DE3529448C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Fliehkraftdrehzahlregler für die Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentan­ spruchs 1.

Bei derartigen Fliehkraftdrehzahlreglern (bei­ spielsweise Bosch Alldrehzahlregler EP/RSV; vgl. DE-Druckschrift BOSCH Technische Unterrichtung, Diesel-Einspritzausrüstung, Drehzahlregler für Reiheneinspritzpumpen, 1. Ausg., 30. Sept. 1975, S. 28 bis 31) wirken die Fliehgewichte über Winkelhebel meist unter Zwischen­ schaltung eines Axiallagers und einer Verstellmuffe auf den Gelenkkopf, an dem der doppelarmige Führungshebel angelenkt ist und auf den ein weiteres Regelglied wirkt, wie beispielsweise ein Angleichdruckstück, an dem je­ doch in jedem Fall eine der Fliehkraft entgegenwirkende und willkürlich änderbare Regelkraft angreift. Die je­ weilige Lage des Gelenkkopfes entspricht einer bestimm­ ten Kraftstoffeinspritzmenge und entspricht außerdem einer Gleichgewichtssituation zwischen drehzahlabhängi­ ger Fliehkraft, also Fliehgewichtsverstellerkraft einer­ seits und einer Federkraft andererseits, die sich meist aus der Kraft einer willkürlich änderbaren Regel­ feder und einer ab einer bestimmten Drehzahl erst wirk­ samen Angleichfeder zusammensetzt. Für ein genaues Ar­ beiten des Reglers ist es erforderlich, daß sich einer­ seits bestimmten Kenngrößen wie Drehzahl und Last ent­ sprechende Reglerstellungen und damit Einspritzmengen exakt wiederholen und daß andererseits die Reibungs­ kräfte möglichst niedrig sind und die Dauer bis zum Ein­ nehmen einer jeweiligen Reglerstellung möglichst kurz ist. Bei den bekannten Reglern der eingangs genannten Art entstehen durch Verkantungen oder durch zu hohe Reibung, zum Teil auch durch Verwindungen des Hebelge­ stänges Toleranzen in der Wiederholbarkeit, die einer­ seits die Regelgenauigkeit beeinträchtigen und anderer­ seits zu Regeleigenarten führen, wie beispielsweise einer ungewünschten Angleichung. Diese Toleranzen be­ ruhen zum Teil auf der Schrägstellung einzelner Regel­ glieder wie beispielsweise des Gelenkkopfs in bezug auf die Verstellrichtung, so daß dadurch statt der ge­ wünschten Linienberührung eine Punktberührung mit ent­ sprechendem Auseinanderspreizen der einander gegenüber­ liegenden Flächen verursacht wird. Verwindungen im He­ belsystem führen zu erhöhter Reibung in den Lagerstel­ len und ebenfalls zu Lageänderung der Kraftübertra­ gungspunkte mit der obengenannten Folge von Fehlern in der Kraftstoffzumessung.

Bei einem derartigen Regler (DE-PS 10 11 223) dient als weiteres Regelglied ein Spannhebel, an dem die Regel­ feder angreift und auf den bzw. über ein an diesem an­ geordnetes Angleichglied der Gelenkkopf mit seiner dem Fliehgewichtsversteller abgewandten Seite stößt. Dieser Spannhebel ist auf seinem der genannten Angriffsstelle des Gelenkkopfes entfernten Ende im Gehäuse gelagert. Die Regelfeder ist willkürlich änderbar, wobei die die Einspritzmenge bestimmende Lage des Führungshebels von der jeweiligen Lage des Spannhebels abhängt, die wieder­ um aus dem Gleichgewicht zwischen den am Gelenkkopf an­ greifenden Kräften, nämlich einerseits des Fliehkraft­ verstellers und andererseits der Regelfeder bestimmt wird. Außerdem ist an der Stelle, an der der Gelenkkopf auf den Spannhebel stößt, für die Angleichung des zuge­ messenen Kraftstoffes an die rauchfrei verbrennende Ein­ spritzmenge ein nachgiebiges Angleichdruckstück vorge­ sehen, dessen Feder ab einer bestimmten Verstellkraft nachgibt, so daß eine Überlagerung der Reglerfederkräfte entsteht. Sobald eine einseitige Belastung, wie sie bei­ spielsweise durch die Druckfinger der Fliehgewichte ent­ stehen kann, auftritt, ergeben sich einseitige ex­ zentrische Auflagen bei der Kraftübertragung, da der Gelenkkopf über quer zur Verstellrichtung angeordnete Achsstummel starr in dem Führungshebel gelagert ist. Durch die Verwindung des Führungshebels wird der Ge­ lenkkopf aus der Verstellrichtung verdreht, wodurch er mit einer seiner seitlichen Kanten zu früh auf den Spannhebel stößt und unter Umständen ein Verdrehen des Spannhebels bewirkt, so daß aufgrund der einseitigen Berührungen bei der Kraftübertragung die Regelwertände­ rungen früher eintreten als gewünscht. Um dies zu ver­ meiden, wird die durch die Startfeder ungewünschte Schrägstellung des Druckstückes durch gezielte Schrän­ kung des Führungshebels kompensiert, was bei der Her­ stellung einen zusätzlichen Aufwand erfordert.

Bei einem anderen bekannten Fliehkraftdrehzahlregler (AT-PS 2 20 429) ist der Gelenkkopf wie beim vorstehend geschilderten Stand der Technik zwischen der Verstellmuffe des Fliehgewichtverstellers und dem Führungshebel aufgehängt. In nachteiliger Weise ist hier eine relativ ungleichmäßige Führung dadurch gegeben, daß die Winkelhebel der Fliehgewichte starr mit der Verstellmuffe gekoppelt sind, so daß sich die Fliehgewichte gegenseitig beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim gattungsgemäßen Fliehkraftdrehzahlregler Regelungenauigkeiten, die von Winkelverstellungen des Gelenkkopfes bzw. Verwindungen im Hebelsystem des Fliehkraftdrehzahlreglers infolge einseitiger Belastungen herrühren, zu vermeiden und eine wegfehlerfreie Kraftübertragung zwischen dem Gelenkkopf und dem weiteren Regelglied über die gesamte Lebensdauer des Reglers sicher zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Fliehkraftdrehzahlregler hat dabei den Vorteil, daß sich Winkelverstellungen des Gelenkkopfes durch die Anlenkung des Druckstücks über dem Drehbolzen gegenüber der Verstellrichtung nicht als Wegfehler auswirken. Der Abstand von den die Kraft übertragenden Drehbolzen bis zur mit dem weiteren Regelglied zusammenwirkenden, diesem zugewandten Fläche des Druckstücks bleibt stets gleich.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So dient als weiteres Regelglied ein Spannhebel mit einer an ihm angreifenden vorzugsweise willkürlich änderbaren Regelfeder und/oder ein Angleichdruckstück, durch welches ab einer bestimmten Drehzahl die Einspritzmenge an die rauchfrei verbrennbare Kraftstoffmenge durch Zu- oder Abschalten einer Angleichfeder angleichbar ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Gelenkkopf eine zum Druckstück hin offene Ausnehmung auf zur Aufnahme einer vom Drehbolzen durchsetzten La­ geröse des Druckstücks, oder nach einer anderen vor­ teilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Druck­ stück einen in der Schnittebene von Verstell- und Dreh­ bolzenrichtung U-förmigen Querschnitt auf und übergreift damit mit Spiel in Verstellrichtung das Gelenkstück, wo­ bei der Drehbolzen beide diese Stücke durchsetzt. Auf­ grund dieser halbkardanischen Aufhängung des Druck­ stücks über den Drehbolzen am Gelenkkopf wird in sehr fertigungsfreundlicher Weise erreicht, daß die Kraftüber­ tragung in Verstellrichtung ohne zusätzliche Wegfehler auch bei Verkantungen des Gelenkkopfes gegeben ist. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dient als Lagerung zwischen Gelenkkopf und Führungshebelarmen ein den Gelenkkopf umgreifender Bügel mit einem in be­ zug auf die durch die Drehbolzenachsrichtung und die Drehachse bestimmte Schnittebene U-förmigen Querschnitt, dessen Enden Lagerstellen mit den freien Enden des Füh­ rungshebels bilden und dessen Mittelteil vom Drehbolzen durchsetzt ist. Als Lagerstellen können Zapfen und zu­ geordnete Bohrungen dienen, die entweder an den Enden des Bügels oder des Führungshebels vorgesehen sind. Ge­ meinsam mit dem am Drehbolzen angelenkten Druckstück ergibt sich eine kardanische Kraftübertragung zwischen Gelenkkopf, Führungshebel und weiterem Regelglied, so daß auch bei Verwindungen des Führungshebels keine nachteiligen, vor allem auch die Reibung erhöhenden Verspannungskräfte auftreten.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgen­ den näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Flieh­ kraftdrehzahlregler zur Verdeutlichung des Anlenkbereichs, der von der erfindungsgemäßen Ausbildung betroffen ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Anlenkbereich zwischen Gelenkkopf und Führungshebel des Reglers nach Linie II-II in Fig. 3;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine An­ sicht des Gelenkkopfes;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Gelenkkopf nach Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine Variante des in den Fig. 2 bis 5 gezeigten er­ sten Ausführungsbeispiels, entsprechend Fig. 3 darge­ stellt;

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 8 durch ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7 und

Fig. 9 einen Schnitt durch das Druckstück.

Bei dem in Fig. 1 vereinfacht dargestellten Drehzahl­ regler wird ein Fliehgewichtsversteller 1 durch eine An­ triebswelle 2 - die meist die Nockenwelle der Ein­ spritzpumpe ist - mit motordrehzahlsynchroner Drehzahl angetrieben. Fliehgewichte 3 greifen über Winkelhebel 4 an einer Verstellmuffe 5 an, die über ein Axiallager 6 mit einem Gelenkkopf 7 in Verstellrichtung I kraft­ schlüssig verbunden ist. Die durch die Fliehgewichte 3 erzeugbare Verstellkraft entspricht der Antriebsdreh­ zahl.

Der Gelenkkopf 7 weist auf der dem Fliehgewichtsver­ steller 1 abgewandten Seite ein Druckstück 8 auf, das auf einen Spannhebel 9 wirkt, welcher um eine Achse 10 schwenkbar ist. Der Spannhebel 9 ist entgegen der Stellkraft des Fliehgewichtsverstellers 1 durch die Kraft einer Regelfeder 11 belastet, deren Vorspannung über einen Verstellhebel 12 willkürlich änderbar ist. Das Druckstück 8 wirkt über eine Angleichfeder 13 auf den Spannhebel 9, wobei sich die Kräfte der Federn 11 und 13 für die Regelung überlagern. Die Ausgangslage des Spannhebels 9 ist durch einen verstellbaren An­ schlag 14 bestimmt.

Durch den Gelenkkopf 7 wird an Anlenkstellen 15 ein Führungshebel 16 angelenkt, dessen dem Fliehgewichtsversteller 1 benachbartes Ende in zwei zueinander parallele Laschen 31 aufgegliedert ist und der an seinem den Anlenkstel­ len 15 abgewandten Ende auf der Achse 10 schwenkbar ge­ lagert ist. Der Führungshebel 16 trägt eine Schwenk­ achse 17 eines Regelhebels 18, der einenends ein ortsfestes Kipplager 19 aufweist und andernends durch eine Startfeder 20 belastet ist. Dieser Regelhebel 18 ist mit einer das Fördermengenverstellglied 21 der Kraftstoffeinspritzpumpe bildenden Regelstange verbunden.

Dieser Fliehkraftdrehzahlregler arbeitet wie folgt: Für den Start wird durch die Startfeder 20 der Regelhebel 18 nach links geschwenkt. Dabei werden das Fördermengenverstellglied 21 sowie der Gelenkkopf 7 ebenfalls nach links verschoben. Diese Stellung entspricht großer Kraftstoffeinspritz­ menge, wie sie für das Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Sobald dann diese angelaufen ist und der Verstellhebel 12 noch in seiner Ausgangslage für Leerlaufdrehzahl steht, wird durch die Fliehgewich­ te 3 der Gelenkkopf 7 nach rechts verschoben, wobei aufgrund der geringen Vorspannung der Feder 11 auch der Spannhebel 9 sowie der Führungshebel 16 nach rechts ge­ schwenkt werden. Gegen Ende seiner Schwenklage stößt dabei der Spannhebel 9 auf eine im Gehäuse angeordnete Leerlauffeder 22, deren Kraft dann mit den Fliehkräften im Gleichgewicht gerade eine Kraftstoffmenge zumißt, die die Leerlaufdrehzahl aufrechterhält. Sobald dann der Verstellhebel 12 in die dargestellte Lage ver­ stellt wird, in der die Regelfeder 11 stark vorgespannt ist, werden aufgrund des gestörten Gleichgewichts der Spannhebel 9 und über das Druckstück 8 der Gelenkkopf 7 und damit der Führungshebel 16 nach links geschwenkt, wodurch über die Schwenkachse 17 das Fördermengenverstellglied 21 nach links in eine Lage für große Einspritz­ menge verschoben wird. Die mit zunehmender Drehzahl zu­ nehmenden Fliehgewichtskräfte wirken dann dieser Fe­ derkraft entgegen, solange bis ein Gleichgewichtszu­ stand erreicht ist. Ab einer bestimmten Drehzahl, d. h. ab einer bestimmten Fliehgewichtskraft gibt die An­ gleichfeder 13 nach, wodurch sich auch die Einspritz­ menge in bezug auf die Lage des Spannhebels 9 bzw. die Vorspannung der Regelfeder 11 ändert. Mit dieser An­ gleichung wird die tatsächliche Einspritzmenge der von der Brennkraftmaschine rauchfrei verbrennbaren Kraftstoffmenge angepaßt.

Die Erfindung betrifft den Anlenkbereich zwischen Ge­ lenkkopf 7 mit Druckstück 8 und Führungshebel 16 und ist in zwei Ausführungsbeispielen, nämlich in Fig. 2 bis 6 in einem ersten Ausführungsbeispiel und in Fig. 7 bis 9 in einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei in Fig. 6 eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels gezeigt ist.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 ent­ nehmbar ist, ist das Druckstück 8, das plattenartig mit in etwa T-förmiger Flächenausdehnung ausgebildet ist, zwischen zwei flachen Ansätzen 23 des Gelenkkopfes 7 geführt und über einen Drehbolzen 24, der die flachen Ansätze 23 und das Druckstück 8 durchdringt, scharnier­ artig angelenkt. Der Gelenkkopf 7 weist in Verstell­ richtung von der Fliehgewichtsverstellerseite her eine zentrale Sackbohrung 25 auf, in die eine Führungsstan­ ge, beispielsweise ein Wellenstutzen von der Antriebs­ seite her hineinragt. Wenn beispielsweise der Gelenk­ kopf 7 um den Drehbolzen 24 leicht gedreht ist, bei­ spielsweise durch Verkanten von der Fliehgewichtsver­ stellerseite her, so kann sich das Druckstück 8 so verschwenken, daß die dem Spannhebel 9 zugewandte Stirn­ seite 26 stets senkrecht zur Verstellrichtung I ver­ bleibt.

Durch den Drehbolzen 24 wird zusätzlich ein Bügel 27 an­ gelenkt, der mit seinen Enden 28 das Druckstück 8 und den Gelenkkopf 7 teilweise übergreift und in dem Lageröffnungen 29 vorgesehen sind, in die Lagerzapfen 30 greifen. Ein solcher Zapfen 30 ist in jeder Lasche 31 des Führungshebels 16 befestigt.

Die Fig. 6 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 2 bis 5 dahingehend, daß in Umkehrung dieser Lagerstellen die Lagerzapfen 30′ an den Bügelenden 28′ befestigt und entsprechend die Lageröffnungen 29′ an den Laschen 31′ des Führungshebels vorgesehen sind.

