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Einrichtung zur Verhütung des Schwingens der Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verhütung des Schwingens der Regelstange einer
Kraftstoffeinspritzpumpe für Verbrennungsmotoren in Verbindung mit einem Fliehkraftregler, dessen
Schwunggewichte unter Einwirkung der Fliehkraft gegen die Kraft von Reglerfedern proportional mit der
Motordrehzahl ausschwingen, wobei durch Vermittlung angelenkter Winkelhebel ein durch ein Gestänge mit der Regelstange der Einspritzpumpe verbundenes Regelglied axial verstellbar und damit der Einspritz- pumpe die dem jeweiligen Betriebszustand des Motors entsprechende Kraftstoffmenge zuführbar ist.
Bei starrer Verbindung eines mechanischen Fliehkraftreglers mit der Nockenwelle einer Kraftstoff- einspritzpumpe für Verbrennungsmotoren kommt es infolge der stark wechselnden Grösse des Dreh- momentes der Nockenwelle während einer Umdrehung derselben und infolge des unvermeidlichen Spieles im Antriebsmechanismus der Einspritzpumpe zu Schwingungen des Fliehkraftreglers und damit zu stärkerem oder schwächerem Schwingen der Einspritzpumpenregelstange. Dadurch wird die Regelung der von der Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge ungenau, manchmal sogar unmöglich gemacht.
Im Betrieb äussert sich dieser Mangel dadurch, dass der Regler vor Erreichen der eingestellten Fördermenge, die von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge senkt und als Folge davon der Motor seine Höchstleistung nicht erreicht.
Zur Verhütung dieses schädlichen Schwingens der Regelstange von Kraftstoffeinspritzpumpen für Verbrennungsmotoren dient eine ganze Reihe von Einrichtungen, die im wesentlichen darin bestehen, dass die Verbindung des Reglers mit der Nockenwelle der Einspritzpumpe durch Zwischenschaltung eines federnden Gliedes zwischen dem Regler und der Nockenwelle ausgeführt ist.
Dieses federnde Zwischenglied besteht bei bekannten Ausführungen aus einer hufeisenförmigen Blattfeder, die auf der mit der Nockenwelle der Einspritzpumpe aufgekeilten Nabe aufgeschoben ist, die mit ihren abgebogenen Enden den Schwunggewichtsträger mitnimmt. Nach andern Vorschlägen besteht das Zwischenglied aus verschiedenartig geformten elastischen Einlagen zwischen Nabe und Schwunggewichtsträger. Bekannt ist auch eine Verbindung von Nabe und Gewichtsträger durch Aufvulkanisieren einer entsprechenden Zwischenschicht aus Gummi.
Der Nachteil derartiger, allgemein bekannter Massnahmen besteht darin, dass die ganze, ziemlich grosse Masse des Reglers abgefedert ist, was an eine wirksame Beruhigung des Reglers im Betrieb verhältnismässig grosse, manchmal schwer erfüllbare Anforderungen stellt.
Die auf federnden Glieder wirkenden Kräfte sind besonders im Bereich höherer Drehzahlen sehr gross.
Dies wirkt sich besonders dann nachteilig aus, wenn die Regler eine bestimmte Grösse nicht überschreiten sollen und die federnden Glieder dann nicht stark genug dimensioniert werden können, so dass diese häufig Anlass zu Betriebsstörungen geben und ihre Lebensdauer sehr gering ist.
Es ist auch bekannt, die Regelstange einer Einspritzpumpe mit dem Regelbolzen eines Fliehkraftreglers über in beiden Bewegungsrichtungen des Bolzens wirkende und auf diesen direkt abgestützte Federn zu kuppeln. Bei dieser Ausführung handelt es sich jedoch um eine gegenüber jeglichen Schwingungen unnachgiebige Verbindung, bei der die Federn lediglich verstellbare Anschläge bilden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung stellt nun unter Vermeidung der aufgezeigten Mängel bekannter Konstruktionen eine wesentliche Verbesserung dar, was dadurch erreicht wird, dass das Regelglied als an ihrem inneren Ende mit einem Deckel versehene Regelhülse ausgebildet ist, die in ihrem Inneren einen axial abgefederten zylindrischen Körper trägt, der in seiner Mittelwand einen drehbar gelagerten Bolzen aufweist, der durch Längsnuten des Schwunggewichtsträgers und der Regelhülse hinausragt und an seinen Enden mit den gegabelten Enden der Winkelhebel verbunden ist, die in bekannter Weise im Schwunggewichtsträger drehbar gelagert und mit den Schwunggewichten gelenkig verbunden sind.
