DE2224756C3 - Fliehkraftdrehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftdrehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem drehzahlabhängig sich verstellenden Regelglied (Reglermuffe), dessen Regelbewegungen über mindestens einen Zwischenhebel auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe übertragbar sind und das dabei gegen einen im Reglergehäuse schwenkbar gelagerten Kraftübertragungshebel wirkt, der an einem verstellbaren gehäusefesten Anschlag abgestützt ist und unter der Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Regelfeder steht, die mit ihrem einen Ende an einem ersten Widerlager im Reglergehäuse und mit ihrem anderen Ende an einem zweiten, zur Festlegung der zu regelnden Drehzahl im Sinne einer Änderung der Vorspannkraft der Regelfeder relativ zum Kraftübertragungshebel einstellbaren Widerlager am Kraftübertrag^ngshebel eingehängt ist, wobei zur Einstellung des Proportionalbereichs eines der Widerlager der Änderung der Wirkrichtung der Regelfeder dient

Bei einem bekannten Fliehkraftdrehzahlregler dieser Bauart (DE-PS 1080814), dessen Regelfeder am Reglergehäuse fest eingehängt und am Kraftübertragungshebel über einen Zuganker gelagert ist, kann die Vorspannkraft der Regelfeder zur Änderung der zu regelnden Drehzahl durch Verstellen einer Stellmutter verändert werden, die sich über eine Druckplatte am

■5 Kraftübertragungshebel abstützt Zur Änderung des Proportionalbereichs (P-Bereichs) kann die Auflage der Druckplatte am Kraftübertragungshebel aufgrund vorhandener Rasten an den beiden Teilen so versetzt werden, daß sich die Wirkrichtung der Regelfeder

ändert Diese Änderung kann jedoch nur in Stufen vorgenommen werden, deren Größe durch den Abstand der Rasten zueinander bestimmt ist Nachteilig ist auch der beträchtliche Kraftaufwand, der nötig ist, um die Druckplatte über die Rasten zu heben, und außerdem ändert sich dadurch auch die Lage des Zugankers mit der zugehörigen Stellmutter. Beide letztgenannten Nachteile verhindern zudem den Einsatz eines mechanisierten Einstellwerkzeugs. Außerdem muß für jede Verstellung des P-Bereichs der Regler stillgesetzt werden.

Bei einem anderen bekannten Regler ähnlicher Bauart (DE-AS 10 11 223) ist die ebenfalls als Zugfeder ausgebildete Regelfeder mit ihrem einen Ende an einem im Reglergehäuse willkürlich verstellbaren und als erstes Widerlager dienenden Schwenkhebel und mit ihrem anderen Ende in einer als zweites Widerlager dienenden öse am Kraftübertragungshebel eingehängt. Dieses zweite Widerlager bietet keine Verstellmöglichkeit, und das erste Widerlager ist als Wippe ausgebildet

und dient zugleich der Änderung der Vorspannung der Regelfeder als auch der Einstellung des P-Bereiches des Reglers. Auch bei diesem Regler kann kein mechanisiertes Einstellwerkzeug verwendet werden, da durch eine an der Wippe angreifende Schraube die Vorspannung

4S der Regelfeder nur änderbar ist, wenn diese Schraube etwa senkrecht steht und durch eine mit einem Schraubstopfen verschlossene öffnung zugänglich ist. Dazu muß der Regler stillgesetzt werden. Durch Verschwenken des Schwenkhebels wird sowohl die Federvorspannung aufgrund der Kniehebelwirkung der versetzt angeordneten Drehpunkte als auch die Wirkrichtung der Regelfeder geändert, wobei hier jedoch eine direkte Kopplung zwischen Drehzahl- und Proportionalbereich vorhanden ist. Falls eine Änderung

SS des Proportionalbereichs für eine durch die Schwenklage des Schwenkhebels bestimmte Stellung der Regelfeder verlangt wird, muß der Schwenkhebel in seine Stopplage zurückgeschwenkt werden und durch Verstellen der an der Wippe angreifenden Schraube die Feder entsprechend nachgespannt werden und danach der Schwenkhebel wieder in seine Betriebslage gebracht werden. Dieser Vorgang ist sehr umständlich, kann nur bei stehendem Regler vorgenommen werden und erfordert eine sehr große Geschicklichkeit des

Einstellers.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Fliehkraftdrehzahlregler der eingangs genannten Bauart so zu verbessern, daß die bei den bekannten

Reglern auftretenden und vorstehend aufgeführten Nachteile beseitigt und eine kontinuierliche Einstellung des Reglers auch während des Betriebes sowie ggf. der Einsatz eines mechanisierten Einstell Werkzeugs möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Widerlager der Regelfeder auf einem im Reglergehäuse gelagerten, gegen axiales Verschieben gesicherten und zur Einstellung des Proportionalbereichs (P-Bereichs) des Reglers verdrehbaren und dabei die Wirkrichtung der Regelfeder ändernden Lagerbolzen angeordnet und als schraubenförmige Nut in diesen eingearbeitet ist

Damit ist eine kontinuierliche Einstellung des P-Bereichs bei laufendem Regler möglich, wobei als weiterer Vorteil hervorzuheben ist, daß sich die Einbaulage des Lagerbolzens nicht ändert, was zudem eine automatisierte Einstellung des P-Bereichs erlaubt

In Anpassung an den Drahtquerschwitt der als Zugfeder ausgebildeten Regelfeder hat die schraubenförmige Nut ein halbkreisförmiges Profil, wodurch weitere Übertragungs- oder Lagerteile eingespart werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist derart, daß das zweite Widerlager an einem Hebelarm eines Winkelhebels angeordnet ist, der im Kraftübertragungshebel gelagert ist und dessen anderer Hebelarm sich an einer in den Kraftübertragungshebel eingeschraubten und zur Festlegung der zu regelnden Drehzahl verstellbaren Anschlagschraube abstützt Hierdurch ist eine vom eingestellten P-Bereich unabhängige Einstellung der zu regelnden Drehzahl möglich, was durch die praktisch ortsfeste Lage der Anschlagschraube auch eine automatisierte Einstellung dieses Sollwerts erlaubt

Um die Einstellmöglichkeil des Reglers weiter zu verbessern, ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fliehkraftdrehzahlreglers dadurch gekennzeichnet, daß die Regelfeder und der als gerader Hebel ausgebildete Kraftübertragungshebel mindestens annähernd senkrecht zur Achse des Regelgliedes angeordnet sind, der eine Hebelarm des Winkelhebels senkrecht aus dem Kraftübertragungshebel herausragt und der Lagerbolzen sowie die Anschlagschraube parallel zur Achse des Regelgliedes angeordnet sind. Dadurch sind sämtliche Einstellglieder von einer Seite, und zwar von der Stirnseite des Reglers, zugänglich, was in besonders vorteilhafter Weise den Einsatz eines zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßten, für alle Einstellglieder gemeinsamen, ggf. automatisierten, Einstellwerkzeugs ermöglicht

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieber.. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Beispiel nach der Linie I-I in F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie Il-II in Fig. 1 und

Fig.3 einen Längsschnitt nach der Linie IH-III in Fig. 2.

Auf der Antriebswelle 10 einer im übrigen nicht dargestellten Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine ist ein Fliehgewichtsregler 11 befestigt, dessen schwenkbar gelagerte Fliehgewichte 12 mit Armen 13 an der Stirnfläche 14 eines Drucklagers 16 angreifen, das auf einem Ansatz einer als Regelglied dienenden Reglermuffe 15 gelagert ist und die Stellkräfte der Fliehgewichte 12 auf die Reglennuffe 15 überträgt. Die Reglermuffe 15 ist mit ihrem einen Ende auf einem zylindrischen Zapfen 17 der Antriebswelle gelagert und ihr anderes, der Antriebswelle 10 abgewandtes Ende ist mit seitlich herausragenden Führungszapfen 18 versehen, die in je einer Führungsbahn 19 eines Kraftübertra-S gungshebels 21 geführt sind (siehe auch F i g. 3).

