DE1576055B2 - Kugelfliehkraftregler, insbesondere fuer eine kraftstoff-luft-gemisch-regeleinrichtung fuer einspritzmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelfliehkraftregler, insbesondere für eine Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung für Einspritzmotoren, mit einem auf einer Antriebswelle befestigten Mitnehmerteil für Fliehkraftkugeln, einer auf der einen Seite des Mitnehmerteils angeordneten Anlaufscheibe für die Kugeln und einer auf der entgegengesetzten Seite des Mitnehmerteils axial verschieblich gelagerten und federbelasteten Reglermuffe, die auf ihrer Berührungsseite mit den Kugeln glockenförmig ausgebildet ist.

Kugelfliehkraftregler dieser Art sind bereits in Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung für Einspritzmotoren in Verwendung. Für die praktische Verwertung der Vorteile, die Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffeinspritzung hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Leistung bieten, ist die Ansprechempfindlichkeit der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung von Bedeutung. Dies gilt insbesondere für den Bereich der niederen Motordrehzahlen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu-

gründe, die Ansprechempfindlichkeit der bekannten Regeleinrichtungen dieser Art in dem wichtigsten Bereich der niederen Motordrehzahlen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlaufscheibe für die Fliehkraftkugeln des Reglers in einen stillstehenden scheiben- oder ringförmigen Innenteil und einen konzentrischen drehbaren Außenring unterteilt ist und daß mindestens eine der Berührungswände für die Kugeln im Bereich der radialen Stellungen, welche die Kugeln bei niederen Drehzahlen einnehmen, kugelseitig mit flachen Mulden versehen ist.

Durch den stillstehenden Innenteil der Anlaufscheibe werden die Fliehkraftkugeln, die beim Anlaufen und im niederen Drehzahlbereich der vom Einspritzmotor betriebenen Antriebswelle des Reglers an diesem Innenteil anliegen, zu einer Abrollbewegung gezwungen, während bei einer mitumlaufenden Anlaufscheibe im allgemeinen nur eine gleitende Bewegung der Kugeln in radialer Richtung unter dem Einfluß der Fliehkraft auftritt. Durch die den Kugeln aufgezwungene Abrollbewegung werden die einer radialen Verstellbewegung der Kugeln entgegenwirkenden Reibungskräfte und damit die Hysterese des Reglers vermindert. Die Ansprechempfindlichkeit des Reglers wird daher erhöht. Diese wird noch durch die flachen Mulden in einer oder beiden Berührungwänden verbessert, da durch diese Mulden auf die Kugeln zusätzlich Impulse ausgeübt werden, die von den Kugeln auf die glockenförmige Reglermuffe übertragen werden. Dadurch wird erreicht, daß die einer Verschiebebewegung der Reglermuffe und einer Verstellung des angeschlossenen Reglergestänges entgegenwirkenden statischen Reibungskräfte verringert werden, wodurch die Hysterese der gesamten Gemischregeleinrichtung noch weiter verkleinert und die Ansprechempfindlichkeit des Reglers entsprechend vergrößert werden kann.

Eine besonders günstige Impulswirkung wird erzielt, wenn die Mulden gleichmäßig verteilt über den Umfang des Innenteils der Anlaufscheibe mit der gleichen Winkelteilung oder einem echten Bruchteil der Winkelteilung angeordnet sind, unter welcher die Fliehkraftkugeln im- Mitnehmerteil gelagert sind. Auf diese Weise erhalten sämtliche Fliehkraftkugeln gleichzeitig einen Impuls, und die Impulswirkung wird dadurch erhöht.

Durch die Merkmale der vorliegeden Erfindung wird neben der Verkleinerung der Reglerhysterese eine Erhöhung der Laufruhe der Einrichtung und eine Verminderung ihrer Abnutzung erreicht. Der Weg der Verstellmuffe kann so weit vergrößert werden, daß auf die bisher gebräuchlichen Reglergestänge zur Vergrößerung des Regelweges verzichtet werden kann, und ein Raumnocken, mit welchem der Kugelfliehkraftregler üblicherweise gekoppelt ist, direkt mit der Verstellmuffe verbunden werden kann, wodurch die ganze Regeleinrichtung erkleinert wird. Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus

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der aachfolgeadea Beschreibuag in Verbiaduag mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fliehkraftreglers dargestellt ist. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch den Kugelfliehkraftregler entlang einer Mitteiebene,

Fi g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Innenteil der Anlaufscheibe des Reglers,

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3 in stark vergrößertem Maßstab.

Der Kugelfliehkraftregler einer Gemischregeleinrichtung für einen Einspritzmotor besteht aus einem Reglergehäuse 1, in dem eine Antriebswelle 2 gelagert ist. Auf der Antriebswelle 2 ist ein Mitnehmerteil 3 für Fliehkraftkugeln 4 mittels eines Keiles 5 fest angeordnet. In F i g. 2 ist dieser Mitnehmerteil 3 in Draufsicht dargestellt. Es ist mit drei symmetrisch über seinen Umfang verteilten und in radialer Riehtung verlaufenden, nach außen offenen Einschnitten 6 versehen, in denen die Fliehkraftkugel 4 so gelagert sind, daß sie seitlich geführt sind und nur eine Bewegung in radialer Richtung aus der in F i g. 1 eingezeichneten Ruhelage nach außen ausführen können.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, liegen die in den Einschnitten 6 des Mitnehmerteiles 3 gelagerten Kugeln 4 einerseits an einer kegelmantelförmigen Innenfläche 7' einer Glocke einer Verstellmuffe 8 an, die auf der Antriebswelle 2 gegen die Kraft einer konzentrisch zur Welle 2 angeordneten Schraubendruckfeder, der sogenannten Regelfeder 9, axial verschiebbar gelagert ist. In der Muffe 8 ist ein Führungsbolzen 10 eines mit seinem einen Ende 11' am Reglergehäuse 1 angelenkten Schwenkhebels 11 gelagert, dessen anderes Ende 11" an einem als Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe dienenden Hebel 12 angelenkt ist.

Die im Mitnehmerteil 3 gelagerten Fliehkraftkugeln 4 liegen andererseits gegen eine Anlaufscheibe 13 an. Diese Anlaufscheibe ist in einen ringförmigen Innenteil 14 und einen konzentrischen Außenring 15 unterteilt, deren Anlaufflächen für die Fliehkraftkugeln 4 miteinander fluchten, der Innenteil 14 ist mit einem in eine entsprechende Ausnehmung im Reglergehäuse 1 ragenden Bolzen 16 versehen und am Reglergehäuse 1 gegen ein Verdrehen gesichert. Der Außenring 15 ist dagegen in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise durch Verschrauben, mit dem mit der Welle 2 umlaufenden Mitnehmerteil 3 verbunden und läuft damit gegenüber dem stillstehenden Innenteil 14 der Anlauf scheibe 13 um.

Wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich ist, ist der stillstehende ringförmige Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Mulden 1 versehen, die auf der Höhe der strichpunktiert eingetragenen Kreislaufbahn 18 der Fliehkraftkugeln 4, die diese Kreisbahn beim Anlaufen oder bei niederer Drehzahl der Welle 2 durchlaufen, angeordnet sind. Wie ein Vergleich mit Fig. 2 zeigt, entspricht der gegenseitige Winkelabstand der Mulden 17 dem halben Winkelabstand zwischen den Kugeln 4 im Mitnehmerteil 3. Auf diese Weise wird erreicht, daß beim Umlauf der Kugeln 4 auf der Laufbahn 18 alle drei Kugeln gleichzeitig und während jedes Umlaufs sechsmal die Mulden passieren und dabei einen in Axialrichtung der Einrichtung wirksamen Impuls erhalten. Wie F i g. 4 zeigt, haben die Mulden 17 nur eine geringe Tiefe und abgeflachte Ränder 17'. Die in der Zeichnung dargestellten Mulden sind kreisförmig ausgebildet. Sie könnten aber auch in Radialrichtung länglich ausgebildet und zum umlaufenden Außenring 13 der Anlaufscheibe 13 hin noch stärker abgeflacht sein, um eine einwandfreie Radialverstellung der Kugeln zu gewährleisten.

Im Ruhezustand des Reglers werden die in dem Mitnehmerteil 3 gelagerten Kugeln 4 über die Glocke 7 der durch die Regelfeder 9 vorgespannten Muffe 8 gegen den Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 etwa auf der Höhe der die Mulden kreuzenden Laufbahn 18 gehalten. Da der Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 stillsteht, werden beim Beginn einer Drehbewegung der Welle 2 und des Mitnehmerteils 3 die Kugeln gezwungen, eine Abwälzbewegung auszuführen. Die Reglermuffe 8 läuft dabei mit einer höheren Drehzahl als die Antriebswelle um. Dadurch wird die Reibung zwischen der Kugeloberfläche und dem Anlaufscheibenteil 14 sowie der kegelmantelförmigen Lauffläche T der Glocke 7 verringert, was zu der im niederen Drehzahlbereich gewünschten Verkleinerung der Hysterese des Reglers führt. Zusätzlich werden den Kugeln 4 durch die Mulden 17 gleichzeitige Impulse erteilt, die auf die Reglermuffe und das angeschlossene Reglergestänge übertragen werden. Dadurch wird zusätzlich die normalerweise zu Beginn einer Verschiebung der Reglermuffe zu überwindende, durch statische Reibungskräfte erzeugte Widerstandsschwelle abgebaut, die entscheidenden Einfluß auf die Größe der Hysterese der gesamten Regeleinrichtung hat.

