DE3505288C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur drehzahlabhängigen Verstellung des relativen Drehwinkels zwischen zwei drehge­ kuppelten Bauteilen mit gemeinsamer Drehachse, mit einem Fliehkraftmeßwerk, dessen federbelastete Fliehgewichte jeweils über in einer Radialebene unterschiedliche Führungsrichtung aufweisende Gleitführungen mit beiden Bauteilen zusammenwir­ ken, wobei einer der Bauteile, abgesehen von einer Durch­ trittsstelle, innerhalb des gehäuseartig ausgebildeten und mit flüssigem Schmiermedium zumindest teilweise gefüllten anderen Bauteils angeordnet und gegenüber diesem nach Art eines Gleit­ lagers zentriert ist.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 20 47 512 bekannt und dient dort dazu, den Förderbeginn einer von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoff- Einspritzpumpe drehzahlabhängig relativ zu einer bestimmten Kurbelwinkelstellung der Brennkraftmaschine zu verstellen. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist insbesonders die Tatsache, daß das Zentrierungslager der beiden in ihrem relativen Drehwinkel zueinander verstellbaren drehgekuppelten Bauteile infolge der Anordnung und Ausführung der beiden die Verstellung bewirkenden Gleitführungen, insbesondere bei höhe­ ren Drehzahlen, nur schlecht zu schmieren ist, bzw. es sogar zum Trockenlaufen dieser Lagerfläche sowie auch der Gleitfüh­ rungen kommt, was große Abnützung, frühzeitigen Ausfall, unge­ naue Verstellung, hohe Verstellkräfte und damit auch viel Bau­ raum für die Unterbringung von großen Fliehgewichten zur Si­ cherstellung der Funktion der Einrichtung bedingt. Bedingt sind die Schmierprobleme durch die sehr geringen Drehzahlun­ terschiede zwischen den beiden Flächen des Gleitlagers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nach­ teile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und insbesonders eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß im gesamten Betriebsbereich eine gute Schmierung des Zen­ trierungslagers sichergestellt ist, wobei weiters auch eine platzsparende Anordnung der Einrichtung trotz Sicherstellung der gewünschten Funktion gegeben sein soll.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Lagerfläche des Zentrierungslagers im Bereich des im Betrieb der Einrichtung infolge der Fliehkraft nach außen ge­ drückten Schmiermediums liegt, und der von den beiden drehge­ kuppelten Bauteilen umschlossene Raum gegen die Atmosphäre ab­ gedichtet ist. Da im Betrieb der Einrichtung das flüssige Schmiermedium innerhalb des gehäuseartig ausgebildeten Bau­ teils stets zufolge der Fliehkraft in die am weitesten von der Drehachse entfernten Bereiche gedrückt wird, ist durch eine Anordnung der Lagerfläche des Zentrierungslagers in diesem Be­ reich sichergestellt, daß der Druck des Schmiermediums mit zu­ nehmender Drehzahl sogar noch erhöht wird, womit die auf diese Weise erhaltene Einrichtung bei höheren Drehzahlen und damit üblicherweise höheren über die Einrichtung zu übertragenden Drehmomenten eine gegenüber niedrigen Drehzahlen noch erleich­ terte Verstellbarkeit besitzt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist die Lagerfläche des Zentrierungslagers an der Innenseite der Mantelfläche des im wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten gehäuseseitigen Bauteils angeordnet, womit auf sehr einfache Weise der zur Verfügung stehende Bauraum optimal für die Verbesserung der Schmierung des Zentrierungslagers ausgenutzt ist.

Eine weitere Verbesserung der Ausnutzung des Bauraumes der Einrichtung ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfin­ dung dadurch möglich, daß der Bereich innerhalb der Lagerflä­ che des Zentrierungsla­ gers zur Aufnahme des Fliehkraftmeßwerks dient. Auf diese Weise kann eine äußerst kompakte Bauweise mit hohem Arbeitsvermögen erhalten werden.

Besonders vorteilhaft ist es schließlich, wenn der Durchmesser der Lagerfläche des Zentrierungsla­ gers wesentlich größer ist als der mittlere Durch­ messer des an der Durchtrittsstelle des inneren Bau­ teiles durch den gehäuseartigen Bauteil gebildeten Spalts, der eine Dichtung gegen Austritt von Schmier­ medium aufweist, da damit einerseits die Lagerfläche des Zentrierungslagers im Betrieb der Einrichtung im Bereich von hohen Schmiermediumdruck und andererseits die Dichtung im Bereich von geringerem bzw. bei ent­ sprechend niedrigem Füllstand oder entsprechend hoher Drehzahl sogar verschwindendem Schmiermediumdruck liegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ein­ richtung im Stillstand bzw. bei geringen Drehzahlen.