Nach einem Merkmal der Erfindung sind bei einer Einrichtung, bei der die Abfederung des Regelgliedes durch zwei vorgespannte Schraubenfedern erfolgt, diese im Innern der Reglerhülse angeordnet und mit ihrem einen Ende gegen die Zwischenwand des zylindrischen Körpers und mit ihrem andern Ende gegen die Stirnflächen der Regelhülse abgestützt. Die Vorspannung der Schraubenfedern kann durch Einschrauben des Deckels in die Regelhülse eingestellt werden.
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Die wesentlichsten Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass die abgefederten Massen im Vergleich zu den umlaufenden Massen des Reglers verhältnismässig klein sind, was ein wirksames Abfangen der
Schwingungen im ganzen Drehzahlbereich des Motors ermöglicht, den Regler auf Drehzahländerungen des Motors bei gleichmässiger, stossfreier Bewegung der Reglerstange der Einspritzpumpe empfindlicher macht und damit einen gleichmässigen Lauf des Motors bei einem ökonomischen Kraftstoffverbrauch gewährleistet.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
In dieser zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Leistungsregler, wobei nur das eine Schwunggewicht eingezeichnet ist und Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Nach Fig. 1 sind in einem in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellten Einspritzpumpengehäuse 1 eine Regelstange 2 und eine Nockenwelle 5 gelagert. Die Regelstange 2 ist axial verschiebbar und ihre linke Grenzlage wird durch den verstellbaren, an sich bekannten Anschlag begrenzt, der die Höchstfördermenge der Einspritzpumpe bestimmt. Die Regelstange 2 verdreht bei ihrer Verschiebung auf bekannte Art die Kolben der Einspritzpumpe zum Zwecke einer Änderung der Kraftstoff-Fördermenge. Die Nockenwelle 5 erteilt dem Kolben der Einspritzpumpe die zur Kraftstofförderung benötigte hin-und hergehende Bewegung. Ein Bolzen 3 verbindet die Regelstange 2 gelenkig mit einer Zugstange 4. Auf der Nockenwelle 5 ist ein Schwunggewichtsträger 6 fest aufgesetzt, auf dem in bekannter Weise die mit Schraubenfedern 8 belasteten Schwunggewichte 7 gelagert sind.
Die Schwunggewichte 7 sind mittels Bolzen 9 mit einem in Bolzen 11 im Schwunggewichtsträger 6 drehbar gelagerten Winkelhebeln 10 verbunden, deren unteres Ende zur Mitnahme des in einem zylindrischen Körper 13 drehbar montierten Bolzens 12 gegabelt ist.
Der zylindrische Körper i3 besitzt an beiden Enden je eine Bohrung. Die diese beiden Bohrungen voneinander trennende Mittelwand nimmt den Bolzen 12 auf. In den beiden Bohrungen befinden sich Schraubenfedern 16 und 17, die sich mit einem ihrer Enden gegen die Zwischenwand des zylindrischen Körpers 13 und mit dem andern Ende gegen die Bodenflächen einer Regelhülse 15 abstützen. Der zylindrische Körper 13 ist im Innern der Regelhülse 15 axial verschiebbar, die ihrerseits im Hohlraum des Schwunggewichtsträgers ss, gleitet. Die Regelhülse 7 Jhat an ihrem innerenEnde einenmit einem Schrauben- gewinde versehenen, einstellbaren Boden 25, der zur Änderung der Vorspannung der beiden Schraubenfedern 16 und 17 dient.
Das äussere Ende der Regelhülse 15 trägt einen Fortsatz 24, der gelenkig mit einem auf einem Bolzen 19 drehbar gelagerten doppelarmigen Hebel 18 verbunden ist, der auf seinem oberen Ende einen auf der Zugstange 4 verschiebbaren Gleitstein 21 trägt. Eine Schraubenfeder 22 drückt den Gleitstein 21 dauernd in Richtung eines Anschlages 23 auf der Zugstange 4. Der Bolzen 19 verbindet einen Bedienungshebel der Einspritzpumpe gelenkig mit dem doppelarmigen Hebel 18.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt : Bei Verstellung des Bedienungshebels 20 im Sinne des Pfeiles A zum Zwecke einer Erhöhung der gelieferten Kraftstoffmenge bewegt sich der in einem Langloch desHebels 18 gleitende Bolzen 19 gleichfalls im Sinne des Pfeiles A. Damit wird auch der doppelarmige Hebel 18 verschoben, der dabei die Schraubenfeder 22 auf der Zugstange 4 zusammendrückt und gleichzeitig auch die
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entlastet wird. Mit wachsender Drehzahl des Motors bewegen sich die Schwunggewichte 7 von der Drehachse des Reglers weg und drücken die Reglerfedern 8 zusammen.
