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FHehkraftversteller, insbesondere zur Veränderung des Zünd- bzw. Einspritzzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen
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sondere zur Veränderung des Zünd- bzw. Einspritz- zeitpunktes bei Brennkraftmaschinen unter Verwendung von Exzenterscheiben, an denen Fliehgewichte angreifen. Die Veränderung des Zündbzw. Einspritzzeitpunktes ist nötig, um den Zündverzug, der sich mit zunehmender Drehzahl über einen grösser werdenden Kurbelwinkel erstreckt, auszugleichen.
Es sind Fliehkraiftversteüer bekanntgeworden, bei denen eine Exzenterscheibe in einer Verstellseite drehbar gelagert ist, während ein auf ihr exzentrisch angeordneter Bolzen in einem Schlitz einer die andere Verstellseite bildenden Scheibe gleitet.
Bei einem andern Vorschlag ist der das Fliehgewicht tragende Exzenter gleichfalls nur in einer Verstellerseite gelagert, während er über einen
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die Gleitbahnen für die Versteller schwierig herzustellen und ihre Eingriffsflächen überdies stellungsabhängig, so dass sich auf den Gleitbahnen infolge des stossweisen Arbeitsvorganges von Einspritzpumpen verhältnismässig rasch Abnützungsstufen bil- den, welche die Arbeitsweise des Verstellers ungünstig beeinflussen.
Bei einem bekannten Fliehkraftversteller bildet der Kupplungsflansch mit dem antriebsflansch und einem zwischen ihren äusseren Rändern vorgesehenen Ring das Gehäuse für eine gerade Zahl gleichgeformter Fliehgewichte und gleichgeformter Führungsstücke oder Anschläge für die Reglergewichte, doch ist der Kupp1ungsssa. nseh gegen den AbtriebsHansch verdrehbar angeordnet. Das bloss eine Abschirmung gegen ÖIaustritt bildende Gehäuse muss daher am grössten Durchmesser an den Gleitflächen dicht gehalten wercten, was nachteilig ist, wobei durch Anordnung von Dichtungen überdies die Arbeitsweise des Verstellers durch die den Verstellerkräften entgegenwirkende Reibungskraft beeinträchtigt werden'kann.
Ein gleichfalls mit Exzenterscheiben und Fliehgewichten arbeitender Versteller baut auf einem Stand der Technik auf, nach welchem die Fliehgewichte über je eine Lasche auf die beiden gegeneinander zu verdrehenden Verstellerseiten wirken oder jedes Fliehgewioht mit seinen beiden Ge- lenkstucken eine aus drei Gliedern bestehende Kette bildet, deren Enden an den gegeneinander zu verdrehenden Verstellerseiten angelenkt sind. Bei dem erwähnten Versteller bestehen die beiden Gelenkstücke aus Exzenterscheiben, die an ihrem Umfang versetzt zueinander je in einer der beiden Verstelerseeiten gelagert aimd und eine gemeinsame Exzenterachse haben, an der das Fliehgewicht angreift. Die grundsätzliche Anordnung ist dabei
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die Fliehkraft angreift, wobei sich wiederum eine aus drei Gliedern bestehende Kette ergibt.
Bei Bewegung der Exzenterachse unter dem Einfluss der Fliehkraft drehen sich di, e Exzenterscheiben, wobei ihre Mittelpunkte sich voneinander entfernen und dabei den Winkel, den die beiden Hebel miteinander bilden, vergrössern. Das Prinzip besteht also darin, dass bei verschiedenen Winkelstellungen der Gelenkkette die beiden Mittelpunkte der Gelenkscheiben mehr oder weniger zueinander ver- ändert werden. Die Nabe der angetriebenen Welle ist beidseitig in den kleinen Bohrungen des Gehäuses drehbar gelagert, wodurch an zwei Stellen auf genaue Passdurchmesser'bearbeitete Lagerstel- len vorgesehen werden müssen, die bei dem vorhandenen kleinen Abstand von der Welle kaum ausreichend geschmiert wenden, weil beim Umlauf des Verstellers sich das Schmiermittel an den äussersten Teilen sammelt.