Der Kraftübertragungshebe! 21 hat einen im wesentlichen U- oder H-förmigen Querschnitt, dessen beide zur Einspritzpumpe hinweisenden Schenkel 22 die Führungsbahnen 19 für die Führungszapfen 18 der

ίο Reglermuffe 15 enthalten. In Höhe der Achse der Antriebswelle 10 und der Reglermuffe 15 ist ein Einstellglied 23 in den Kraftübertragungshebel 21 eingeschraubt und durch eine Mutter 24 in seiner Einbaulage gesichert. Das Einstellglied 23 hat eine Planfläche 26, gegen die sich nach Zurücklegen eines ersten Teilweges a eine gewölbte Stirnseite 27 der Reglermuffe 15 abstützt

Beim Zurücklegen des vorerwähnten ersten Teilweges a arbeitet die Reglermuffe 15 gegen eine als Start- oder Leerlaufregelfeder dienende Blattfeder 28, deren eines Ende 29 im Kraftübertragungshebel 21 gelagert ist und deren anderes Ende 31 gegen die Führungszapfen 18 der Reglermuffe 15 drückt Die auf die Reglermuffe 15 einwirkende Vorspannkraft der Blattfeder 28 wird durch eine Einstellschraube 34 erzeugt, die in den Kraftübertragungshebel 21 eingeschraubt und in ihrer eingestellten Lage durch eine Mutter 35 gesichert ist

Der Kraftübertragungshebel 21 ist ein gerader zweiarmiger Hebel, der als gehäusefesten Drehpunkt einen Lagerbolzen 38 hat und dessen gezeichnete Ruhelage durch einen gehäusefesten Anschlag 39 bestimmt ist, der durch die Stirnseite einer in das Reglergehäuse 37 selbstsichernd eingeschraubten Anschlagschraube 41 gebildet wird.

Der Kraftübertragungshebel 21 ist um den Lagerbolzen 38 entgegen dem Uhrzeigersinn schwenkbar. Diese Schwenkbewegung findet statt wenn die von den Fliehgewichten 12 herrührende und von der Reglermuffe 15 über das Einstellglied 23 auf den Y -aftübertragungshebel 21 ausgeübte Kraft größer ist als die von einer Regelfeder 42 herrührende Rückstellkraft Diese Regelfeder 42 ist eine Zugfeder, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Regelgliedes 15 im Regler angeordnet ist und an zwei Widerlagern 43, 44 eingehängt ist, von denen das erste Widerlager 43 gehäusefest und das zweite Widerlager 44 an einem Hebelarm 45a eines zur Einstellung der maximalen Drehzahl verstellbaren Winkelhebels 45 angeordnet ist, der über einen durch die beiden Schenkel 22 des Kraftübertragungshebels 21 gesteckten Lagerbolzen 46 mit dem Kraftübertragungshebel 21 verbunden ist Die gezeichnete Einbaulage des Winkelhebels 45, dessen einer Hebelarm 45a senkrecht aus dem Kraftübertragungshebel 21 herausragt, wird durch eine Einstellschraube 47 bestimmt, mit deren Hilfe die Vorspannung der Regelfeder 42 änderbar ist und gegen die sich ein anderer Hebelarm 456 des Winkelhebels 45 abstützt. Die Vorspannung der Regelfeder 42 bestimmt in bekannter Weise die maximale Drehzahl, die der Regler zu regeln oder zu begrenzen hat

Das erste Widerlager 43 der Regelfeder 42 wird von einer schraubenförmigen Nut 48 mit halbkreisförmigem Profü gebildet, die in einen Lagerbolzen 49 eingearbeitet ist, der seinerseits parallel zur Achse des Regelgliedes 15, parallel zur Anschlagschraube 41 und mindestens annähernd parallel zu den Einstellschrauben 34, 47 und zum Einstellglied 23 in das Reglergehäuse 37 eingesetzt ist.

Der Lagerbolzen 49 ist zur Einstellung des Proportionalbereichs (P-Bereichs) des Reglers verdrehbar, denn beim Verdrehen des Lagerbolzens 49 verschiebt sich der Einhängepunkt bzw. die Lage des ersten Widerlagers 43 der Regelfeder 42 derart in waagrechter Richtung, daß sich die Wirkrichtung der Regelfeder 42 ändert. Dadurch ändert sich bekanntlich die wirksame Federsteifigkeit der Feder 42 in bezug auf die auf den Kraftübertragungshebel 2t ausgeübte Kraft, die als Rückführkraft der Stellkraft der Reglermuffe 15 entgegenwirkt.

Damit sich die Lage des Lagerbolzens 49 in Betrieb des Reglers nicht verändert, ist eine Druckschraube 51 in bekannter Weise etwas exzentrisch zur Mitte der Achse des Lagerbolzens 49 im Bereich eines Lagers dieses Bolzens in das Reglergehäuse 37 eingeschraubt (siehe F i g. 3).

Die gegen die Rückstellkräfte der Regelfeder 28 und 42 arbeitende Reglermuffe 15 überträgt ihre Regelbewegungen über einen Zwischenhebel 53 und einen als zweiten Zwischenhebel dienenden Kulissenhebel 54 sowie über einen Kraftspeicher 55 auf eine als Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe dienende Regelstange 56 (F i g. 3).

Die Verbindung zwischen der Reglermuffe 15 und dem Zwischenhebel 53, der die Form eines U-förmigen Bügels hat, ist ein Kugelgelenk 57 (Fig. 1), das mit seinem einen Teil an einem Lagerarm 61 der Reglermuffe 15 angebracht ist. Der Zwischenhebel 53 ist mit zwei Kugelzapfen 62 im Reglergehäuse 37 gelagert (siehe dazu Fig.2) und mit einem Bolzen 63 an den Kulissenhebel 54 angelenkt.

Der Kulissenhebel 54 hat eine Kulissenführung 64 (F i g. 3), in die ein Führungszapfen 65 eines Lenkhebels 66 eingreift, der fest mit einer im Reglergehäuse 37 gelagerten Welle 67 verbunden ist. Auf dieser Welle 67 ist außerhalb des Reglergehäuses 37 ein Bedienungshebel 68 (F i g. 2) befestigt, mit dessen Hilfe die Welle 67 und damit der Lenkhebel 66 verschwenkbar ist, wobei sich gleichzeitig mit der Lage der Regelstange 56 auch das Hebelübersetzungsverhältnis des zweiarmigen Kulissenhebels 54 in bekannter Weise ändert. Der Kulissenhebel 54 und der Kraftspeicher 55 sind mit einem Verbindungsbolzen 69 (F i g. 3) verbunden, und die Welle 67 (siehe dazu Fig.2), die an ihrem einen Ende außerhalb des Reglergehäuses 37 den Bedienungshebel 68 trägt, ist auf ihrem anderen Ende mit einem Anschlaghebel 71 versehen, der dazu dient, den Schwenkweg des Bedienungshebels 68 und damit des Lenkhebels 66 in Zusammenarbeit mit entsprechenden, an sich bekannten und deshalb auch nicht näher dargestellten Anschlägen zu begrenzen. Beide Hebel 68 und 71 können selbstverständlich auch auf derselben Seite des Reglers angebracht sein.

Ein Deckel 78 verschließt das Reglergehäuse 37 an seiner der Einspritzpumpe abgewandten Stirnseite und ermöglicht nach seinem Entfernen den Zugriff zu sämtlichen, im wesentlichen waagrecht liegenden Einstellgliedern des Reglers. Diese Einstellglieder sind, um sie noch einmal zusammengefaßt zu nennen, der Lagerbolzen 49 zur Veränderung des P-Bereichs des Reglers, die Anschlagschraube 41 zur Einstellung der Ruhelage des Kraftübertragungshebels 21, die Einstellschraube 47 zur Änderung der Vorspannung der Regelfeder 42, die Einstellschraube 34 zur Änderung der Vorspannung der Blattfeder 28 und das Einstellglied 23 für die Einstellung des ersten Teilweges a der Reglermuffe 15, der im Normalfall der Leerlaufhub der

Reglermuffe 15 ist. Der Regler arbeitet wie folgt:

Die beweglichen Teile des Reglers sind in Ruhelage gezeichnet (Drehzahl = 0 Umdrehungen pro Minute), der Bedienungshebel 68 und damit auch der Lenkhebel 66 stehen in ihrer Stoppstellung.

Beim Starten der Brennkraftmaschine wird der Bedienungshebel 68 und damit der Lenkhebel 66 (siehe dazu F i g. 3) durch Verschwenken in Richtung des Pfeiles 79 in Vollaststellung gebracht und dabei die Regelstange 56 vom Kulissenhebel 54 unter Zwischenschaltung des Kraftspeichers 55 in Richtung des Pfeiles 80 in die Startstellung geschoben. In Startstellung der Regelstange 56 führt die Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffmenge zu, welche die Vollastkraftstoffmenge übersteigt und das Starten des Motors erleichtert

Ist der Motor angesprungen, und wird der Bedienungshebel 68 beispielsweise in der Vollaststellung gehalten, steigt die Drehzahl weiter an und die Fliehgewichte 12 schwenken aus ihrer gezeichneten Innenlage unter der Wirkung der Riehkräfte nach außen. Die Riehgewichte 12 drücken dabei mit ihren Armen 13 über das Drucklager 16 auf die Reglermuffe 15, die sich entgegen der Kraft der Blattfeder 28 so lange verschiebt, bis sie mit der Stirnseite 27 an der Planfläche 26 des in den Kraftübertragungshebel 21 eingeschraubten Einstellgliedes 23 anliegt Bei dieser Bewegung der Muffe 15 um den Teilweg a bewegt sich der Lagerarm 61 mit dem Kugelgelenk 57 um den gleichen Betrag und zieht die Regelstange 56 über die angelenkten Übertragungsglieder 53,54 und 55 aus der Start- in die Vollaststellung. In dieser Stellung verharrt der Regler bei weiter ansteigender Drehzahl, bis die durch die Vorspannung der Regelfeder 42 eingestellte Enddrehzahl erreicht ist Wird letztere bei teilbelastetem Motor überschritten, hebt sich der Kraftübertragungshebel 21 unter der steigenden Muffenkraft von seinem Anschlag 39 ab, und die Reglermuffe 15 bewegt sich weiter über den Weg a hinaus. Die Reglermuffe 15 bringt dabei die Übertragungsglieder 53,54,55 und die Regelstange 56 in eine solche Stellung, bei der die Kraftstoffmenge der Einspritzpumpe so weit verringert wird, bis sie der vom Motor abgenommenen Leistung entspricht und die Drehzahl innerhalb des P-Bereichs eingehalten wird. Da die Kräfte der Regelfeder 42 einerseits vom Widerlager 43 und andererseits vom Anschlag 39 des Kraftübertragungshebels 21 oder von der Reglermuffe 15 aufgenommen werden, sind die Übertragungsglieder 53, 54 und 55 in allen Betriebszuständen frei von Rückstellkräften. Liegt die Regelstange 56 beispielsweise in ihrer Endstellung an einem nicht näher dargestellten Anschlag an, und bewegt sich der Bedienungshebel 68 des Reglers über eine dieser Anschlagstellung entsprechende Lage hinaus, wird eine Feder des Kraftspeichers 55 zusammengedrückt, und nur diese, vergleichsweise geringen Kräfte gelangen in das Gestänge.

Da, wie bereits oben erwähnt, alle Einstellglieder von der einen Stirnseite des Reglers her zugänglich sind und alle parallel zueinander bzw. mindestens annähernd parallel zueinander angeordnet sind, ist dieser erfindungsgemäße Riehkraftdrehzahlregler besonders füi eine automatisierte Einstellung geeignet. Aber auch ohne diese automatisierte Einstellung bietet dei erfindungsgemäße Riehkraftdrehzahlregler den Vorteil, daß sämtliche Einstellglieder von einer Seite hei zugänglich sind und auch unabhängig voneinander, d. h

ohne IJecinfliissisng der I unklion anderer Kinstellglie tier, verstellt werden können. I in weiterer Vorteil des Heglers besteht darin, dal.! die als Start- oder l.eerlaiifregelfeder dienende Hlallfeder 28 mit ihrer zugehörigen lünstellschraube 54 im Krafiüberuagungs hebel 21 gelagert ist. wodurch diese I eder nach dem Anliegen der Reglermuffenslirnseiie 27 am Siüt/hebel 21 b/w. an dessen l-ünsicllglied 25 fest eingespannt ist und keinen weiteren KinfluU mehr auf die Regelung tier !■niklieh/ahl ausübt.

I licivu } Blatt /.eielinunuen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Riehkraftdrehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem drehzahlabhängig sich verstellenden Regelglied (Reglermuffe), dessen Regelbewegungen über mindestens einen Zwischenhebel auf das Fördermengen verStellglied der Einspritzpumpe übertragbar sind und das dabei gegen einen im Reglergehäuse schwenkbar gelagerten Kraftübertragungshebel wirkt, der an einem verstellbaren gehäusefesten Anschlag abgestützt ist und unter der Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Regelfeder steht, die mit ihrem einen Ende an einem ersten Widerlager im Reglergehäuse und mit ihrem anderen Ende an einem zweiten, zur Festlegung der zu regelnden Drehzahl im Sinne einer Änderung der Vorspannkraft der Regelfeder relativ zum Kraftübertragungshebel einstellbaren Widerlager am Kraftübertragungshebe] eingehängt ist, wobei zur Einstellung des Proportionalbereichs eines der Widerlager der Änderung der Wirkrichtung der Regelfeder dient, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Widerlager (43) der Regelfeder (42) auf einem im Reglergehäuse (37) gelagerten, gegen axiales Verschieben gesicherten und zur Einstellung des Proportionalbereichs (P-Bereichs) des Reglers verdrehbaren und dabei die Wirkrichtung der Regelfeder (42) ändernden Lagerbolzen (49) angeordnet und als schraubenförmige Nut (48) in diesen eingearbeitet ist

2. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Nut (48) ein halbkreisförmiges Profil hat

3. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Widerlager (43) an einem Hebelarm (4Sa) eines Winkelhebels (45) angeordnet ist, der im Kraftübertragungshebel (21) gelagert ist und dessen anderer Hebelarm (45b) sich an einer in den Kraftübertragungshebel (21) eingeschraubten und zur Festlegung der zu regelnden Drehzahl verstellbaren Anschlagschraube (47) abstützt

4. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelfeder (42) und der als gerader Hebel ausgebildete Kraftübertragungshebel (21) mindestens annähernd senkrecht zur Achse des Regelgliedes (15) angeordnet sind, der eine Hebelarm (45a^ des Winkelhebels (45) senkrecht aus dem Kraftübertragungshebel (21) herausragt und der Lagerbolzen (49) sowie die Anschlagschraube (47) parallel zur Achse des Regelgliedes (15) angeordnet sind.