Während das erste Ausführungsbeispiel weitgehend kar­ danische Eigenschaften aufweist, handelt es sich beim zweiten, fertigungstechnisch einfacher herstellbaren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 9 nur um eine halbkardanische Version. Wie insbesondere den Fig. 7 und 8 entnehmbar ist, ist im Gelenkkopf 107 eine zentrale Querbohrung 33 vorhanden, die von der den Drehbolzen 124 aufnehmenden senkrechten Bohrung 34 gekreuzt wird. In diese Querbohrung 33 sind zwei Lager­ zapfen 35 gesteckt, die mit ihrem freien Ende als Achs­ stummel in entsprechenden Öffnungen 129 der Laschen 131 des Führungshebels gelagert sind. Das Druckstück 108 ist hier U-förmig ausgebildet und übergreift den Gelenkkopf 107 soweit, daß eine Anlenkung durch den Drehbolzen 124 gegeben ist, der den Gelenkkopf 107 und die diesen umgreifenden Enden des Druckstücks 108 durchdringt.

Claims (9)

1. Fliehkraftdrehzahlregler für die Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine mit einem durch einen motordrehzahlsynchron angetriebe­ nen Fliehgewichtsversteller entgegen einer Rück­ stellkraft verschiebbaren Gelenkkopf, der mit sei­ ner dem Fliehgewichtsversteller abgewandten Seite in Verstellrichtung mit einem weiteren Regelglied zu­ sammenwirkt, welches der Stellkraft des Fliehge­ wichtsverstellers mindestens ab einer bestimmten Drehzahl oder Last entgegenwirkt, und mit einem mit dem Fördermengenverstellglied (Regelstange) der Einspritzpumpe minde­ stens mittelbar verbundenen Führungs­ hebel, dessen dem Fliehgewichtsversteller benachbarten Ende in zwei zueinander parallele Laschen aufgegliedert ist, zwischen denen der Gelenkkopf gelagert und um eine durch die Lagerstel­ len im Führungshebel quer zur Verstellrichtung ver­ laufende Drehachse schwenkbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Gelenkkopf (7; 107) mittig zwischen den Laschen (31, 131) des Führungshebels (16) und senkrecht zur Querachse sowie zur Verstellrichtung (I) ein Drehbolzen (24; 124) vorhanden ist, an dem ein der Kraftübertragung zum weiteren Regelglied hin die­ nendes Druckstück (8; 108) angelenkt ist.

2. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Regelglied ein Spannhebel (9) mit einer an ihm angreifenden, vor­ zugsweise willkürlich änderbaren Regelfeder (11) dient.

3. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Regelglied ein Angleichdruckstück (13) mit einer Angleichfeder dient, die ab einer bestimmten Drehzahl zu- oder ab­ schaltbar ist.

4. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf (7) eine zum Druckstück (8) hin offene Ausnehmung ausweist zur Aufnahme einer vom Drehbolzen (24) durchsetzten Lageröse des Druckstücks (8) (Fig. 2 bis 6).

5. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (108) in der durch Verstellrichtung (I) und Dreh­ bolzenachsrichtung gebildeten Schnittebene einen U-förmigen Querschnitt aufweist und den Gelenkkopf (107) übergreift, wobei der Drehbolzen (124) den Gelenkkopf (107) und das Druckstück (108) durchsetzt (Fig. 7 bis 9).

6. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerung zwischen den Laschen (131) des Führungshebels und dem Gelenkkopf (107) in einer den Drehbolzen (124) kreuzenden Querbohrung (33) des Gelenkkopfes (107) eingesetzte Lagerzapfen (35) dienen, deren freie Enden in als Lagerstellen dienende Öffnungen (129) der Laschen (131) des Führungshebels gelagert sind (Fig. 7 bis 9)

7. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerung ein den Gelenkkopf (7) umgreifender Bügel (27) mit einem in bezug auf die durch die Drehbolzenachsrichtung und die Drehachse bestimmte Schnittebene U-förmigen Quer­ schnitt dient, wobei die freien Enden (28) des Bügels (27) Lagerstellen mit den Laschen (31) des Führungshebels bilden und das Mittelteil dieses Bügels vom Drehbolzen (24) angelenkt ist.

8. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerstellen an den Laschen (31) des Führungshebels fest angeordnete Zapfen (30) die­ nen, die in diesen zugeordneten Öffnungen (29) der freien Enden (28) des Bügels (27) gelagert sind (Fig. 2 bis 5).

9. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerstellen an den freien Enden (28′) des Bügels (27′) fest angeordnete Zapfen (30) dienen, die in diesen zugeordnete Öffnungen der Laschen (31′) des Führungshebels greifen (Fig. 6).