DE2804580A1

DE2804580A1 - Drehzahlmessglied, insbesondere fuer spritzzeitpunktversteller

Info

Publication number: DE2804580A1
Application number: DE19782804580
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Fuessner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB1595837A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Drehzahlmeßglied nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie es aus der DE-OS 1 576 055 bekannt ist. Dort werden in einer Schlitze aufweisenden Führung als Kugeln ausgebildete Wälzkörper geführt. An den Berührungsstellen der Führung mit den Kugeln entsteht eine unerwünschte Reibung, die zu Einstellungenauigkeiten führt. Weiter müssen die Kugeln in der Führung mit einem gewissen Spiel geführt sein, wodurch aber die Laufruhe und exakte fliehkraftabhängige Einstellung der Kugeln leidet.

Aus der DE-OS 1 576 055 ist es ferner bekannt, in einer der Laufflächen, auf denen die Wälzkörper abrollen, im Bereich niedriger Drehzahl Laufflächenunterbrechnungen vorzusehen, und zwar gleichmäßig am Umfang verteilt doppelt so viele wie Wälzkörper vorhanden sind. Die relativ klein ausgebildeten Laufflächenunterbrechungen verursachen Stöße, durch die eine Herabsetzung der Reglerreibung im niedrigen Drehzahlbereich erreicht werden soll.

Aus der DE-AS 1 242 048 ist es ferner bekannt, eine drehzahlabhängige Verschiebung von kugelförmigen Wälzkörpern dadurch zu erreichen, daß entsprechende Anlageflächen an schwenkbaren Hebeln vorgesehen sind, die durch die Fliehkraft entgegen der Wirkung von Federn in Abhängigkeit von der Drehzahl verschoben werden. Die Kugeln sind dabei in Löchern einer Führung gehalten. Durch die Reibung in dieser Führung und den schwenkbaren Armen ist keine exakte drehzahlabhängige Verstellung eines Verstellflansches erreichbar.

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Aufgabe * · *

In Vermeidung dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Drehzahlmeßglied gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, das die Abnahme einer exakten drehzahlabhängigen Meßgröße ermöglicht mit nur geringen Reibungseinflüssen und das nicht zu Schwingungen neigt.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Führung für die Radialführung jedes einzelnen Wälzkörpers sternartig radial gerichtete Führungsbolzen aufweist. Dadurch sind die Wälzkörper in Umfangsrichtung exakt geführt und müssen nicht zu ihrer Mitnahme an einer am Außenumfang angreifenden'Führung geführt werden. Die reibungsbedingten Anzeigefehler sind daher stark herabgesetzt. Durch die exakt mögliche Führung auf den Führungsbolzen wird auch die Schwingungsmöglichkeit der Wälzkörper stark begrenzt, wodurch gleichzeitig auch der Verschleiß der einander berührenden Teile vermindert wird.

In besonders vorteilhafter Weise kann jeder Wälzkörper in radialer Richtung durch mindestens eine der Fliehkraft entgegenwirkende Feder gehalten sein. Dadurch wird die radiale Lage exakt durch die Fliehkraft bestimmt und Reibungseinflüsse weitgehend ausgeschaltet. Die freie Einstellung der Wälzkörper kann noch wesentlich begünstigt werden, wenn die am Umfang einer der Laufflächen verteilten gegenüber der eigentlichen Lauffläche zurückgesetzten Laufflächenunterbrechungen sich über die

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gesamte, dem ganzen Drehzahlbereich zugeordnete Lauffläche verteilt, erstrecken. Die Wälzkörper, die sich in dem Bereich der Laufflächenunterbrechungen befinden, können sich ganz frei entsprechend der Fliehkraft und der entgegenwirkenden Federkraft lagegenau einstellen. Die Summe der Restlaufflächen ist dabei immer größer als die Summe der Fläche der Laufflächenunterbrechungen. Dies gilt auch für die kreisförmigen Abwälzstrecken jeder einzelnen Umlaufbahn der Wälzkörper, wobei die Restlaufflächen so am Umfang verteilt sind, daß mindestens ein Teil der Wälzkörper mit beiden Laufflächen zusammenwirkt.

Eine besonders gute Laufruhe bei geringstem Verschleiß kann dadurch erreicht werden, daß. die Übergänge zwischen den Restlaufflächen und den Laufflächenunterbrechungen in Umfangsrichtung stetig sind und nur eine geringe Krümmung aufweisen.

Die Herstellung der Laufflächen ist besonders einfach, wenn die Restlaufflächen und die Laufflächenunterbrechungen etwa kreisringsektorartig ausgebildet sind, wobei die Kreissektorwinkel der Restlaufflächen größer sind als die Kreissektorwinkel der Laufflächenunterbrechungen.

Um Schwingungsanregungen soweit wie möglich auszuschalten, entspricht die Anzahl der umlaufenden Wälzkörper nicht einem Vielfachen der Restlaufflächen und/oder Laufflächen-

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Unterbrechungen. Gleiches gilt auch, wenn das Drehzahlmeßglied bei einer Einspritzpumpe mit mehreren Pumpenelementen verwendet wird, dann wird die Anzahl der Wälzkörper, der Restlaufflächen und der Laufflächenunterbrechungen so gewählt, daß sie nicht der Anzahl, einem ganzzahligen Vielfachen oder einem ganzzahligen Anteilbruchteil der vorhandenen Pumpenelemente entspricht .

In besonders vorteilhafter Weise wird eine sichere Führung der Wälzkörper dadurch erreicht, daß die Führungsbolzen auf einem drehbar und in axialer Richtung verschiebbaren geführten Ring befestigt sind. Die Wälzkörper selbst können kugelartig, aber zur Gewichtseinsparung auch als scheibenartiger Rollenring ausgebildet sein und eine den Führungsbolzen aufnehmende Lagerbohrung aufweisen.

Zur Abstützung der Wälzkörper gegen die Fliehkraft ist in einfacher Weise zwischen dem äußeren Ende des Führungsbolzens und dem Wälzkörper mindestens eine Druckfeder vorgesehen, die zur Reibungs- und Verschleißminderung vorteilhaft zwischen Gleitscheiben angeordnet ist. Diese Gleitscheiben können zur Reibungsminderung noch zusätzlich mit einer reibungsherabsetzenden Oberfläche versehen sein.

Eine besonders leichte Einstellung der verstellbaren Lauffläche des Drehzahlmeßglieds wird erreicht, wenn die Laufflächenunterbrechungen auf dem die glockenförmig

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ausgebildeten Laufflächen aufweisenden umlaufenden, in axialer Richtung verschiebbaren Verstellflansch vorgesehen sind. Durch den wechselnden übergang der Wälzkörper von der Laufflächenunterbrechung auf die Lauffläche und umgekehrt erfährt der Verstellflansch jeweils kleine Impulse, durch die die vorhandene Reibung wesentlich leichter überwunden wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist durch den Verstellflansch eine Antriebswelle des Antriebs mit einer Einspritzpumpenwelle gekoppelt und es sind bei einer axialen Verschiebung des Verstellflansches die beiden Wellen zur SpritzZeitpunktverstellung relativ gegeneinander verdrehbar. Zweckmäßigerweise sind die Drallflächen zur relativen Verdrehung der Wellen bei einer Axialverschiebung des Verstellflansches so angeordnet, daß durch das Antriebsmoment der Verstellflansch gegen die Wälzkörper hin verschoben wird. Der Kraftschluß kann durch eine zusätzliche Feder noch erhöht werden.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spritzzeitpunktversteller,

Fig. 2 eine Teilseitenansicht des Restlaufflächen und Laufflächenunterbrechungen aufweisenden Verstellflansches gemäß der Linie II-II

in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Umfangsabwicklung des in Fig. 2 dargestellten Verstellflansches entlang der strichpunktiert in Fig. 2 eingezeichneten ümfangslinie III.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

In einem Flansch 1 einer nicht dargestellten Einspritzpumpe und einem daran angeschraubten Gehäuse 2 ist eine Einspritzpumpenwelle 3 und eine Antriebswelle drehbar gelagert. Zur Spritzzeitverstellung sind die beiden Wellen 3 und 4 gegeneinander verdrehbar. Dazu ist einmal ein Zapfen 5 der Antriebswelle 4 in einer Bohrung der Einspritzpumpenwelle 3 drehbar aufgenommen und zum anderen ist auf der Einspritzpumpenwelle 3 eine achsparallele Führungsverzahnung 6 und auf der Antriebswelle 4 eine schräge Verzahnung 7 vorgesehen, auf denen mit entsprechenden Gegenverzahnungen ein Verstellflansch 8 des als Spritzzeitpunktverstellers ausgebildeten Drehzahlmeßglieds 10 angeordnet ist.

Der Verstellflansch 8 ist auf seiner dem Flansch 1 zugekehrten Seite glockenförmig ausgebildet und bildet dort eine mit der Antriebswelle 4 umlaufende Lauffläche

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während der Flansch 1 eine weitere fest angeordnete Lauffläche 12 abgibt, zwischen denen vier Wälzkörper 13 abrollen. Diese Wälzkörper 13 sind jeweils für sich auf einem Führungsbolzen 14 einer Führung 15 drehbar und in radialer Richtung verschiebbar geführt. Dazu sind die Führungsbolzen 14 auf der Außenseite eines Rings 16 radial verlaufend befestigt. Der Ring 16 selbst ist auf einer Nabe 17 des Verstellflanschs 8 drehbar und in axialer Richtung verschiebbar geführt, so daß sich die Führung 15 etwa mit der halben Drehzahl der Antriebswelle 4 durch die Wälzkörper 13 angetrieben dreht. Die Wälzkörper 13 selbst sind scheibenartig ausgebildet mit einer Lagerbohrung 18 für die Führungsbolzen 14 versehen. Zum Ausgleich der Fliehkraft ist zwischen Gleitscheiben 19 und 20 eine Feder 21 vorgesehen. Es können aber auch abgestuft mehrere Federn vorgesehen sein, um in Abhängigkeit von der Fliehkraft entsprechend der Drehzahl der Antriebswelle 4 eine entsprechende Radiallage der Wälzkörper 13 zu erreichen.

Die stehende Lauffläche 12 des Flansches 1 ist eben ausgebildet, während die gegenüberliegende Lauffläche 11 des Verstellflansches einmal in Achsrichtung versetzt tieferliegende Laufflächenunterbrechungen 22 aufweist, so daß die Lauffläche 11 aus diesen Laufflächenunterbrechungen 22 und aus Restlaufflächen 23 besteht, die kreisringsektorenartig ausgebildet sind. Der Kreissektorwinkel 24 der Restlaufflächen 23 ist dabei größer ausgebildet als der Kreissektorwinkel 25 der Laufflächenunterbrechungen 22. Die Übergänge 26 zwischen den Restlaufflächen 23 und den Laufflächenunterbrechungen 22 sind stetig übergehend ausgeführt, so daß die auf

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den Restlaufflächen 23 abrollenden Wälzkörper 13 sanft auflaufen und wieder ablaufen. In Fig. 3 ist eine Abwicklung der Lauffläche 11 entlang der in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichneten Umlaufbahn III dargestellt mit einer momentanen Lage der im Ausführungs beispiel gewählten vier Wälzkörper 13.

Wirkungsweise des Spritzzeitpunktverstellers

Durch das von der Antriebswelle 4 auf die Einspritzpumpenwelle 3 zu übertragende Drehmoment wird der Verstellflansch 8 in Richtung zum Flansch 1 hin verschoben, so daß die Wälzkörper 13 kraftschlüssig zwischen den Laufflächen 11 und 12 gehalten umlaufen. Dabei ist die Drehzahl der die Führungsbolzen 14 aufweisenden Führung 15 etwa halb so groß wie die Drehzahl des Ver-Stellflansches 8. Durch die auftretende Fliehkraft werden die Wälzkörper 13 nach außen gedrängt und durch die Feder 21 abgestützt. Um hier eine exakte von der Feder 21 und der Drehzahl abhängige ^!Lage der Wälzkörper sicherzustellen, unabhängig von auftretender Reibung, sind jeweils zwei der Wälzkörper 13 im Bereich der Laufflächenunterbrechungen 22 frei auf den Führungsbeizen 14 verschiebbar und nehmen die entsprechende drehzahlabhängige Stellung ein, die sie in etwa während des Durchlaufens durch die Restlaufflächen beibehalten.

In der nachfolgenden Laufflächenunterbrechung 22 kann dann durch die Feder 21 unabhängig von Reibungskräften eine neue Lagekorrektur der Wälzkörper 13 erfolgen. Die Einstellung der Wälzkörper 13 ist daher unabhängig von einer Belastung oder Leistungsübertragung.

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Entsprechend der Lage der Wälzkörper 13 auf den Führungsbolzen 14 erfolgt eine axiale Verschiebung des Verstellerflansches 8 in Abhängigkeit von der Form der glockenförmig ausgebildeten Lauffläche 11. Die axiale Verschiebung bewirkt wiederum eine gegenseitige relative Verdrehung der Wellen 3 und 4 und damit eine entsprechende Spritzzeitpunktverstellung.

In vorteilhafter Weise ist der Neigungswinkel oC der Lauffläche 11 kleiner als der oder höchstens gleich dem am Wälzkörper 13 wirksamen Reibungswinkel, so daß bei Kraftschluß zwischen Wälzkörper 13 und Lauffläche 11 durch die so auftretende Selbsthemmung eine ' ungewollte radiale Verschiebung des Wälzkörpers 13 vermieden wird.

Selbstverständlich kann die axiale Verschiebung des Verstellflansches 8 des Drehzahlmeßglieds 10 auch direkt als Drehzahlmaß für andere Zwecke, beispielsweise für die Drehzahlregelung einer Einspritzpumpe verwendet werden oder auch über einen elektronischen Abgriff weiterverwertet werden.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

4Iy Drehzahlmeßglied, insbesondere für Spritzzeitpunktversteller, bei dem zwischen einer durch einen Antrieb umlaufenden, vorzugsweise etwa glockenförmig ausgebildeten Lauffläche und einer stehenden Lauffläche, der Fliehkraft unterworfen, durch eine Führung geführte und in radialer Richtung in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl gegen die Wirkung mindestens einer Feder verschiebbare Wälzkörper abrollen, wobei durch die radiale Verschiebung der Wälzkörper der Abstand der Laufflächen drehzahlabhängig verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (15) für die radiale Führung jedes einzelnen Wälzkörpers (13) sternartig radial gerichtete Führungsbolzen (14) aufweist.
2. Drehzahlmeßgleid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wälzkörper (13) in-radialer Richtung durch mindestens eine der Fliehkraft entgegenwirkende Feder (21) gehalten ist.
3. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 1, mit am Umfang einer der Laufflächen verteilten, gegenüber der eigentlichen Lauffläche zurückgesetzten Laufflächenunter-

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brechung, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenunterbrechungen (22) sich über den ganzen Drehzahlbereich über die gesamte Lauffläche (11) verteilt erstrecken.
4. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Restlaufflächen (23) größer ist als die Summe der Fläche der Laufflächenunterbrechungen (22) .
5. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge (26) zwischen den Restlaufflächen (23) und den Laufflächenunterbrechungen (22) stetig sind.
6. Drehzahlmeßglied nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Restlaufflächen (23) und die Laufflächenunterbrechungen (22) etwa kreisringsektorartig ausgebildet sind.
7. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreissektorwinkel (24) der Restlaufflächen (23) größer sind als die Kreissektorwinkel (25) der Laufflächenunterbrechungen (22).
8. Drehzahlmeßglied nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der umlaufenden

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Wälzkörper (13) nicht einem Vielfachen der Anzahl der Restlaufflächen (23) und/oder der Anzahl der Laufflächenunterbrechungen (22) entspricht.
9. Drehzahlmeßglied nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung bei einer Einspritzpumpe mit mehreren Pumpenelementen/ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Wälzkörper (13) , der Restlaufflächen (23) und der Laufflächenunterbrechungen -(22) nicht der Anzahl, einem ganzzahligen Vielfachen oder einem ganzzahligen Anzahlbruchteil der vorhandenen Pumpenelemente entspricht.
10. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (14) der Führung (15) auf einem drehbar und in axialerRichtung verschiebbar geführten Ring (16) befestigt sind.
11. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (13) scheibenartige Rollenringe sind und eine den Führungsbolzen (14) aufnehmende Lagerbohrung (18) aufweisen.
12. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Ende des Führungs-

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bolzens (14) und dem Wälzkörper (13) mindestens eine die Fliehkraft aufnehmende Druckfeder (21) vorgesehen ist.
13. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (21) bzw. die Druckfedern zwischen Gleitscheiben (19) und (20) angeordnet sind.
14. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenunterbrechungen (22) auf dem die glockenförmig ausgebildete Lauffläche (11) aufweisenden umlaufenden, in axialer Richtung verschiebbaren Verstellflansch (8) vorgesehen sind.
15. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Verstellflansch (8) eine Antriebswelle (4) des Antriebs mit einer Einspritzpumpenwelle (3) gekoppelt und bei einer axialen Verschiebung des Verstellflanschs (8) die beiden Wellen (4,3) relativ gegeneinander verdrehbar sind.
16. Drehzahlmeßglied nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallflächen einer Schrägverzahnung (7) zur Relativverdrehung der Wellen (3,4) bei einer Axialverschiebung des Verstellflansches (8) so angeordnet sind,

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daß durch das Antriebsmoment der Antriebswelle (4) der Verstellflansch (8) gegen die Wälzkörper (13) hin verschoben wird.
17. Drehzahlmeßglied nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel eC der Lauffläche (11) kleiner als der oder höchstens gleich dem am Wälzkörper (13)wirksamen Reibungswinkel ist.

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