DD270837A3

DD270837A3 - Hydraulisch steuerbarer spritzversteller fuer einspritzpumpen von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD270837A3
Application number: DD30335287A
Authority: DD
Inventors: Klaus Matthees
Original assignee: Barkas Werke Veb
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1989-08-16
Also published as: GB8812939D0; GB2205628B; DE3817554C2; DE3817554A1; GB2205628A

Abstract

Die Erfindung betrifft hydraulisch steuerbare Spritzversteller fuer Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Dieselmotoren, mit zwischen Antriebs- und Abtriebsseite angeordneten Exzenterverstellgetrieben, denen jeweils ein gegen eine Rueckstellkraft beaufschlagbarer Stellkolben zur Betaetigung jedes Verstellexzenters zugeordnet ist. Die Stellkolben sind radial gerichtet in einem gegenueber sowohl der Antriebs- bzw. Abtriebsseite schwenkbaren Kolbentraeger gelagert. Fuer diese Spritzversteller soll eine I-Reglercharakteristik und ein spielarmer Aufbau fuer die Kraftuebertragung erzielt werden. Dies wird dadurch geloest, dass die Stellkolben beiderseits getrennt beaufschlagbar sind, wobei in an sich bekannter Weise im Verstellexzenter gelagerte Stellbolzen jeweils mit einem Stellkolben im Eingriff sind. Die Bauart laesst eine Standardisierung der Verstellgetriebe von Fliehkraft- und Hydraulikspritzverstellern zu. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung:

Hydraulisch steuerbarer Spritzversteller für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft hydraulisch steuerbare Spritzversteller für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit zwischen Antriebs- und Abtriebsseite angeordneten, aus Verstell- und Ausgleichsexzenter bestehenden Verstellgetrieben, denen jeweils ein gegen eine Rückstellkraft beaufschlagbarer Stellkolben zur Betätigung des Verstellexzenters zugeordnet 13t, wobei die Stellkolben radial gerichtet in einem gegenüber der Antriebs- bzw. Abtriebsseite schwenkbaren Kolbenträger gelagert sind. Derartige Spritzversteller sind zwischen Antrieb und Nockenwelle der Einspritzpumpe angeordnet und stellen Y/inkelverstellkupplungen dar, die durch motorparameterabhängige Hydrauliksteuerungen betätigt werden.

Charakteristik des vorbekannten Standasder Technik: Vorbekannt sind durch die DE-OS 2 826 801 Spritzversteller der eingangs genannten Art, bei denen die Stellkolben gegen Federkraft beaufschlagt werden und mittels Übertragungsgliedern - z. B. zweiarmige Schwenkhebel, Zahnstangen und Verzahnungen auf den Verstellexzentern oder Schubstangen - auf die Verstellexzenter verdrehend einwirken. Diese Ausführungen sind wegen der zwisohengeschalteten Übertragungsglieder konstruktiv aufwendig und ergeben durch die Federn als

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Rückstellmittel eine P-Reglercharakteristik. Vorbekannt ist es auch durch die DE-OS 2 826 800 / einen Spritzversteller wit Fliehgewichten und Rückstellfedern sowie einer parallel geschalteten hydraulischen Stellenanordnung gemäß der eingangs beschriebenen Gattung auszustatten. Bei dieser Ausführung greifen sowohl die Fliehgewichte als auch die Stellkolben direkt am Verstellbolzen des Verstellexzenters an. Damit entfallen die zusätzlichen Übertragungsglieder der vorher beschriebenen Lösung zum Koppeln der Stellkolben und Verstellexzenter. Durch die Rückstellfedern xii dieser Bauart kann ebenfalls nur eine P-Regl^rcharakteristik erreicht werden. Beide vorbeschriebone Spritzverstellerkonstruktionen erfordern einen von*. Verstellwinkel abhängigen Steuerdruck, dessen Höhe eingeregelt werden muß. Dieser Nachteil ergibt sich durch die Rückstellfedern, denen wegabhängig mit höheren oder geringerem Steuerdruck entgegengewirkt werden muß.·

Durch die DE-PS 1 022 419 sind Verstellgetriebe für Winkelverstellkupplungen mit ineinander angeordneten Verstell- und Ausgleichsexzenter vorbekannt.