Fig. 2 zeigt einen der Fig. 1 entspre­ chenden teilweisen Schnitt bei ho­ hen Drehzahlen der Einrichtung.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht entlang des Pfeiles III in Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2 und

Fig. 6 zeigt eine der Fig. 3 entsprechen­ de Ansicht bei abgenommenem Dichtungs­ deckel.

Auf einem kegelstumpfförmigen Ansatz 1 einer Welle 2 sitzt ein mit einer entsprechenden Nabe 3 versehener, üblicherweise als Mitnehmer bezeichneter, Bauteil 4, der mittels einer Hutmutter 5, die auf einem Gewinde­ ansatz 6 aufgeschraubt ist und gegen eine Scheibe 7 drückt, befestigt ist. Zur Drehsicherung ist eine Nut­ feder oder ein ähnlicher Bauteil - hier mit 8 bezeich­ net - vorgesehen; ein Ring 9 am Außenumfang der Hutmut­ ter 5 dient zur Abdichtung bzw. auch zur Drehsicherung.

Die Nabe 3 des Bauteils 4 ist über einen diagonal verlaufenden Führungsträger 10 (siehe auch Fig. 6) mit einem Zylindermantel 11 in Verbindung, der an seiner Außenseite als Lagerfläche 12 ausgebildet ist.

Der Bauteil 4 ist - abgesehen von einer Durch­ trittsstellung 13, an der eine Gleitringdichtung 14 an­ geordnet ist - innerhalb eines gehäuseartig ausgebil­ deten anderen Bauteils 15 - üblicherweise als Gehäuse angesprochen - angeordnet und gegenüber diesem nach Art eines Gleitlagers an der Lagerfläche 12 zentriert. Der Bauteil 15 besitzt dabei im wesentlichen aus dem eigentlichen Zentrierungsteil 16 sowie einem stirnsei­ tig mit diesem verschraubten Dichtungsdeckel 17, der die Gleitringdichtung 14 trägt und mittels einer weiteren Dichtung 18 gegen den Zentrierungsteil 16 ab­ gedichtet ist.

Der auf hier nicht weiter behandelte Art zur Ein­ leitung bzw. Übertragung eines Drehmoments ausgebilde­ te Bauteil 15 weist im Achsbereich eine Montageöffnung für die Hutmutter 5 auf, welche im normalen Betrieb der Einrichtung mittels einer Verschlußschraube 19 verschlossen und mit einer Dichtung 20 abgedichtet ist.

Innerhalb der Lagerfläche 12 des Zentrierungsla­ gers bzw. innerhalb des Zylindermantels 11 ist ein Fliehkraftmeßwerk 21 angeordnet, das zur drehzahlab­ hängigen Verstellung des relativen Drehwinkels zwischen den beiden Bauteilen 4 und 15 dient. Dieses Fliehkraft­ meßwerk weist zwei im wesentlichen sichelförmig ausge­ bildete Fliehgewichte 22 auf, die über je zwei Feder­ werke 23 zusammengespannt sind und die sich je nach der Drehzahl der gesamten Einrichtung in einer mehr oder weniger weit von der Achse 24 entfernten Stellung befinden.

Die Federwerke 23 des Fliehkraftmeßwerkes 21 haben jeweils - wie in Fig. 4 rechts und in Fig. 5 links darge­ stellt - ein zentrales Führungsstück 25, an dem über eine Schraube 26 ein äußerer Federteller 27 befestigt ist, sowie einen inneren Federteller 28, der zur Ab­ stützung einer der beiden Federn 29 dient; die äußere Feder 30 ist dabei unmittelbar am Fliehgewicht 22 ab­ gestützt. Damit ist sichergestellt, daß bei steigender Drehzahl der Einrichtung vorerst die Fliehgewichte 22 gegen die Kraft der Feder 30 alleine und erst ab einer gewissen Drehzahl zusätzlich auch gegen die Kraft der Feder 29 nach außen gehen, was eine Beeinflussung der Verstellcharakteristik der Einrichtung erlaubt.

Andererseits ist es natürlich auch möglich - wie im linken Teil der Fig. 4 bzw. rechten Teil der Fig. 5 dargestellt - jeweils die Federwerke mit nur einer einzelnen Feder 30 und entsprechenden Federteilen 27′, 28′ auszustatten.

Der Vollständigkeit halber ist hier darauf hin­ zuweisen, daß die Fig. 1 und 4 die Fliehgewichte 22 in ihrer inneren Stellung - also bei geringer Drehzahl bzw. stehender Einrichtung - und die Fig. 2 und 5 die Fliehgewichte in ihrer äußeren Stellung - also bei hoher Drehzahl der Einrichtung - zeigen.

Die Fliehgewichte 22 weisen an ihrer in den Fig. 1 und 2 rechten Seite Gleitführungen 31 (siehe Fig. 6) auf, die mit den parallel verlaufenden Seiten­ flächen des Führungsträgers 10 des Bauteils 4 zusammen­ wirken und eine radiale Führung der drehzahlabhängigen Bewegung der Fliehgewichte 22 gegenüber dem Bauteil 4 sicherstellen. Auf der gegenüberliegenden, in den Fig. 1 und 2 linken Seite, weisen die Fliehgewichte Gleitführungen 32 (siehe Fig. 4 und 5) auf, die in einem Winkel 33 zur Führungsrichtung der anderen Gleit­ führungen 31 liegen und mit Gleitstücken 34 zusammen­ wirken. Die Gleitstücke 34 sind dabei an Bolzen 35 um Achsen 36 verschwenkbar gelagert, wobei die Bolzen 35 ihrerseits in entsprechenden Bohrungen des Zentrierungs­ teils 16 des Bauteils 15 festgehalten sind.

Durch die sich bei steigender Drehzahl entgegen der Wirkung der Federwerke 23 bewegten Fliehgewichte 22 wird zufolge der gegeneinander geneigt verlaufenden Gleitführungen 31 und 32 eine relative Verdrehung der über die Fliegewichte 22 drehgekuppelten Bauteile 4 und 15 erzwungen, welche beispielsweise in der Größen­ ordnung von 5°-10° liegen kann.

Der Innenraum der Einrichtung ist in hier nicht dargestellter Weise zumindest teilweise mit flüssigem Schmiermedium gefüllt, welches zur Schmierung der Gleitführungen 31, 32, über Bohrungen 37 zur Schmierung der Lagerung der Gleitstücke 34, und über Bohrungen 38 im Zylindermantel 11 auch zur Schmierung der Lagerflä­ che 12 des Zentrierungslagers zwischen dem Bauteil 4 und dem Bauteil 15 dient. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Anordnung der Lagerfläche 12 des Zentrierungslagers im Bereich des im Betrieb der Einrichtung infolge der Fliehkraft nach außen ge­ drückten Schmiermediums, da damit ein mit steigender Drehzahl ansteigender Schmiermediumdruck im Bereich die­ ser Lagerfläche gegeben ist. Durch die weiter innen, das heißt näher zur Achse 24, liegende Gleitringdich­ tung 14 ist der dort anstehende Schmiermediumdruck we­ sentlich geringer bzw. bei entsprechender Drehzahl oder entsprechendem Füllstand des Schmiermediums sogar ver­ schwindend, was die Abdichtung der Einrichtung im Be­ trieb sehr erleichtert.

Der Vollständigkeit halber ist noch auf Fig. 3 hinzuweisen, welche die Anordnung von Vertiefungen 39 im Dichtungsdeckel 17 zeigt, welche den Angriff eines Verdrehwerkzeuges für die Verschraubung des Dichtungs­ deckels 17 mit dem Zentrierungsteil 16 erlauben.

Claims (4)

1. Einrichtung zur drehzahlabhängigen Verstellung des relati­ ven Drehwinkels zwischen zwei drehgekuppelten Bauteilen mit gemeinsamer Drehachse, mit einem Fliehkraftmeßwerk, dessen federbelastete Fliehgewichte jeweils über in einer Radialebene unterschiedliche Führungsrichtung aufweisende Gleitführung mit beiden Bauteilen zusammenwirken, wobei einer der Bauteile, abgesehen von einer Durchtrittsstelle, innerhalb des gehäuseartig ausgebildeten und mit flüssigem Schmiermediums zumindest teilweise gefüllten anderen Bau­ teils angeordnet und gegenüber diesem nach Art eines Gleit­ lagers zentriert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerfläche (12) des Zentrierungs­ lagers im Bereich des im Betrieb der Einrichtung infolge der Fliehkraft nach außen gedrückten Schmiermediums liegt, und der von den beiden drehgekuppelten Bauteilen umschlos­ sene Raum gegen die Atmosphäre abgedichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (12) an der Innenseite der Man­ telfläche des im wesentlichen zylinderförmig ausge­ bildeten gehäuseartigen Bauteils (15) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich innerhalb der Lagerfläche (12) des Zentrierungslagers zur Aufnahme des Fliehkraftmeß­ werks (21) dient.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Lagerfläche (12) des Zentrierungslagers wesentlich größer ist als der mittlere Durchmesser des an der Durch­ trittsstelle (13) des inneren Bauteils (4) durch den gehäuseseitigen Bauteil (15) gebildeten Spalts, der eine Dichtung (14) gegen Austritt von Schmier­ medium aufweist.