Versteller an Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen sind sehr starken Drehmomentschwankungen ausgesetzt, die von der Pumpe ausgelöst werden und von den Druckunterschieden während eines Arbeitsspieles (Saug- und Druckhuib) herrühren. Im tatsächlichen Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine. wird über diese Beeinflussung
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hinaus noch mit unterschiedlichen Einspritzmengen gefahren (Leerlauf, Teillast, Vollast), so dass diese Drehmomentschwankungen noch erheblich vergrössert werden. Ein Fliehkraftversteller soll aber lediglich auf Drehzahländerungen ansprechen.
Voraussetzung für einen einwandfreien Betrieb ist deshalb, dass das Verstellprinzip so arbeitet, dass
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des Verstellwinkels des Verstellers aufgenommen werden können.
Ein weiterer Nachteil des zuletzt geschilderten, bekannten Verstellers besteht darin, dass er diesem Erfordernis nur in einem äusserst kleinen Verstell- bereich entsprechen kann. Denn die unterschiedlichen Drehmomentschwankungen kann nur ein VsrAeller verschlucken, welcher eine Selbsthemmung besitzt. Diese hat der bekannte Versteller vorzüglich nur dann, wenn Gewichtsangriffspunkt und Exzenterscheibendrehpunkte eine Gerade bilden. Dieser Zustand wird erreicht für den grössten Verstellwinkel bei Höchstdrehzahl, äusserster radialer Gewichtslage und somit bei grösster Fliehkraft der Fliehgewichte.
Bei sich verringernder Drehzahl werden, die Fliehkräfte kleiner, es stehen also geringere Verstellkräfte zur Verfügung, die nach innen wandernden Gewichte ergeben eine Auslenkung des Kettengliedes nach innen und'dadurch eine verringerte Selbsthemmung. Bei kleinen Drehzahlen stehen also nur geringe Verstellkräfte zur Verfügung, die nun infolge der geringen Selbsthemmung auf ein labiles System wirken.
Die Erfindung bezweckt, die angeführten Nachteile der bekannten Fliehkraftversteller zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass ein einziger Verstellexzenter für jedes. Fliehgewicht in beiden Verstellerseiten drehbar gelagert ist, wobei die Lagerung in einer der Verstellerseiten durch einen in einer Bohrung des Verstellexzenters drehbar gelagerten Ausgleichsexzenter vermittelt ist. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine kreisrunde Scheibe bei ihrer Lage. rung in einem Exzenterpunkt mit ihrem zentrischen Mittelpunkt eine Kreisbewegung um die exzentrische Aufhängung beschreibt.
Diese Kreisbewegung wird erssndungsgemäss unmittelbar für
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arbeit aber tatsächlich leisten kann, ist auf dem Exzenterlagerpunkt der Exzenterscheibe zur Vermeidung einer Blockierung ein Ausgleichsexzenter angeordnet, der lediglich die Aufgabe hat, die Bogenhöhe auszugleichen, die der Verstellexzenter um seinen Mittelpunkt beschreiben will. Der Hauptvorteil der Bauart gemäss der Erfindung besteht darin, dass Gleitbahnen, wie sie bei bekannten Verstellvorrichtungen vorgesehen sind, durch die Ausbildung von Exzenterscheiben und Bohrungen vermieden sind, so dass die Bearbeitung der Teile wesentlich einfacher ist und auch die erwähnten Abnützungsstufen gänzlich vermieden sind.
Die Selbsthemmung der Verstellexzenter- scheibe wird durch das Verhältnis ihres Aussendurchmessers zur Exzentrizität ihrer Lagerung bestimmt, d. h. je grösser der Durchmesser der Scheibe und je kleiner die Exzentrizität ist, umso sicherer ist die Selbsthemmung gewährleistet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Verstellexzenter mit seinem Ausgleichsexzenter einerseits um einen festen Bolzen des Gehäuses'sowie anderseits in einer festen Nabe der angetriebenen Welle drehbar und es greift an einem exzentrischen Bolzen des Verstellexzenters ein Fliehgewicht an. Zur Erreichung des Massenaugleiches ist die Anoitdnung) von vorzugsweise zwei Verstelleinheiten vorteilhaft.