Weiterhin ist durch die DE-PS 26 49 986 vorbekännt, in Spritzverstellern radial angeordnete, jedoch von außen beaufschlagte Kolben vorzusehen, die mit nach innen wirkenden Keilflächen den V/inkelabstand zwischen Antriebsund Abtriebselement bestimmen.

Hydraulisch steuerbare Spritzversteller mit beidseitig beaufschlagtem Stellkolben und I-Reglercharakteristik sind ebenfalls vorbekannt durch die DE-OS 29 35 117· Es werden jedoch jeweils andere mechanische Verstellgetriebe angewandt.

Ziel der Erfindung:

Es sollen hydraulische Spritzversteller, die Verstellgetriebe mit Versteil- und Ausgleichsexzenter aufweisen, mit I-Reglercharakteristik und soielarmer Kraftübertragung erzielt werden.

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Darlegung zum Wesen der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spritzversteller der eingangs genannten Gattung mit in beiden Stellrichtungen wirkender Hydraulik bei einfachem, spielarmen Aufbau zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellkolben beidseits getrennt beaufschlagbar sind und in an sich bekannter Weise im Verstellexzenter gelagerte Stellbolzen jeweils mit einem Stellkolben in Eingriff sind. Diese Konstruktion ergibt einen einfachen, spielarmen Aufbau, die eine Standardisierung des Verstellgetriebes für Fliehkraft- und Hydraulikspritzversteller gestattet. Ein klemmfreier Eingriff läßt sich vorteilhaft realisieren, wenn die Stellbolzen zwischen Verstellexzenter und Stellkolben mit einer balligen Kontur vorzugsweise in die Stellkolben eingreifen.

Günstige Montageverhältnisse ergeben sich dadurch, daß der' Kolbenträger im Antriebselement schwenkbar gelagert und vermittels ihn durchdringender Abstandshalterung am Antriebselement axial geführt ist.

Endanschläge lassen sich funktionell und einfach realisieren, indem die Aussparungen im Kolbenträger für die Stellbolzen mit ihren Endkonturen als Anschläge ausgebildet sind. Eine vorteilhafte Gesamteinheit für den erfindungsgemäßen Ppritzversteller ergibt sich dadurch, daß ein eine Druckmitteiübertragungseinheit führender Deckel ein Dreistellungsventil und dessen Elektromagneten, vorzugsweise quer zur Deckelachse angeordnet, aufweisen.

Zweckmäßig können zur Sicherung einer bestimmten Einstellung des Spritzverstellers bei drucklosem Zustand die Stellkolben vermittels Federn in einer entsprechenden, bestimmten Lage gehalten sein.

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Ausführungsbeispiel:

Anhand von Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spritzversteller im Schnitt, Fig. 2 ein Schema der elektronisch hydraulischen Steuerung

des erfindungsgemäßen Spritzverstellers, Fig. 3 einen Deckel am Gehäuse, der ein 3-Stellungsventil mit Elektromagneten enthält.

