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Drehzahlverstellregler für Brennstoffeinspritzpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlverstellregler - u. zw. in erster Linie auf einen Flieh- kraftdrehzahlverstellregler-für Brennstoffeinspritzpumpen von derjenigen Bauart, bei der durch den Dreh- zahlwählhebel wenigstens eine Reglerfeder gespannt wird, wobei eine Zusatzfeder zur Erreichung einer, die zulässige Vollastmenge des Brennstoffes übersteigenden Übermenge, vorgesehen ist. Eine solche, die zulässige Vollastmenge übersteigende Übermenge ist beim Startvorgang bei kaltem Motor vorteilhaft, je- doch muss vermieden werden, dass eine solche Übermenge im Drehzahlbetriebsbereich, d. i. zwischen der Leerlauf- und der Vollastdrehazhl, eingestellt werden kann, da dadurch Schäden am Motor hervorgerufen werden können.
Bei bekannten Drehzahlverstellreglem dieser Art ist die, die Einstellung der Übermenge bewirkende
Zusatzfeder ortsfest abgestützt, oder sie stellt ein federndes Glied dar, welches in die Kraftübertragung von der Reglermuffe auf den Reglerhebel eingeschaltet und damit sozusagen mit der Reglerfeder in Serie geschaltet ist. In diesen beiden bekannten Fällen wirkt die Zusatzfeder unterhalb der niedrigsten Drehzahl, d. i. unter der Leerlaufdrehzahl, und die Feder muss daher so ausgelegt sein, dass ihre Vorspannung geringer ist als die bei Leerlauf erforderliche Reglerfedervorspannung. Die Bauart des Drehzahlreglers ist eine derartige, dass das Mengeneinstellglied in die Stellung "Volle Füllung" jederzeit mit grosser Kraft durch Spannen der Hauptreglerfeder gebracht werden kann.
Die weitere Betätigung in die Übermengenstellung erfolgt jedoch unter der Einwirkung der schwachen Zusatzfeder. Bei mehrstelligen Einspritzpumpen und bei kaltem Motor sind die Reibungswiderstände jedoch gross und es tritt die Schwierigkeit auf, dass diese Zusatzfeder nicht immer ausreicht, um die Übermengenstellung des Mengeneinstellgliedes beim Start zu erreichen. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Vorspannung der Zusatzfeder in Abhängigkeit von der Drehzahlwählung derart zu verändern, dass bei der Verstellung des Drehzahlwählhebels im Sinne einer Vergrösserung der Drehzahl die Vorspannung der Zusatzfeder vergrössert wird. Hiedurch wird zwar die Erreichung der Übermengeneinstellung beim Start gesichert, jedoch wird der Betrieb des Motors beeinträchtigt.
Im Fahrzeugbetrieb tritt häufig ein Betriebszustand ein, der mit"Würgen"be- zeichnet wird. Dabei wird bei voll gespannter Reglerfeder, und damit gemäss diesem Vorschlag erhöhter Vorspannung der Zusatzfeder, durch eine zu grosse Drehmomentanforderung der Motor in seiner Drehzahl herabgedrückt. Erreicht dabei der Motor eine Drehzahl, die der erhöhten Vorspannung der Zusatzfeder entspricht und die beträchtlich oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegen kann, so gibt der Regler die Startfül - lung frei. Hiedurch wird der fahrbare Drehzahlbereich eingeschränkt und der Motor gefährdet.
Es ist weiters bekannt, für die Einstellung der Übermenge einen Haftmagnet vorzusehen, durch welchen das Mengeneinstellglied in der Übermengenstellung gehalten wird, bis die Drehzahl eine bestimmte Grösse erreicht hat und der Drehzahlverstellregler das Mengeneinstellglied vom Magnet wegreisst. Auch bei dieser Ausführungsform darf jedoch der Haftmagnet nur so bemessen sein, dass er nur unterhalb der niedrigsten Drehzahl, d. i. unter der Leerlaufdrehzahl wirksam ist, und es tritt daher auch hier der Nachteil auf, dass beispielsweise bei kaltem Motor infolge der Reibungswiderstände die Kraft des Haftmagneten nicht immer ausreicht, um die Übermengenstellung des Mengeneinstellgliedes zu gewährleisten.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlverstellregler für Brennstoffeinspritzpumpen, bei dem durch den Drehzahlwählhebel wenigstens eine Reglerfeder gespannt wird und eine Zusatzfeder vorgesehen ist, die unabhängig von der Stellung des Drehzahlwählhebels auf das Mengeneinstellglied derart einwirkt, dass eine für den Betrieb zulässige Vollastmenge bei Stillstand und sehr niedrigen Drehzahlen überschritten werden kann und zielt darauf ab, die Nachteile eines solchen Drehzahlverstellreglers zu vermeiden.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass ein auf das Mengeneinstellglied im gleichen Sinn wie die Zusatzfeder einwirkendes Übermengeneinstellorgan vorgesehen ist, welches unabhängig von der Funk- tion des Reglers betätigbar ist. Auf diese Weise wird auch dann, wenn die Kraft der Zusatzfeder nicht ausreicht, um das Mengeneinstellglied in die Übermengenstellung zu bringen, die Übermengeneinstellung des Mengeneinstellgliedes durch das Übermengeneinstellorgan mit Sicherheit erreicht. Es ist bekannt, ein willkürlich betätigbares Stellorgan vorzusehen, dessen Betätigung von einem Betätigungsorgan zum Start des Motors gekuppelt ist, jedoch bewirkt dieses Stellorgan lediglich eine sichere Verstellung des Mengen- einstellgliedes in die Stellung "Volle Füllung".
Insbesondere bei kaltem Motor reicht aber diese Stellung des Mengeneinstellgliedes"Volle Füllung", welche auch im Betrieb erreicht werden kann, nicht aus, um ein sicheres Anspringen des Motors zu gewährleisten, weshalb dazu übergegangen wurde, das Men- geneinstellglied beim Start durch eine Zusatzfeder in eine Übermengenstellung zu verstellen.
Das Übermengeneinstellorgan kann gemäss der Erfindung willkürlich entgegen der Wirkung einer das- selbe ausser Eingriff mit dem Mengeneinstellglied haltenden Feder betätigbar sein. Es kann beispielswei- se dieses Übermengeneinstellorgan von Hand betätigbar sein, wobei eine kurze Betätigung genügt, da die Zusatzfeder ausreicht, um das Mengeneinstellglied in der Übermengenstellung zu halten. Es kann auch gemäss der Erfindung die Betätigung des Übermengeneinstellorgans mit einem Betätigungsorgan zum
Starten des Motors gekuppelt sein. Hiebei kann beispielsweise die Betätigung des Übermengeneinstellor- gans gleichzeitig mit der Einschaltung des Heizstromes zur Glühspirale oder mit der Starterbetätigung er- folgen.
Es kann beispielsweise das Übermengeneinstellorgan durch einen Magnet betätigt sein, dessen
Stromkreis gleichzeitig mit dem Stromkreis der Glühspirale oder dem Stromkreis des Starters geschlossen wird. In diesen Fällen ist die Sicherheit gegeben, dass die Einschaltung der Übermenge nicht während des
Betriebes erfolgen kann. Es kann aber auch das Übermengeneinstellorgan in Abhängigkeit von einer beim
Start und beim Betrieb der Maschine verschiedenen Betriebgrösse, beispielsweise in Abhängigkeit von der
Temperatur des Kühlwassers oder des Motors bzw. des Reglers oder vom Öldruck des Motors verstellbar sein. Damit ist die volle Automatik für die Betätigung des Verstellorgans gegeben, und da eine willkür- liche Betätigung nicht möglich ist, ist auch die Sicherheit gegeben, dass eine Einstellung der Übermenge während des Betriebes vermieden wird.
Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung kann die Aus- bildung so getroffen sein, dass das Übermengeneinstellorgan durch eine Feder in die Betätigungsstellung gedrückt ist und entgegen der Kraft dieser Feder durch eine beim Betrieb des Motors auftretende Kraft, beispielsweise durch den Öldruck des Motors oder durch einen Temperaturfühler belastet ist. Es wird in diesem Falle die Einwirkung des Übermengeneinstellorgans auf das Mengeneinstellglied unterbunden, so- bald der Motor einen annähernd normalen Betriebszustand erreicht. Vorzugsweise ist zwischen dem Übermengeneinstellorgan und dem Mengeneinstellglied eine Feder eingeschaltet, welche die Krafteinwir- kung des Übermengeneinstellorgans auf das Mengeneinstellglied begrenzt.
Durch diese federnde Begrens zung der Krafteinwirkung auf das Mengeneinstellglied wird der Regler in seinem Betriebsbereich aller- dings beeinträchtigt. Solange das Übermengeneinstellorgan in Wirkung ist, wird die Leerlaufdrehzahl durch die federnde Einwirkung des Übermengeneinstellorgans erhöht. Diese beschränkt sich jedoch nur auf die Zeit des Warmlaufens der Maschine, und in diesem Zeitraum ist eine solche Erhöhung der Leerlauf- drehzahl erwünscht, da ja die Maschine mit erhöhter Drehzahl warmgefahren werden soll.
In den Zeichnungen wird die Erfindung an Hand von schematischen Ausführungsbeispielen erläu- tert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform mit von Hand aus betätigbarem Übermengeneinstellorgan. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Übermengeneinstellorgan durch einen Magnet verstellt wird.
Fig. 3,4 und 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen, bei welchen die Verstellung des Übermengen- einstellorgans in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse des Motors erfolgt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stellt 1 die Einspritzpumpe, 2 den Fliehgewichtsregler, 3 die Reglermuffe und 4 das von einer Regelstange gebildete Mengeneinstellglied dar. Über einen dop- pelarmigen Reglerhebel 5, welcher bei 6 schwenkbar gelagert ist und ein Gestänge 7 wirkt die
Reglermuffe auf das Mengeneinstellglied 4.8 stellt den um die Welle 9 schwenkbaren Feder- spannhebel dar, welcher vom Drehzahlwählhebel 10 betätigt wird und 11 ist die Reglerfeder. Die
Reglerfeder 11 wirkt nicht unmittelbar auf den Reglerhebel 5, sondern auf einen Hilfshebel 12,
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welcher um die gleiche Achse 6 wie der Reglerhebel 5 schwenkbar ist.
An diesem Hilfshebel 12 ist eine Zusatzfeder 13 befestigt, welche auf den Reglerhebel 5 einwirkt, In den Zeichnungen ist der Regler in der Betriebslage dargestellt. bei der der Drehzahlwählhebel 10 die Stellung "Volle Dreh - zahl", der Reglerhebel 5 die Stellung "AnlassfI1llung" einnimmt.
Die Zusatzfeder 13 trachtet, den Reglerhebel 5 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken.
Bei stillstehendem Motor wird der Reglerhebel 5 durch die Muffe 3 des Reglers 2 nicht belastet, und bei leichtgängiger Reglerstange wird daher durch diese Zusatzfeder 13 der Reglerhebel 5 ent- gegen dem Uhrzeigersinn bis zu einem Anschlag 14 gedrückt, wodurch die Reglerstange 4 in die Übermengenstellung gelangt. Sobald der Motor läuft, wird die schwache Zusatzfeder 13 durch die
Muffe 3 ohneweiters überdrückt, und der Reglerhebel 5 im Uhrzeigersinn zu dem Hilfshebel 12 verschwenkt, bis die beiden Anschläge 15 und 16 aneinanderliegen.
Es wirkt dann nur die Reglerfe- der 11, und bei laufendem Motor ist die Schwenkbewegung des Hilfshebels 12 und damit auch des
Reglerhebels 5 durch einen Anschlag 17 begrenzt, wobei der im Betrieb erreichbare Schwenkbe- reich des Reglerhebels 5 um den Anschlagweg a kleiner ist als der in den Zeichnungen dargestellte der Übermengeneinstellung entsprechenden Schwenklage.
Bei schwergängiger Reglerstange 4 oder wenn sonst Widerstände im Reglergestänge auftreten, reicht die schwache Zusatzfeder 13 nicht aus, um die in den Zeichnungen dargestellte Übermengen- einstellung zu erreichen. Es ist daher ein Übermengeneinstellorgan vorgesehen, welches aus einemim
Reglergehäusedeckel 18 geführten Druckstift 19 mit einem von Hand betätigbaren Knopf 20 besteht. Dieser Druckstift 19 kann entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 21 gegen das untere Ende des Reglerhebels 5 gedrückt werden, so dass der Reglerhebel 5 in die in den Zeichnungen dargestell- te Übermengenstellung gebracht wird.
Wenn nun der Knopf 20 wieder freigegeben wird, so reicht die Kraft der Zusatzfeder 13 aus, um beim Startvorgang das Mengeneinstellglied 4 in der Übermengenstellung zu halten, wobei jedoch, sobald der Motor in Betrieb ist, der Regler 2 die Reglerstange 4 wieder in die Betriebslage bringt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Zusatzfeder 13'zwischen dem Reglerhebel 5 und einer ortsfesten Stelle 38 am Reglerdeckel angeordnet, wobei jedoch die Wirkung die gleiche ist wie bei der Anordnung nach Fig. 1. Im übrigen unterscheidet sich diese Ausführungsform von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass das Übermengeneinstellorgan magnetisch verstellt wird. 22 stellt einen Stossmagneten dar, zu welchem der Stromkreis gleichzeitig mit dem Einschalten der Glühspirale oder mit der Betätigung des Starters eingeschaltet wird. Dieser Stossmagnet 22 drückt einen Stift 23 gegen das untere Ende des Reglerhebels 5. Der Anker 24 des Stossmagneten 22 umgreift mit einem Haken 25 einen Haken des Stiftes 23, und zwischen dem Stift 23 und dem Anker 24 ist eine Druckfeder 26 eingeschaltet.
In den Zeichnungen ist das Übermengeneinstellorgan in der Wirkstellung dargestellt, wobei die Kraft des Stiftes 23 durch die Druckfeder 26 begrenzt wird, so dass beim Anspringen des Motors der Regler den Reglerhebel 5 im Uhrzeigersinn verschwenken kann. Durch die Belastung der Feder 26 wird lediglich die Leerlaufdrehzahl erhöht, was an sich beim Warmlaufen des Motors erwünscht ist. Wenn der Stromkreis des Magneten 22 gleichzeitig mit dem Stromkreis der Glühspirale eingeschaltet wird, so bewirkt diese Feder 26 ein Warmlaufen mit erhöhter Leerlaufdrehzahl, solange die Glühspirale eingeschaltet ist, wobei nach Abschalten der Glühspirale und des Stossma - gneten 22 der Stift 23 zurückgezogen wird und ausser Wirkung gelangt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Übermengeneinstellorgan von einem Stift 27 mit einem Kolben 28 gebildet, welcher in einem Zylinder 29 spielt. Der Arbeitsraum 30 des Kolbens 28 ist über eine Leitung 31 vom Öldruck des Motors beaufschlagt. Durch eine Feder 32 wird der Stift 27 in die Wirkstellung gegen den Reglerhebel 5 gedrückt, so dass dieser in die Übermengenstellung gebracht wird. Sobald nun der Motor anspringt und ein entsprechender Öldruck vorliegt, wird der Stift 27 ausser Wirkung gebracht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird ein Stift 33 durch eine Feder 34 gegen den Reglerhebel 5 gedrückt und bringt diesen in die Übermengenstellung. 35 stellt einen Temperaturfühler dar, welcher als ein mit einer geeigneten Dehnungsflüssigkeit gefüllten Faltenbalg ausgebildet ist. Der Temperaturfühler 35 wirkt auf das abgewinkelte Ende 36 des Stiftes 33 und bringt diesen entgegen der Kraft der Feder 34 ausser Wirkung, sobald das Reglergehäuse eine entsprechende Temperatur erreicht hat. Der Temperaturfühler 35 kann auch gegebenenfalls unter der Wirkung der Temperatur des Kühlwassers, des Motoröls usf. stehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Übermengeneinstellorgan ein Bimetallstreifen 37.
Dieser Bimetallstreifen wirkt als Feder und drückt im kalten Zustande, in welchem er die strichpunktiert
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dargestellte Stellung 37'einnimmt, den Reglerhebel 5 in die Übermengenstellung. Da dieser Bi- metallstreifen federt, bewirkt auch hier die Kraft dieses Bimetallstreifens, solange der Motor kalt ist, eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl. Sobald das Reglergehäuse erwärmt ist, biegt sich der Bimetallstreifen 37 in die voll gezeichnete Stellung und tritt ausser Wirkung.
Bei den AusfÜhrungsformen nach Fig. 1-5 ist das Übermengeneinstellorgan am Reglerdeckel 18 angeordnet und wirkt auf den Reglerhebel 5. Es kann jedoch das Verstellglied auch auf der dem Reg ler abgewendeten Seite der Einspritzpumpe angeordnet sein und auf das dem Reglerhebel 5 abgewen- dete Ende der Reglerstange 4 einwirken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Drehzahlverstellregler für Brennstoffeinspritzpumpen, mit wenigstens einer durch den Drehzahlwählhebel spannbaren Reglerfeder und mit einer unabhängig von der Stellung des Drehzahlwählhebels auf das Mengeneinstellglied einwirkenden Zusatzfeder, welche eine Überschreitung der für den Betrieb zulässigen Vollastmenge bei Stillstand und sehr niedrigen Drehzahlen bewirkt, d a du r ch g e kenn - zeichnet, dass ein auf das Mengeneinstellglied (4) im gleichen Sinn wie die Zusatzfeder (13, 13') einwirkendes Übermengeneinstellorgan (19, 23, 27, 33, 37) vorgesehen ist, welches unabhängig von der Funktion des Reglers betätigbar ist.