Dabei nehmen die Schwunggewichte 7 die Bolzen 9 mit und verdrehen die Winkelhebel 10 um die Bolzen 11, wobei die gegabelten Enden der Winkelhebel 10 dem Bolzen 12 derart mitnehmen, dass durch Verschieben des zylindrischen Körpers 13 eine Entlastung der Schraubenfedern 22 und 17 auftritt. Die Schraubenfeder 16 dagegen wird bei diesem Vorgang etwas mehr belastet. Solange der Motor nicht die maximale Drehzahl erreicht hat, kommt der Gleitstein 21 auf den Anschlag 23 der Zugstange 4 nicht zum Anliegen und die Schraubenfeder 17 bleibt stärker belastet als die Schraubenfeder 16.
Da die Einspritzpumpe während einer Umdrehung der Nockenwelle ein stark schwankendes Drehmoment aufweist, ruft das Spiel im Antriebsmechanismus der Einspritzpumpe Stösse und ein Schwanken der Geschwindigkeit der Nockenwelle während einer Umdrehung hervor. Der Regler reagiert auf diese Geschwindigkeitsänderungen, was sich in einem Schwingen der Schwunggewichte 7, der Winkelhebel 10 und des Bolzens 12 äussert. Praktische Erfahrungen zeigen, dass sich die Amplitude dieser Schwingungen im Bereich von etwa 0, 4 mm bewegt. Der dynamische Stoss erreicht seine Höchstwerte bei der Bewegung der Schwunggewichte 7 von der Drehachse des Reglers weg. In diesem Augenblick bewegt sich bei der beschriebenen Einrichtung der Bolzen 12 im Sinne des Pfeiles A. Dadurch wird die vorgespannte Schrauben- feder 17 entlastet, während die Regelhülse 15 in Ruhe bleibt.
Die maximale Dämpfung wird gerade in der Zeit der Höchstdrehzahl erreicht. Bei Überschreitung der Höchstdrehzahl verschiebt der Regler die Regelstange 2 entgegen der Pfeilrichtung A, das heisst im Sinne einer Senkung der gelieferten Kraftstoffmenge. Nach Erreichen der Höchstdrehzahl drückt die Schraubenfeder 22 den Gleitstein 21 gegen den Anschlag 23 auf der Zugstange 4 und ihre Kraftwirkung auf die Schraubenfedern 16 und 17 hört mit
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Schraubenfeder 22 verhindert wird. Diese federnde Anordnung verhindert eine Übertragung der Schwingungen der Schwunggewichte 7, die die Geschwindigkeitsschwankungen des Reglers während einer Umdrehung der Nockenwelle verursachen, auf die Regelstange 2.
Auf die gleiche Art arbeitet die erfindungsgemässe Einrichtung bei Geschwindigkeitsreglern. In diesem Falle entfallen die Schraubenfeder 22 und der Gleitstein 21 und der Hebel 18 ist direkt an die Zugstange 4 angelenkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verhütung des Schwingens der Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Verbrennungsmotoren in Verbindung mit einem Fliehkraftregler, dessen Schwunggewichte unter Einwirkung der Fliehkraft gegen die Kraft von Reglerfedern proportional mit der Motordrehzahl ausschwingen, wobei durch Vermittlung angelenkter Winkelhebel ein durch ein Gestänge mit der Regelstange der Einspritzpumpe verbundenes Regelglied axial verstellbar und damit der Einspritzpumpe die dem jeweiligen Betriebszustand des Motors entsprechende Kraftstoffmenge zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelglied als an ihrem inneren Ende mit einem Deckel (25) versehene Regelhülse (15) ausgebildet ist, die in ihrem Inneren einen axial verschiebbaren und gegen ihre Stirnflächen abgefederten zylindrischen Körper (13) trägt,
der in seiner Mittelwand einen drehbar gelagerten Bolzen (12) aufweist, welcher durch Längsnuten des Schwunggewichtsträgers (6) und der Regelhülse (15) hinausragt und an seinen Enden mit den gegabelten Enden der Winkelhebel (10) verbunden ist, die in bekannter Weise im Schwunggewichtsträger (6) drehbar gelagert und mit den Schwunggewichten (7) gelenkig verbunden sind.