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überdrehzahl-Abschaltregler für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft einen Überdrehzahl-Abschaltregler für Brennkraftmaschinen, der auf ein
in der Kraftstoffzuleitung zur Maschine angeordnetes Regelventil einwirkt, das von
einem in Schließrichtung des Ventils vorbelasteten Stößel her betätigbar ist, welcher
in einem Gehäuseteil gleitet, an dem ein den Stößel normalerweise in seiner der
geöffneten Regelventilstellung entsprechenden Stellung zurückhaltender Riegel schwenkbar
gelagert ist, der von einem ebenfalls im Gehäuseteil gelagerten und proportional
der Motordrehzahl rotierenden Fliehkraftregler her freigebbar ist, der ein Fliehgewicht
aufweist, das in einer etwa diametral verlaufenden Ausnehmung eines Rotors im Sinne
einer Vergrößerung seines Schwerpunktabstands von der Rotorachse gegen die Rückstellkraft
einer das Fliehgewicht an einer Anlagefläche zu halten suchenden Feder bewegbar
angeordnet ist, und das Fliehgewicht aus einer Anlagestellung, bei der es innerhalb
des Querschnittsprofils des Rotors liegt, bis in eine Stellung bewegbar ist, bei
der sein eines Ende das Rotorprofil überragt und mit dem Riegel im Sinne der Freigabe
des Stößels zusammenwirkt.
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Bei einem solchen bekannten Abschaltregler verläuft eine das Fliehgewicht
in seine Anlagestellung vorspannende Feder an einer Umfangsstelle des Rotors etwa
in tangentialer Richtung und wirkt auf einen Hebelarm des Fliehgewichtes im wesentlichen
quer zu dessen Richtung ein. Die Folge ist, daß die zur Auslenkung des Fliehgewichtes
erforderliche Kraft mit zunehmender Auslenkung entsprechend der Federcharakteristik
ansteigt und die Auslenkbewegung des Fliehgewichtes sich über einen entsprechenden
Drehzahlbereich des Rotors erstreckt. Andere überdrehzahl-Abschaltregler, bei denen
das Fliehgewicht in einer Radialrichtung des Rotors angeordnet ist, arbeiten in
grundsätzlich gleicher Weise. Nachteilig ist dabei, daß das Fliehgewicht mit dem
den Stößel zurückhaltenden Riegel zu Beginn seiner Auslenkung nur mit einer sehr
kleinen Angriffsfläche zusammenwirken kann, durch welche der Riegel in vielen Fällen
noch nicht sofort im Sinne der Freigabe des Stößels betätigt werden kann. Es muß
beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Grenzdrehzahlbereich mit unerwünschten Verschleißerscheinungen
an den Zusammenwirkungsstellen von Fliehgewicht und Riegel und mit entsprechenden
selbsttätigen Änderungen der tatsächlichen Abschaltdrehzahl gerechnet werden.
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Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten
Mangel zu vermeiden und den eingangs genannten überdrehzahl-Abschaltregler so zu
vervollkommnen, daß das einmal aus seiner Anlagestellung ausgelenkte Fliehgewicht
möglichst schnell in seine Arbeitstellung gelangt, bei der es den Riegel zuverlässig
betätigt, andererseits einen Absohaltregler zu schaffen, der auch bei überschreiten
einer unzulässig hohen Beschleunigung in Tätigkeit tritt.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Fliehgewicht in an sich bekannter Weise um eine parallel zur Rotorachse verlaufende
Achse verschwenkbar ist, daß der Schwerpunkt des Fliehgewichts und die Achse aufeinander
gegenüberliegenden Seiten der Rotorachse angeordnet sind und die Federkraft am Fliehgewicht
im Drehsinn des Rotors angreift, wobei in ebenfalls bekannter Weise die Feder so
angreift, daß das durch die Federkraft auf das Fliehgewicht ausgeübte Drehmoment
unabhängig vom Fliehgewichtsausschlag im wesentlichen konstant bleibt.
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Bei einer solchen Anordnung des Fliehgewichtes und der Feder kann
ein Ansteigen des das Fliehgewicht in seine Anlagestellung vorspannenden Drehmomentes
mit der Auslenkung des Fliehgewichtes praktisch vermieden werden, weshalb eine einmal
eingeleitete Auslenkbewegung des Fliehgewichtes ohne ein Anwachsen des Gegenmomentes
stets zu einer vollständigen Auslenkbewegung bis in die Arbeitsstellung des Fliehgewichtes
fortgesetzt wird.
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Bei elektrischen Zentrifugalschaltern ist es zwar bereits bekannt,
der schwenkbar gelagerten Schwungmasse eine Federkraft entgegenwirken zu lassen,
deren Richtung zur Bewegungsrichtung des Angriffspunktes
an der
Schwungmasse schief steht, so daß das Moment der Federkraft mit Bezug auf den Drehpunkt
der Schwungmasse mit zunehmendem Ausschlag derselben abnimmt oder nur in geringem
Maße zunimmt, was ebenfalls eine exakte Zwei-Punktregelung ergibt. Die Erfindung
löst jedoch zusätzlich die Aufgabe, den Abschaltregler auch bei Überschreiten einer
höchst zulässigen Beschleunigung in Tätigkeit zu setzen. Diese Aufgabe wird bei
den bekannten Einrichtungen nicht behandelt und ist danach auch nicht zu lösen,
da die vorgesehene Lage der Fliehgewichtsanlenkung die Massenkräfte bei Beschleunigung
der rotierenden Teile in Umfangsrichtung nicht berücksichtigt.
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Es wird bemerkt, daß Regler für sich bekannt sind, die mechanisch
auf die Drehzahl und zugleich auch auf die Beschleunigung ansprechen. Diese Regler
weisen jedoch eine besondere auf Beschleunigung ansprechende Masse auf und sind
nicht als Abschaltregler geeignet.
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Der Gegenstand der Erfindung läßt sich auch bei Flugmotoren anwenden,
wenn die Brennstoffzufuhr durch den Abschaltregler nur auf einen bestimmten festen
Wert gedrosselt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g.1 einen Längsschnitt durch einen überdrehzahl-Abschaltregler
entlang der Linie 1-1 der F i g. 2, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der
F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2 in vergrößertem
Maßstabe.
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Im Brennstoffzuleitungssystem einer Brennkraftmaschine ist ein Ventil
13 vorgesehen, das über ein Gestänge von einem axial beweglichen Stößel 14
betätigt wird, der sich in ein Gehäuse 15 hinein erstreckt und mittels einer Feder
16 in eine Stellung gedrückt wird, in der das Ventil geschlossen ist. Innerhalb
des Gehäuses 15 ist ein unter Federdruck stehender schwenkbarer Klinkenhebel
17 angeordnet, um das Ventil gegen die Wirkung der Feder 16 in offener Stellung
zu halten.
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Innerhalb des Gehäuses 15 ist weiter ein Rotor 18 vorgesehen, der
sich um eine mistige Achse mit einer Drehzahl dreht, die der Motordrehzahl proportional
ist. Am Rotor ist eine sich diametral erstreckende Ausnehmung 19 ausgebildet,
in der eine Masse 20 verschwenkbar angeordnet ist. Diese Masse ist von im
wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit einem Kopf 20a an einem Ende, der den
Hauptteil des Gewichtes der Masse darstellt, so daß der Schwerpunkt der Masse innerhalb
des Kopfes 20a liegt.
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Die Masse 20 ist um einen Stift 21 drehbar, der sich durch ihr leichteres
Ende erstreckt. Sie kann eine beschränkte Winkelbewegung innerhalb der Ausnehmung
19 ausführen. Die Schwenkachse der Masse ist von einer Linie versetzt, die durch
ihren Schwerpunkt und die Drehachse des Rotors verläuft, und befindet sich an der
dem Schwerpunkt gegenüberliegenden Seite des Rotors. Außerdem steht die Masse in
Drehrichtung des Rotors 18 unter Federkraft. Diese Federkraft wird durch eine Schraubenzugfeder
22 geliefert. Ein Ende der Feder 22 ist an der Masse 20 mit einem Stift
23 verankert, dessen Achse auf oder nahezu auf einer Geraden liegt, die den
Schwerpunkt der Masse mit :der Rotorachse verbindet, während das andere Ende der
Feder drehbar mit dem Rotor mit Hilfe einer Schneidkante 24 verbunden ist, die in
eine Nut in einem Anschlag 18 a eingreift, der am Rotor in der Nähe seines äußeren
Umfangs ausgebildet ist, wobei die Schwenkachse der Schneidkante sich parallel zur
Schwenkachse der Masse erstreckt und an der einen Seite des Rotors liegt, die der
Schwenkachse der Masse in bezug auf die durch den Schwerpunkt der Masse verlaufende
Axialmittelebene des Rotors gegenüberliegt.
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Unter der Wirkung der Feder 22 wird der Kopf 20a der Masse gewöhnlch
in Berührung mit einer Seite der Ausnehmung 19 gehalten, in welcher Stellung er
nicht aus dem Rotor herausragt. Bei Drehzahlen über einem vorher bestimmten Wert
jedoch oder bei bestimmten Kombinationen von Drehzahl und Beschleunigung bewirken
die Fliehkräfte oder die Trägheit der Masse 20 und die Fliehkräfte, daß die Masse
20 sich winkelmäßig gegen die Wirkung der Feder 22 in eine Stellung bewegt, in der
sie aus dem Rotor herausragt (wie in strichpunktierten Linien in F i g. 3 gezeigt,
um den Klinkenhebel 17 zu berühren und auszulösen.
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Wenn die Masse 20 sich gegen die Kraft der Feder 22 bewegt,
erhöht sich der Abstand zwischen ihrem Schwerpunkt und der Drehachse des Rotors,
und es erhöhen sich dadurch die Flieh- oder Trägheitskraftmomente. Die Wirkungslinie
der Feder 22 bewegt sich jedoch dem Massendrehpunkt zu und verringert dadurch den
Hebelarm, mit dem sie bei infolge ihrer Ausdehnung vergrößerter Federkraft wirkt.
Durch diese Vorkehrung wird das <furch die Feder ausgeübte Drehmoment im wesentlichen
konstant gehalten, so daß, sobald die vorherbestimmte Drehzahl oder Kombination
der Drehzahl und Beschleunigung erreicht ist, der Kopf 20a sich schnell in seine
Anschlagstellung bewegt.