Ausgehend von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wird das Antriebselement 1 des Spritzversteller3 über einen Zahn-, Ketten- oder Zahnriementrieb angetrieben. Am Antriebselement 1 sind Verstellexzenter 2 an ihrem Außendurchmesser gelagert, während Ausgleichsexzenter an ihrem Außendurchmesser im Verstellexzenter 2 geführt und exzentrisch auf dem im Abtriebsflansch 4 festsitzenden Bolzen gelagert sind. Das Antriebseleraent 1 ist dabei begrenzt drehbar auf dem Abtriebsflansch 4 gelagert und vermittels eines Begrenzungsringes 7 auf diesem axial gehalten. Hierzu ist der Begrenzungsring 7 auf dem Antriebselement 1 verschraubt, wobei die Schrauben im Abtriebsflansch 4 durch Kreisbogenschlitze zum Antriebselement 1 hinreichen (nicht dargestellt). Ein Kolbenträger 6 ist im Antriebselement 1 über eine Führung 8 drehbar gelagert und begrenzt drehbeweglich axial am Antriebselement 1 gehalten. Für die axiale Halterung durchdringen mit Distanzbuchsen versehene Schrauben in Kreisbogenschlitzen den Kolbenträger 6 und sind im Antriebselement 1 verschraubt (nicht dargestellt).

Der Kolbenträger 6 weist in einer radial durchgehenden Bohrung dichtende, jedoch schiebbare Stellkolben 9 auf, die über einen inneren Druckraum 10 und äußere Druckräume 11 beaufschlagbar sind. Der Außendurchmesser des Kolbenträgers 6 ist so gestaltet, daß er sich nur um Bereich der durchgehenden Bohrung für die Stellkolben 9 bis zum Außendurchmesser des als Antrieb ausgeführten Antriebselementes 1 erstreckt. Damit ist bei Montage des Spritzverstellers im Nebenantrieb

des Motors ein Einspuren in üas Gegenzahnrad gesichert.

In die vorzugsweise mittige Querbohrung 12 des Stellkolbens greift jeweils ein Stellbolzen 13 der Verstellexzenter 2 mit seiner balligen Kontur 14 spielarm ein. Dabei durchdringen die Stellbolzen 13 jeweils im Bereich entsprechender radialgerichteter Aussparungen 15 den Kolbenträger 6. Die Außenkontur der jeweiligen Aussparung 15 bildet dabei zugleich den Anschlag für die Endlage des zugehörigen Stellkolbens bei Anlage des Stellbolzens 13.

Über einen mittigen Kanal 100 ist der innere Druckraum 10 und über radiale Kanäle 111 und Umfangskanäle 110 sind die .äußeren Druckräume 11 beaufschlagbar und entlastbar. Die Kanäle 100; 110 führen zu einer Druckmittel-Übertragungseinheit 16, die die Kanäle im umlaufenden Spritzversteller mit Druckanschlüssen 101 und 112am Deckel 18 des den Spritzversteller umgebenden Gehäuses 17 verbindet.

In Fig. 2 sind die Verbindungen der Druckanschlüsse 101 und 112 am Deckel 18 des Gehäuses 17, die den Zufluß und Abfluß einerseits zum inneren Druckraum 10 und andererseits zu den äußeren Druckräumen 11 bewirken, mit einem durch zwei Elektromagnete gesteuerten 3-Stellungsventil 20 gezeigt, das beispielsweise am Schmierölkreislauf 30 des Verbrennungsmotors druck- und rücklaufseitig A angeschlossen ist und dessen Elektromagnete 21; 22 von einem Steuergerät 40 geschaltet werden.

- Bei nicht eingeschalteten Elektromagneten 21; 22 sind die Druckräume 10 und 11 geschlossen, die Stellkolben 9 sind damit in ihrer jeweiligen Stellung hydraulisch blockiert.

- Bei geschaltetem Elektromagnet 21 ist der innere Druckraum 10 vom Schmierölkreislaufdruck beaufschlagt und die äußeren Druckräume 11 zum Rücklauf hin entlastbar. Die Stellkolben 9 bewegen sich nach außen und verdrehen über die Stellbolzen 13 die Verstellexzenter 2 entsprechend.

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- Bei geschaltetem Elektromagnet 22 sind die äußeren Druckräume 11 vom Sohmierölkreislaufdruck beaufschlagt und der innere Druckraum 10 zum Rücklauf hin entlastbar. Die Stellkolben 9 bewegen sich nach innen und verdrehen über die Stellkolben 13 die Verstellexzenter 2 entgegen der vorher beschriebenen Bewegung nach innen. Bei Verstellvorgängen werden vom Kolbenträger 6 ausgleichende Schwenkbewegungen relativ zum Antriebselement ausgeführt.