In Ausgestaltung der Erfindung bildet das Gehäuse mit dem Kupplungsflansch der Antriebswelle eine Baueinheir, wodurch sich eine einfache Abdich-
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Flieh : kraftverstellersterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Nabe des Verstellers einseitig in der grössten Bohrung des Gehäuses drehbar gelagert. Bei sämtlichen bekannten Verstellern ist die Verstellerseite im Gehäuse entweder an zwei Stellen oder aber durchgehend über die ganze Länge gelagert, was den Nachteil axial langer Verstellscheiben hat. Durch
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Gehäuses ist eine besonders einfache Anordnung gewährleistet und die Schmierung beim Betrieb des Verstellers stets sidhergestellt. Die axiale Begrenzung der Nabe erfolgt mittels der Fliehgewichte.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform darge- stellt. Fig. 1 zeigt den Fliehkraftversteller in Drauf- sicht bei abgenommenem Kupplungsflansch in teilweisem Schnitt, die Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien C-D bzw. A-B der Fig. 1.
Der Versteller ist als Verbindungsglied zwischen der nicht dargestellten Antriebswelle und der zu verstellenden Welle 11 angeordnet. Die Kraftüber- tragung von der brennkraftmaschinenseitigen An- triebswelle auf das Verstellergehäuse 1 erfolgt über Klauen des Kupplungsflansches 2, der mit dem Verstellergehäuse 1 eine Baueinheit bildet. In der Gehäusebohrung ist die Nabe 3 gelagert, die auf der Welle 11 befestigt ist. Die Verbindung zwischen Nabe und Gehäuse wird durch zwei in der Nabe drehbar gelagerte Verstellexzenter 4 herbeigeführt, die über ausgleichsexzenter 5 um den Bolzen 6 des Gehäuses drehbar sind.
Hiedurch ist eine Verbindung von der Antriebswelle zu der zu verstellenden Welle 11 geschaffen, wobei die Ausgleichsexzenter 5 zum Ausgleich der Bogenhöhe dienen, die die Mittelpunkte der Verstellexzenter 4 erreichen würden, wenn sie sich um die Zapfen 6 ohne Ausgleichsexzenter 5 drehen würden. Die Verstellexzenterscheiben 4 tragen ausserdem noch über die in ihnen drehbar gelagerten Bolzen 7 ein Gewichtspaar 8, das durch die
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Bolzen 9 geführt und durch die Federn 10 in seiner Ruhelage gehalten wird.
Wird der Versteller in Drehung versetzt, so wandern die Gewichte 8 durch die Fliehkraft entgegen der Federkraft 10 radial nach aussen, drehen die Verstellexzenterscheiben 4 über die Ausgleichsexzenter 5 um die im Gehäuse 1 festen Bolzen 6 und bewirken dadurch eine Verdrehung der Nabe 3 gegenüber dem Gehäuse I. Je nach der Drehzahl, d. h. nach der Grösse der Fliehkraft kommt somit die entsprechende Verdrehung der beiden Wellen zueinander zustande. Es eilt die angetriebene Welle der treibenden Welle in Drehrichtung voraus. Die Verstellung kann durch die Federn 10 für die gewünschten Drehzahlbereiche abgestimmt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftversteller zur drehzahlabhängigen Änderung der gegenseitigen Drehlage zweier gleichachsiger Wellen, insbesondere zur Veränderung des Zünd-bzw. EinspDitzzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen unter Verwendung von Exzenterscheiben, an denen Fliehgewichte angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Verstel- exzenter (4) für jedes Fliehgewicht in beiden Verstellerseiten drehbar gelagert ist, wobei die Lagerung in einer der Verstellerseiten durch einen in einer Bohrung des Verstellexzenters (4) drehbar gelagerten AUlsgleichsexzenter (5) vermittelt ist.
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F power adjuster, in particular for changing the ignition or injection point in internal combustion engines
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especially for changing the ignition or injection timing in internal combustion engines using eccentric disks on which flyweights attack. The change in the ignition or The point of injection is necessary in order to compensate for the ignition delay, which extends over an increasing crank angle with increasing speed.
Centrifugal force steering devices have become known in which an eccentric disk is rotatably mounted in an adjustment side, while a bolt arranged eccentrically on it slides in a slot of a disk forming the other adjustment side.
In another proposal, the eccentric bearing the centrifugal weight is also only supported in one side of the adjuster, while it has a
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the slideways are difficult to manufacture for the adjuster and their engagement surfaces are also position-dependent, so that wear levels develop relatively quickly on the slideways as a result of the intermittent operation of injection pumps, which adversely affect the functioning of the adjuster.
In a known centrifugal adjuster, the coupling flange with the drive flange and a ring provided between its outer edges forms the housing for an even number of identically shaped flyweights and identically shaped guide pieces or stops for the regulator weights, but the coupling is a. Nseh arranged to be rotatable against the output flange. The housing, which merely forms a shield against oil leakage, must therefore be kept tight at the largest diameter on the sliding surfaces, which is disadvantageous, and the arrangement of seals can also impair the operation of the adjuster due to the frictional force counteracting the adjuster forces.
An adjuster, which also works with eccentric disks and flyweights, is based on the state of the art, according to which the flyweights act via a tab on the two adjuster sides to be rotated against each other or each Fliehgewioht with its two articulations forms a chain consisting of three links Ends are hinged to the adjuster sides to be rotated against each other. In the aforementioned adjuster, the two joint pieces consist of eccentric disks which, offset from one another on their circumference, are mounted in one of the two adjustment sides and have a common eccentric axis on which the flyweight acts. The basic arrangement is there
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the centrifugal force attacks, which in turn results in a chain consisting of three links.
When the eccentric axis moves under the influence of centrifugal force, the eccentric disks rotate, their center points moving away from each other and thereby increasing the angle that the two levers form with each other. The principle therefore consists in the two center points of the joint disks being more or less changed with respect to one another with different angular positions of the joint chain. The hub of the driven shaft is rotatably mounted on both sides in the small bores of the housing, which means that bearing points machined to an exact fit diameter have to be provided at two points, which, given the small distance from the shaft, are hardly sufficiently lubricated because the Adjuster, the lubricant collects on the outermost parts.
Adjusters on injection pumps for internal combustion engines are exposed to very strong torque fluctuations, which are triggered by the pump and result from the pressure differences during a work cycle (suction and pressure stroke). In the actual working range of the internal combustion engine. is influencing about this
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In addition, different injection quantities were used (idling, part load, full load), so that these torque fluctuations are still considerably increased. A centrifugal adjuster should only respond to changes in speed.
A prerequisite for perfect operation is therefore that the adjustment principle works so that
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the adjustment angle of the adjuster can be recorded.
Another disadvantage of the known adjuster described last is that it can only meet this requirement in an extremely small adjustment range. Because the different torque fluctuations can only swallow a VsrAeller, which has a self-locking. The well-known adjuster only has this when the weight application point and the eccentric disk pivot point form a straight line. This state is achieved for the largest adjustment angle at maximum speed, extreme radial weight position and thus with the greatest centrifugal force of the flyweights.
As the speed decreases, the centrifugal forces become smaller, so there are lower adjustment forces available, the inwardly moving weights result in an inward deflection of the chain link and thereby reduced self-locking. At low speeds, therefore, only small adjusting forces are available, which now act on an unstable system due to the low self-locking.
The aim of the invention is to avoid the stated disadvantages of the known centrifugal adjuster and essentially consists in the fact that a single adjusting eccentric for each. The centrifugal weight is rotatably mounted in both adjuster sides, the bearing in one of the adjuster sides being mediated by a compensating eccentric rotatably mounted in a bore of the adjusting cam. The invention is based on the idea that a circular disc in its position. tion in an eccentric point with its central center describes a circular movement around the eccentric suspension.
This circular movement is according to the invention directly for
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but can actually do work, a compensating eccentric is arranged on the eccentric bearing point of the eccentric disk to avoid blocking, which only has the task of compensating for the arc height that the adjusting eccentric wants to describe around its center. The main advantage of the design according to the invention is that slideways, as provided in known adjustment devices, are avoided by the formation of eccentric disks and bores, so that the machining of the parts is much easier and the aforementioned levels of wear are completely avoided.
The self-locking of the adjusting eccentric disk is determined by the ratio of its outside diameter to the eccentricity of its mounting, i.e. H. the larger the diameter of the disc and the smaller the eccentricity, the more reliably the self-locking is guaranteed.
In an advantageous embodiment of the invention, the adjusting eccentric with its compensating eccentric can be rotated on the one hand around a fixed bolt of the housing and on the other hand in a fixed hub of the driven shaft and a flyweight engages an eccentric pin of the adjusting eccentric. In order to achieve equality of mass, the arrangement of preferably two adjustment units is advantageous.
In an embodiment of the invention, the housing forms a structural unit with the coupling flange of the drive shaft, whereby a simple sealing
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Flieh: In a more powerful embodiment of the invention, the hub of the adjuster is rotatably mounted on one side in the largest bore in the housing. In all known adjusters, the adjuster side is mounted in the housing either at two points or continuously over the entire length, which has the disadvantage of axially long adjusting disks. By
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Housing ensures a particularly simple arrangement and lubrication is always provided when the adjuster is in operation. The hub is axially limited by means of the flyweights.
The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing. 1 shows the centrifugal adjuster in top view with the coupling flange removed in partial section, FIGS. 2 and 3 show sections along the lines C-D and A-B of FIG.
The adjuster is arranged as a connecting member between the drive shaft (not shown) and the shaft 11 to be adjusted. The power transmission from the drive shaft on the internal combustion engine side to the adjuster housing 1 takes place via claws of the coupling flange 2, which forms a structural unit with the adjuster housing 1. The hub 3, which is fastened on the shaft 11, is mounted in the housing bore. The connection between the hub and the housing is brought about by two adjusting eccentrics 4 which are rotatably mounted in the hub and which can be rotated about the bolt 6 of the housing via compensating eccentrics 5.
This creates a connection from the drive shaft to the shaft 11 to be adjusted, the compensating eccentrics 5 being used to compensate for the arch height that the center points of the adjusting eccentrics 4 would reach if they were to rotate around the pin 6 without the compensating eccentric 5. The adjusting eccentric disks 4 also carry a weight pair 8 via the bolts 7 rotatably mounted in them, which by the
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Bolt 9 is guided and held by the springs 10 in its rest position.
If the adjuster is set in rotation, the weights 8 move radially outward against the spring force 10 by centrifugal force, rotate the adjusting eccentric disks 4 via the compensating eccentrics 5 around the bolts 6 fixed in the housing 1 and thereby cause the hub 3 to rotate relative to the housing I. Depending on the speed, d. H. Depending on the size of the centrifugal force, the corresponding rotation of the two shafts relative to one another occurs. The driven shaft leads the driving shaft in the direction of rotation. The adjustment can be adjusted by the springs 10 for the desired speed ranges.
PATENT CLAIMS:
1. Centrifugal adjuster for speed-dependent change of the mutual rotational position of two coaxial shafts, in particular for changing the ignition or. EinspDitzzeitpunktes in internal combustion engines using eccentric disks on which flyweights act, characterized in that a single adjusting eccentric (4) for each flyweight is rotatably mounted in both adjuster sides, the bearing in one of the adjuster sides by a one in a bore of the adjusting cam ( 4) rotatably mounted compensating eccentric (5) is conveyed.