Mit steigender Drehzahl der Welle 2 verlagern sich die Kugeln 4 unter Verschiebung der Reglermuffe 8 radial nach außen und gelangen in den Bereich des rotierenden Außenringes 15 der Anlaufscheibe 13. In diesem Bereich wird den Kugeln keine Abrollbewegung mehr aufgezwungen und sie führen eine reine Gleitbewegung in radialer Richtung nach außen aus. Bei den höheren Drehzahlen haben die einer solchen Gleitbewegung der Kugeln entgegenwirkenden Reibungskräfte keinen beachtlichen Einfluß mehr auf die Regelempfindlichkeit. Vielmehr wäre bei den höheren Drehzahlen die Abrollbewegung der Kugeln dem Regler schädlich, da sie die Laufruhe beeinträchtigen und die Abnutzung der mit den Kugeln in Berührung stehenden Reglerteüe verstärken würde. Da bei höheren Motordrehzahlen außerdem die von außen auf die Regeleinrichtung einwirkenden Vibrationen stärker sind, ist bei höheren Drehzahlen auch keine Ausübung von Impulsen auf die Kugeln zwecks Erzielung einer höheren Ansprechempfindlichkeit der Gemischregeleinrichtung mehr erforderlich.

Wie bereits eingangs erwähnt, könnte an Stelle des die Verschiebebewegung der Muffe 8 übertragenen und übersetzenden Schwenkhebels 11 die Muffe direkt mit einem Raumnocken gekoppelt werden, in welchem Falle das Fördermengenverstellglied 12 mit einem mit dem Raumnocken in Berührung stehenden Taststift versehen werden könnte. Die der Glocke gegenüberliegende Anlauffläche für die Kugel muß nicht zwingend durch eine zweigeteilte Scheibe gebildet werden, sondern der feststehende Innenteil dieser Anlauffläche könnte auch auf einen Teil des Reglergehäuses oder einem besonderen Einsatz des Reglergehäuses ausgebildet sein, während der umlaufende äußere Teil der Anlauffläche direkt an einem ent-

sprechend geformten Mitnehmerteil 3 für die Kugeln 4 ausgebildet sein könnte.

Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelfliehkraftregler kann die Hysterese einer Gemischregeleinrichtung für einen Einspritzmotor sehr stark verkleinert werden und der bei mechanischen Gemischreglern gewünschte günstige langsame Ablauf des Regelvorgangs erzielt werden, so daß die Kraftstoffmengen- und die Luftmengenänderung einander stets angepaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kugelfliehkraftregler, insbesondere für eine Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung für Einspritzmotoren, mit einem auf einer Antriebswelle befestigten Mitnehmerteil für Fliehkraftkugeln, einer auf der einen Seite des Mitnehmerteils angeordneten Anlaufscheibe für die Kugeln und einer auf der entgegengesetzten Seite des Mitnehmerteils axial verschieblich gelagerten und federbelasteten Reglermuffe, die auf ihrer Berührungsseite mit den Kugeln glockenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (13) in einen stillstehenden scheiben- oder ringförmigen Innenteil (14) und einen konzentrischen drehbaren Außenring (15) unterteilt ist und daß mindestens eine der Berührungswände (14, 7) für die Kugeln (4) im Bereich der radialen Stellungen, welche die Kugeln bei niederen Drehzahlen einnehmen, kugelseitig mit flachen Mulden (17) versehen ist.

2. Kugelfliehkraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (15) der Anlaufscheibe (13) mit dem Mitnehmerteil (3) für die Fliehkraftkugeln (4) drehfest verbunden ist.

3. Kugelfliehkraftregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (14) der Anlauf scheibe (13) gegen Verdrehen gesichert mit dem Reglergehäuse (1) formschlüssig verbunden ist.

4. Kugelfliehkraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stillstehende Innenteil (14) der Anlaufscheibe (13) mit flachen Mulden (1) versehen ist.

5. Kugelfliehkraftregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden (17) in radialer Richtung nach außen mehr abgeflacht auslaufen als in den anderen Richtungen.

6. Kugelfliehkraftregler nach einem der Ansprüche 1, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden (1) gleichmäßig über den Umfang des Berührungskreises der Kugeln verteilt und mit der gleichen oder einem echten Bruchteil der Winkelteilung angeordnet sind, unter welcher die Fliehkraftkugeln (4) im Mitnehmerteil (3) gelagert sind.