In Pig. 3 ist ein Deckel mit eingebautem Dreistellungsventil 20 und den zugehörigen Elektromagneten 21; 22 dargestellt. Diese Lösung ergibt folgende Vorteile:

- Geringe Volumen der Steuerkanäle zwischen Dreistellungsventil 20 und den Druckräumen 10 und 11 an den Stellkolben 9; damit ergeben sich geringe Ansprechzeiten.

Günstige Anordnung am Gehäuse mit nur einem Druckleitungsanschluß 31, wobei der Rücklauf aus den Druckräumen 10 und 11 über das Dreisteilungsventil 20 direkt in das Gehäuse geleitet wird.

Das Steuergerät 40 steuert je nach dem von einem internen Mikrorechner entsprechend den Motorparametern vorgegebenen Soll-Verstellwinkelwert und dem über Drehwinkelsensoren am Antriebselement und Antriebsflansch ermittelten Ist-Verstellwinkel die Elektromagneten 21 und 22 an. Auf diese Weise wird der Ist-Verstellwinkel des Spritzverstellers an den vom Mikrorechner ausgegebenen Soll-Verstellwinkel angeglichen. Denkbar ist es auch, die Stellkolben 9 vermittels Federn (nicht dargestellt) in einer bestimmten Lage bei unbeaufschlagtem Zustand zu halten. Hierzu sind Federn zwischen den Stellkolben 9 und/oder zwischen den Stellkolben 9 sowie dem Kolbenträger 6 in den äußeren Druckräumen angeordnet. Bei unbeaufschlagten Stellkolben 9 ist damit eine bestimmte Verstellungsausstellung erzielbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisch steuerbarer Spritzversteller für .Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit zwischen Antriebe- und Abtriebsseite angeordneten, aus Verstell- und Ausgleichsexaenter bestehenden Verstellgetrieben, dtnen jeweils ein gegen eine Rückstellkraft beaufschlagbarer Stellkolben zur Betätigung des Verstellexzenters zugeordnet ist, wobei die Stellkolben radial gerichtet in einem gegenüber der Antriebs- bzw. Abtriebsseite schwenkbaren Kolbenträger gelagert sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellkolben (9) beidseits getrennt beaufschlagbar sind und in an sich bekannter Weist? im Verstellexzenter (2) gelagerte Stellbolzen (13) jeweils mit einem Stellkolben (9) in Eingriff sind.

2. Spritzversteller nach Anspruch 1,

gekennzeichnet dadurch, daß die Stellbolzen (13) zwischen Verstellexzenter (2) und Stellkolben (9) mit einer balligen Kontur vorzugsweise in die Stellkolben (9) eingreifen.

3· Spritzversteller nach Anspruch 1,

gekennzeichnet dadurch, daß der Kolbenträger (6) im Antriobselement (1) schwenkbar gelagert und vermittels ihn durchdringender Abstandshalterung am Antriebselement (1) axial geführt ist.

4. Spritzversteller nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß die Aussparungen (15) im Kolbenträger (6) für die Stellbolzen (13) mit ihren Endkonturen als Anschläge ausgebildet sind.

5. Spritzversteller nach Anspruch 1,

gekennzeichnet dadurch, daß ein eine Druckmittelübertragungseinheit (16) führender Deckel (17) ein Dreistellungsventil (20) und dessen Elektromagneten (21; 22), vorzugsweise quer zur Deckelachse angeordnet, aufweist.

6. Spritzversteller nach Anspruch 1,

gekennzeichnet dadurch, daß die Stellkolben (S) vermittels Federn in einer bestimmten Lage bei unbeaufsohlagtem Zustand gehalten sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen