DE3405402C2

DE3405402C2 - Fliehkraftverstellvorrichtung

Info

Publication number: DE3405402C2
Application number: DE3405402A
Authority: DE
Inventors: Akira Hyogo Takami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1986-12-18
Also published as: US4535737A; KR870000547Y1; DE3405402A1; KR840006204U

Abstract

Eine Fliehkraftverstellvorrichtung für den Zündzeitpunkt hat ein Gewicht, das einer Fliehkraft durch Drehen einer Antriebswelle ausgesetzt und dadurch gegen die Kraft einer Feder gespreizt wird, um so eine Verstellhülse bezüglich der Antriebswelle vorzustellen. Eine Grundplatte ist an der Antriebswelle befestigt und mit einem Führungsschlitz versehen, der als Führung für das in Spreizrichtung zu bewegende Gewicht dient, und eine an der Verstellhülse befestigte Verstellplatte hat eine Verstellnut, die einen relativen Verstellwinkel der Verstellhülse bezüglich der Antriebswelle zusammen mit der Führungsnut bestimmt. Das Gewicht ist zwischen der Grundplatte und der Verstellhülse angeordnet. An der Grundplatte ist ein zylindrischer Führungsvorsprung vorgesehen, der zum Zusammenwirken mit dem Führungsschlitz in diesen hineinragt, während ein zylindrischer Verstellvorsprung in die Verstellnut zum Zusammenwirken mit dieser hineinragt.

Description

nung eingesetzt ist

In den Figuren ist eine Grundplatte 9 mit einer Antriebswelle ! so verbunden dargestellt, daß die Oberfläche der Grundplatte senkrecht zur Mittelachse der Antriebswelle I steht. Die Grundplatte 9 ist mit einer Positioniernut 9a versehen, deren Mittellinie auf einem Kreisbogen 1 um die axiale Mitte dsr Antriebswelle 1 liegt, sowie mit einem Führungsschlitz 96, dessen Mittellinie mit einem Kreisbogen m um einen Punkt P zusammenfällt, welcher im wesentlichen in der Mitte der Mittellinie I des Positionierschlitzes 9a liegt An einer Verstellhülse 7 ist eine Verstellplatte 10 befestigt, deren Oberfläche senkrecht zur Mittelachse der Verstellhülse 7 steht und die eine langgestreckte Verstellnut 10a einer solchen Form aufweist daß sie zur Verstellwinkel-Charakteristik der Vorrichtung basierend auf der Gestaltung der Führungsnut 9b korreliert An der Grundplatte S ist ein Gewicht 11 angebracht, das an seinem einen Ende einen Positionierstift 12 in Gestalt eines zylindrischen Vorsprunges aufweist der von der Unterseite des Gewichtes 11 wegragt. Der Positionierstift 12 wirkt mit der Positioniernut 9a zusammen. An einer Stelle entfernt von dem Positionierstift 12 des Gewichtes 11 ist ein Stift 13 von der Oberseite und der Unterseite des Gewichtes 11 vorspringend angeordnet, wobei dieser Stift einen nach unten ragenden zylindrischen Führungsvorsprung 13a zum Zusammenwirken mit der Führungsnut 9b und einen nach oben ragenden zylindrischen Verstellvorsprung 13b zum Zusammenwirken mit der Verstellnut 10a zur Frühverstellung bildet. Eine elastische Vorrichtung 14, die von einer Feder gebildet sein kann, ist mittels Haken an der Grundplatte 9 und dem Gewicht 11 befestigt.

Die Ausführung oben beschriebener Konstruktion hat einen besonderen Kraftübertragungsmechanismus zum Übertragen einer Drehkraft von der Antriebswelle 1 auf das Gewicht 11. Während nämlich bei der konventionellen Vorrichtung nach F i g. 1 das Drehmoment der Antriebswelle auf das Gewicht 4 über den Stift 3 als Schwenkpunkt übertragen wird, um welchen das Gewicht 4 durch die Fliehkraft gespreizt wird, wird bei der Vorrichtung nach Fig.4 gemäß der Erfindung das Drehmoment der Antriebswelle 1 auf das Gewicht 11 mittels des zylindrischen Führungsvorsprunges 13a übertragen, wobei der Schwenkpunkt zum Spreizen des Gewichts aufgrund der Fliehkraft der Positionierstift 12 ist.

Auch mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist eine Verstellwinkel-Charakteristik (a) gemäß F i g. 3 erzielbar, wenn die Vorrichtung auf die Winkelgeschwindigkeilsänderungen der Antriebswelle 1 wie bei der konventionellen Vorrichtung reagiert d. h. nur abhängig von der auf das Gewicht übertragenen Fliehkraft arbeitet Grund dafür ist, daß der Stift 3 und der Vsrstellstift 5 nach Fig. 1 dem Positionierstift 12 und dem Stift 13 in F i g. 4 entsprechen und diese gleich ausgebildet sind.

Im folgenden wird das Arbeiten der Vorrichtung beschrieben, wenn eine Winkelbeschleunigung auf die Antriebswelle wirkt.

Allgemein findet eine falsche Einstellung des Zündzeiipunkies, die durch eine Winkelbeöchlcunigung in ei nein Zündverteiler einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung hervorgerufen ist, unter Einfluß eines Trägheitsmomentes statt, das vom Trägheitsmoment der mit dem Gewicht 11 in einem Kraftübertragungsstrang verbundenen Bauteile initiiert von der Antriebswelle 1 abhängt, wobei diese Bauteile die Verstellplatte 10. die Verstellhülse 7, ein Verteilerrotor (nicht gezeigt) usw. sind.

Die F i g. 6 und 7 zeigen Schemata, anhand deren die

Beziehung zwischen den durch die Fliehkraft erzeugten Kräften dargestellt sind, welche auf die Elemente der Versteilvorrichtung wirken, wenn die Antriebswelle 1 in Negativrichtung winkelbeschleunigt wird.

Bei der konventionellen Vorrichtung nach Fig.6 wirkt eine Kraft F₁, welche durch die Tätigkeit der mit dem hinteren Abschnitt des Gewichtes 4 verbundenen

ίο Bauelemente erzeugt ist auf den Vcrstellstift 5, und eine Reaktionskraft Ri wirkt auf den Stift 3 von der Seite der Abtriebswelle 1 her. Auf das Gewicht 4 wirkt ein Spreizmoment das proportional zum Produkt der Kraft Fi und der Länge des Hebelarms (/senkrecht zur Wirkungslinie der Kraft Fi zum Stift 3 als Schwenklagerpunkt für die Spreizbewegung ist Die Reaktionskraft Ri hat praktisch keine Wirkkomponente in Richtung der Spreizbewegung des Gewichts 4 und hat nicht die Funktion, das Spreizen des Gewichtes 4 zu behindern. Bei der Ausführung nach der Erfindung gemäß F i g. 7 wird der zylindrische Verstellvorsprung 13Z> einer Kraft F₂ ausgesetzt welche durch die Trägheit der mit dem hinteren Abschnitt des Gewichts 11 verbundenen Bauteile erzeugt ist, und der zylindrische Führungsvorsprung 13a wird von der Seite der Abtriebswelle 1 her einer Reaktionskraft A₂ ausgesetzt Die Verstellnut 10a und die Führungsnut 9b bilden nämlich einen Keil zum Einklemmen des Stiftes 13, und das Spreizmoment zum Ausspreizen des Gewichtes 11, welches durch die Kraft F₂ erzeugt wird, ist aufgrund des unterschiedlichen Angriffspunktes der Reaktionskraft /?₂ viel kleiner als bei der konventionellen Vorrichtung. Außerdem schafft die Reaktionskraft ein neuartiges, die Spreizung behinderndes Hemmoment, das bei der konventionellen Vorrichtung nicht erzeugt wird, und zwar aufgrund einer zwischen dem Führungsschlitz 9b und dem zylindrischen Führungsvorsprung 13a erzeugten Reibungskraft. Dieses besondere Hemmoment hat die bemerkenswerte Eigenschaft, daß es allein durch die von der Winkelbeschleunigung abhängige Reibkraft erzeugt wird und daß demgemäß keine Zunahme der Hysterese auftritt, welche die Größe der Verstellwinkel-Charakteristik abhängig von der Winkelgeschwindigkeit mindert. Das neuartige Hemmoment läßt ferner die Vorrichtung in einem niedrigen Drehzahlbereich überlegen arbeiten, in welchem die Spreizung des Gewichts 11 klein ist, während es bei der konventionellen Vorrichtung bei niedriger Drehzahl zu einem falschen Verstellwinkel kommt.

Wenngleich bei der Ausführung nach den F i g. 4 und 5 eine Konstruktion beschrieben wurde, bei welcher der Krümmungsmittelpunkt P des Kreisbogens m, welcher die Mittellinie des Führungsschlitzes 9b bildet, auf dem die Mittellinie der Positioniernut 9a bildenden Kreisbogen liegt, ist es auch möglich, daß der Krümmungsmittelpunkt P entfernt innerhalb oder außerhalb des Kreisbogens als Mittellinie angeordnet ist. Anstatt die Vorrichtung zwangsläufig stets gleichwirkend auszubilden, kann es bevorzugt sein, wenn das durch die Reaktionskraft A₂ erzeugte Hemmoment sich abhängig vom

Spreiz- oder öffnungswinkel des Gewichts 11 verändert.

Bei der beschriebenen Ausführung der Erfindung sind der Führungsvorsprung 13a und der Verstellvorsprung Ub zu einem einstückigen Stift 13 zusammengefaßt, der im Gewicht 11 gehalten ist. Die mit der Erfindung angestrebte Wirkung kann jedoch auch erzielt werden, wenn diese Vorsprünge an getrennten Bauteilen ausgebildet und/oder an unterschiedlichen Orten plaziert sind.

Wie oben beschrieben ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung so aufgebaut, daß der Kraftangriffspunkt bezüglich eines Gewichtes als wesentliches Bauteil so in einem Kraftübertragungsstrang plaziert ist, daß eine Reibkraft erzeugt wird, die einer Fliehkraftverstellvorrichtung ausgezeichnete Eigenschaft verleiht, indem sie .instabile Verstellwinkel-Charakteristik bei Winkelbeschleunigung einer Antriebswelle vermeidet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Fliehkraftversteilvorrichtimg zum Verstellen des Zündzeitpunktes mit einer Grundplatte (9), die fest mit einer Antriebswelle (1) verbunden ist, einem an der Grundplatte (9) verlagerbar geführten Gewicht (11), das über die Grundplatte einer durch die Drehung einer Antriebswelle (1) erzeugten Fliehkraft ausgesetzt wird, um sich gegen die Kraft einer Feder (14) zu spreizen, einer Verstellplatte (10) mit einer Verstellnut (Wa), in die ein von dem Gewicht wegragender Verstellvorsprung (13b) eingreift, um eine mit der Verstellplatte (10) verbundene Verstellhülse (7) relativ zur Antriebswelle (1) um einen Verstellwinkel mitzunehmen, wobei das Gewicht (11) zwischen der Grundplatte (9) und der Versteilplatte (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (9) eine langgestreckte Führungsnut (9b) aufweist und daß von dem Ge wicht (11) ein zylindrischer Führungsvorsprung (\3a) in die Führungsnut (96) der Grundplatte (9) zur Führung des Gewichts (11) in Richtung seiner Spreizbewegung hineinragt

2. Fliehkraftverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (11) einen Positionierstift (12) aufweist, der mit einer in der Grundplatte (9) angeordneten gekrümmten Positioniernut (9a) zusammenwirkt, und daß die Führungsnut (9b) zur Positioniernut (9a) korrelierend gekrümmt ist.

3. Fliehkraftverstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt der Positioniernut (9a) auf der Achse der Antriebswelle (1) liegt.

4. Fliehkraftverstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krünimungsmittelpunkt der Führungsnut (9b)in der Mitte der Positioniernut (9ajoder außerhalb davon liegt.

5. Fliehkraftverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsvorsprung (\3a) und ein Verstellvorsprung (13b) einen einstückigen Stift (13) bilden, der am Gewicht (U) befestigt ist und von dessen beiden Seiten wegragt

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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Die Fig. 1, 2 und 6 zeigen eine prinzipiell bekannte Fliehkraftverstellvorrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes in einem Zündverteiler einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (Patents Abstracts of Japan, M-185, 14. Jan. 1983, Vol7/Nr.9, entspricht JP-OS 57-1 65 664). In den Figuren ist eine Antriebswelle 1 dargestellt, welche fest mit einer Grundplatte 2 verbunden ist. Eip, Paar Gewichte sind an der Grundplatte 2 symmetrisch bezüglich der axialen Mitte der Antriebswelle 1 angeordnet. Die beiden Gewichte sind identisch ausgebildet, und deshalb ist nur eines von ihnen beschrieben. Ein Gewicht 4 ist lose auf einen Stift 3 aufgesetzt, der von der Grundplatte 2 nach oben ragt. Ein Verstellstift 5 sitzt am Gewicht 4. Auf die Antriebswelle 1 ist lose eine Verstellhülse 7 aufgeschoben, die fest mit einer Verstellplatte 6 verbunden ist, welche eine mit dem Verstellstift 5 zusammenwirkende Verstellnut 6a aufweist Eine Feder 8 ist mit Haken an ihren beiden Enden an der Grundplatte 2 und dem Gewicht 4 gehalten.

Bei der Fliehkraftverstellvorrichtung der oben beschriebenen Bauart wird das Gewicht 4 beim Drehen der Antriebswelle 1 aufgrund der dadurch initiierten Drehung des gesamten Systems einem Spreiz- oder Öffnungsmoment um den Stift 3 als Schwenklagerpunkt aufgrund der Fliehkraft ausgesetzt, so daß das Gewicht sich in eine Stellung spreizt, bei welcher die Zugkraft der Feder 8 mit dem Spreizmoment in Gleichgewicht ist. Dies hat zur Folge, daß der mit dem Gewicht 4 feste Verstellstift 5 die Verstellplatte 6 zusammen mit der Verstellhülse 7, welche fest mit der Verstellplatte ist, bezüglich der Antriebswelle vermittels des Zusammenwirkens der Verstellnut 6a und des Verstellstiftes 5 vorstellt. Die Vorrichtung basiert also auf dem Prinzip, daß eine relative Winkelverstellung bei Ausgleich zwischen der von der Drehung hervorgerufenen Fliehkraft und der Federkraft der Feder erzeugt wird, wonach eine Verstellwinkel-Charakteristik gemäß der Kurve (a) in F i g. 8 erhalten wird.

Die übliche Fliehkraftverstellvorrichtung ist jedoch so konstruiert, daß sie auf die Fliehkraft, mit anderen Worten auf die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle reagiert, nicht aber auf die Winkelbeschleunigung der Antriebswelle, woraus eine sehr instabile Verstellwinkel-Charakteristik im Betrieb resultiert. Es stellen sich nämlich ein abnormer Sprung in der Verstellwinkelkurve (b) und eine Unstetigkeit gemäß (c) nach F i g. 3 ein, was zu Nachteilen wie Klopfen der Maschine oder Konzentrationsänderungen im Abgas führt.

Bei einer anderen bekannten Fliehkraftverstellvorrichtung (DE-OS 24 58 653) gehören zu mehreren Hauptgewichten je ein Zusatzgewicht, wobei die Hauptgewichte und die Zusatzgewichte jeweils unabhängig voneinander um einen gemeinsamen Stift schwenkbar sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fliehkraftverstcllvorrichtung für den Zündzeitpunkt der beschriebenen Art mit einer stabilen Verstellwinkel-Charakteristik zu schaffen, bei der ein Klopfen der Maschine und Konzentrationsänderungen im Abgas vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Fliehkraftverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Fliehkraftvcrstellvorrichtung nach der Erfindung reagiert auf Änderungen der Winkelbeschleunigung und erzeugt dadurch die gewünschte stabile Verstellwinkel-Charakteristik.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig.4 eine Draufsicht einer Ausführung einer Fliehkraftverstcllvorrichtung nach der Erfindung;

F i e. 5 einen Länesschnitl durch die Vorrichtung nach Fig.4;

F i g. 6 eine Draufsicht eines wesentlichen Abschnitts der Vorrichtung nach F i g. 1 und

Fig. 7 eine Draufsicht eines wesentlichen Abschnitts der Vorrichtung nach F i g. 4.

Die Fig.4 und 5 zeigen eine Ausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung, welche in einem Zündverteiler einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbren-