. Dieses Eingesenktsein des Federschenkels 181 ist in Fig. 5 in Draufsicht und in Fig. 6 in Vorderansicht zu sehen. In Fig. 2 ist der in dem Mitnehmernocken 14 eingesenkte Federschenkel 181 vergrößert und perspektivisch dargestellt. Das Einsenken des Federschenkels 181 kann dabei grundsätzlich wahlweise in jeden der beiden Nocken 13, 14 erfolgen, je nachdem an welchem Nocken das vorhandene Spiel beseitigt werden muß. Für einen definierten Fertigungsprozeß wird aber der den Schenkelabschnitt aufnehmende Nocken 13 oder 14 zuvor ausgewählt und in seiner in Drehrichtung des Mitnehmers 14 gesehenen Breite so ausgeführt, daß er unter Berücksichtigung maximal zulässiger Toleranzen immer breiter ist als der andere Nocken 14 oder 13.In order to eliminate this backlash for the combustion air control in the emergency air position in the basic position of the resetting device, the spring leg 181 with its leg section extending over the stop surface 141 of the driving cam 14 is recessed into the driving cam 14 to such an extent that it adjoins this leg section Another leg section spanning fixed cams 13 bears without play in the basic position of the reset device on the stop surface 131 of the fixed cam 13. This depression of the spring leg 181 is in plan view in FIG. 5 and in in FIG. 6 To see front view. 2, the spring leg 181 countersunk in the driver cam 14 is enlarged and shown in perspective. The lowering of the spring leg 181 can in principle take place optionally in each of the two cams 13, 14, depending on which cam the existing play must be eliminated. For a defined manufacturing process, however, the cam 13 or 14 receiving the leg section is selected beforehand and its width seen in the direction of rotation of the driver 14 is such that it is always wider than the other cam 14 or 13, taking into account maximum permissible tolerances.
Das Einsenken des Federschenkels in den breiteren Nocken, im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - 5 des Federschenkels 181 in den Mitnehmernocken 14, kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden :The spring leg can be countersunk in the wider cams, in the exemplary embodiment in FIGS. 1-5 of the spring leg 181 in the driver cams 14, in various ways:
Der den Schenkelabschnitt aufnehmende Nocken, im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - 5 der Mitnehmernocken 14, wird aus einem Material mit niedrigerer Erweichungstemperatur als der Federschenkel 181 gefertigt. Nach Montage der Rückstellvorrichtung liegt - wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist - unter der Vorspannkraft der Klammerfeder 18 der Federschenkel 182 an der Anschlagfläche 132 des Fixnockens 13 und an der Anschlagfläche 142 des Mitnehmernockens 14 an, . während der Federschenkel 181 der Klammerfeder 18 lediglich an der Anschlagfläche 141 des breiter ausgeführten Mitnehmernockens 14 anliegt und gegenüber der Anschlagfläche 131 des schmaleren Fixnockens 13 den Spaltabstand s aufweist. Wird nunmehr der Mitnehmernocken 14 über seine Erweichungstemperatur erwärmt, so schmilzt der mit Vorspannkraft der Klammerfeder 18 auf die Anschlagfläche 141 des Mitnehmernockens 14 aufdrückende Federschenkel 181 soweit in den Mitnehmernocken 14 ein, bis der Schenkel 181 mit seinem anderen Schenkelabschnitt an der Anschlagfläche 131 des Fixnockens 13 zur Anlage kommt, wie dies in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Damit liegen beide Federschenkel 181, 182 an allen vier Anschlagflächen 131, 141, 132, 142 von FixnockenThe cam receiving the leg section, in the exemplary embodiment of FIGS. 1-5 of the driving cams 14, is made of a material with a lower softening temperature than the spring leg 181. After installation of the resetting device, as shown in FIGS. 3 and 4, the spring leg 182 bears against the stop surface 132 of the fixed cam 13 and against the stop surface 142 of the driving cam 14 under the pretensioning force of the clamp spring 18. while the spring leg 181 of the clamp spring 18 rests only on the stop surface 141 of the wider driving cam 14 and has the gap distance s relative to the stop surface 131 of the narrower fixed cam 13. Now the driver cam 14 over his When the softening temperature is warmed, the spring leg 181 pressing on the stop surface 141 of the driver cam 14 with the biasing force of the clamp spring 18 melts into the driver cam 14 until the leg 181 with its other leg section comes into contact with the stop surface 131 of the fixed cam 13, as in FIG 5 and 6 is shown. Both spring legs 181, 182 are thus located on all four stop surfaces 131, 141, 132, 142 of fixed cams
13 und Mitnehmernocken 14 an, und in der Grundposition der Rückstellvorrichtung ist jegliches Spiel zwischen13 and driving cams 14, and in the basic position of the reset device there is any play between
Klammerfeder 18 und Nocken 13, 14 unterdrückt.Clamp spring 18 and cams 13, 14 suppressed.
Das Einsenken des Federschenkels 181 mit seinem die Anschlagfläche 141 übergreifenden Schenkelabschnitt in den Mitnehmer 14 kann auch in der Weise realisiert werden, daß der Schenkel 181 mit einer größeren Härte als der Mitnehmernocken 14 ausgeführt ist und in den MitnehmernockenThe lowering of the spring leg 181 with its leg portion overlapping the stop surface 141 into the driver 14 can also be realized in such a way that the leg 181 is made with a greater hardness than the driver cam 14 and in the driver cam
14 eingeprägt wird. Die Einprägung erfolgt mittels eines Prägewerkzeugs, das an einem oder mehreren Punkten des über die Anschlagfläche 141 des Mitnehmernockens 14 sich erstreckenden Schenkelabschnitts mit einer definierten Kraft ansetzt oder die Federschenkel 181, 182 mit einer entsprechend großen Kraft auf einen definierten Abstand zusammenpreßt. Dieses Einprägen des Federschenkels 181 führt zu dem gleichen Ergebnis der teilweisen Einsenkung des14 is impressed. The embossing takes place by means of an embossing tool which attaches to one or more points of the leg section extending over the stop surface 141 of the driving cam 14 with a defined force or presses the spring legs 181, 182 together with a correspondingly large force to a defined distance. This stamping of the spring leg 181 leads to the same result of the partial depression of the
Federschenkels 181 in den Mitnehmernocken 14, wie dies in , Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Selbstverständlich ist es möglich, den Einprägvorgang mit einer Erwärmung des Mitnehmernockens 14 zu kombinieren. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können Fixnocken 13 und Mitnehmernocken 14 in ihrer Lage vertauscht werden, so daß der Fixnocken 13 außen und der Mitnehmernocken 14 innen, nahe der Klammerfeder 18 liegt. Das Einsenken kann mit jedem Federschenkel 181 oder 182 in jeden Nocken 13 oder 14 vorgenommen werden. Bei einem extremen Spiel s in der Grundposition der Rückstellvorrichtung können auch beiden Federschenkel 181 und 182 in den gleichen Nocken 13 oder 14 auf beiden Anschlagflächen 131 und 132 oder 141 und 142 eingesenkt werden. Auch ist es möglich, beide Federschenkel 181 und 182 in alle vier Anschlagflächen 131, 132, 141, 142 mehr oder weniger tief so einzusenken, daß das Spiel s beseitigt ist. Der Drahtquerschnitt der Klammerfeder 18 bzw. der Federschenkel 181, 182 kann eine beliebige Form oder Größe aufweisen.Spring legs 181 in the driver cams 14, as shown in, FIGS. 5 and 6. Of course, it is possible to combine the embossing process with heating of the driving cam 14. The invention is not limited to the exemplary embodiment described. In this way, fixed cams 13 and driver cams 14 can be interchanged in position, so that the fixed cam 13 on the outside and the driver cam 14 on the inside, close to the clamp spring 18. The sinking can be carried out with each spring leg 181 or 182 in each cam 13 or 14. In the event of an extreme play s in the basic position of the reset device, both spring legs 181 and 182 can also be sunk into the same cams 13 or 14 on both stop surfaces 131 and 132 or 141 and 142. It is also possible to sink both spring legs 181 and 182 more or less deeply into all four stop surfaces 131, 132, 141, 142 so that the play s is eliminated. The wire cross section of the clamp spring 18 or the spring legs 181, 182 can have any shape or size.
Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung zum Rückstellen eines Drehglieds ist nicht auf die Brennluftsteuerung einer Brennkraftmaschine mittels Drosselklappe beschränkt. So kann das Drehglied auch eine Schwenkwelle einer mit dieser fest verbundenen Abgasklappe sein, die in einer Abgasrückführleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und die der Ansaugluft der Brennkraftmaschine zugeführte Abgasmenge dosiert. The application of the described device for resetting a rotary member is not limited to the combustion air control of an internal combustion engine by means of a throttle valve. Thus, the rotary member can also be a swivel shaft of an exhaust gas flap which is fixedly connected to this, which is arranged in an exhaust gas recirculation line of the internal combustion engine and which metered amount of exhaust gas supplied to the intake air of the internal combustion engine.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung zum Rückstellen eines Drehglieds in eine definierte Grundposition, mit einem die Grundposition vorgebenden, räumlich feststehenden Fixnocken (13) und einem mit dem Drehglied gekoppelten, am Fixnocken (13) vorbeibewegbaren Mitnehmernocken (14), von denen jeder auf voneinander abgekehrten Seiten je eine1.Device for resetting a rotating member into a defined basic position, with a fixed cam (13) which specifies the basic position and a driving cam (14) which is coupled to the rotating member and which can be moved past the fixed cam (13), each of which on opposite sides a
Anschlagfläche (131, 132, 141, 142) aufweist, und mit einer Klammerfeder (18), die mit zwei abgebogenen, jeweils über die Anschlagflächen (131, 132, 141, 142) der Nocken (13, 14) hinwegreichenden Federschenkeln (181, 182) die Nocken (13, 14) unter Vorspannung umklammert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federschenkel (181) mit mindestens einem Schenkelabschnitt in mindestens einem der Nocken (14) soweit eingesenkt ist, daß er in der Grundposition mit einem den anderen Nocken (13) übergreifendenStop surface (131, 132, 141, 142), and with a clamp spring (18), which with two bent, each over the stop surfaces (131, 132, 141, 142) of the cams (13, 14) extending spring legs (181, 182) clutching the cams (13, 14) under pretension, characterized in that at least one spring leg (181) with at least one leg section is recessed in at least one of the cams (14) to such an extent that in the basic position it is in contact with the other cams ( 13) overarching
Schenkelabschnitt an der Anschlagfläche (131) des anderen Nockens (13) spiellos anliegt.Leg portion abuts the stop surface (131) of the other cam (13) without play.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schenkelabschnitt aufnehmende Nocken (14) eine niedrigere Erweichungstemperatur als der Federschenkel (181) aufweist und daß der Schenkelabschnitt des Federschenkels (181) über mindestens einen Teil seines Querschnitts in den Nocken (14) eingeschmolzen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the cam portion receiving the leg portion (14) has a lower softening temperature than the spring leg (181) and that the leg portion of the spring leg (181) is melted into the cam (14) over at least part of its cross section.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschmelzung durch Erwärmen bewirkt ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the melting is effected by heating.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Federschenkel (181) mit einer größeren Härte als der Nocken (14) ausgebildet und in den Nocken (14) eingeprägt ist.4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the at least one spring leg (181) is formed with a greater hardness than the cam (14) and is impressed in the cam (14).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung durch ein an mindestens einem Punkt des Schenkelabschnitts angesetztes Prägewerkzeug bewirkt ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the embossing is effected by an embossing tool attached to at least one point of the leg section.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug mit einer definierten Kraft an dem Schenkelabschnitt angreift.6. The device according to claim 5, characterized in that the embossing tool acts on the leg portion with a defined force.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug die Federschenkel (181, 182) auf einen definierten Abstand zusammendrückt.7. The device according to claim 5, characterized in that the embossing tool compresses the spring legs (181, 182) to a defined distance.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schenkelabschnitt aufnehmende Nocken (14) mit einer in Drehrichtung des Mitnehmernockens (14) gesehenen Breite ausgeführt ist, die unter Berücksichtigung zulässiger Toleranzen größer ist als die Breite des anderen Nockens (13) . 8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the leg portion receiving the cam (14) is designed with a width in the direction of rotation of the driving cam (14), which is greater than the width of the other cam, taking allowable tolerances into account (13).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerfeder (18) als zylindrische Schraubendrehfeder ausgebildet und koaxial zum Drehglied angeordnet ist.9. Device according to one of claims 1-8, characterized in that the clamp spring (18) is designed as a cylindrical helical torsion spring and is arranged coaxially to the rotary member.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine .10. Device according to one of claims 1-9, characterized by its use for controlling an internal combustion engine.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehglied mit einer Abgasklappe in einer Abgasrückführleitung der Brennkraftmaschine verbunden ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the rotary member is connected to an exhaust valve in an exhaust gas recirculation line of the internal combustion engine.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehglied mit einer Drosselklappe (10) in einen Luftansaugstutzen der Brennkraftmaschine verbunden ist.12. The apparatus according to claim 10, characterized in that the rotary member is connected to a throttle valve (10) in an air intake of the internal combustion engine.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundposition des Drehglieds einer Notlaufposition der Brennkraftmaschine entspricht. 13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the basic position of the rotary member corresponds to an emergency running position of the internal combustion engine.
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