DE3625985A1 - Fliehkraftdrehzahlregler von kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents
Fliehkraftdrehzahlregler von kraftstoffeinspritzpumpenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Fliehkraftdrehzahl
regler von Kraftstoffeinspritzpumpen nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Drehzahlregler
sind als Verstellregler oder Leerlaufenddrehzahl
regler von der Firma Bosch unter der Bezeichnung
EP/RSV und EP/RSF auf dem Markt. Bei diesen
in Großserie hergestellten Drehzahlreglern weichen
die theoretisch sehr genau festgelegten Lager
- und Angriffspunkte infolge Fertigungsfehlern
von den vorgesehenen Stellen ab. Diese Abweichungen
können entweder durch nachträgliche und damit
teure Bearbeitung der betroffenen Teile korrigiert
werden oder sie müssen durch entsprechende Aus
bildung der Reglerteile kompensiert werden.
Eine solche Kompensation ist beispielsweise
beim doppelarmigen Führungshebel mit seiner
kastenförmigen Konstruktion erreicht, indem
dieser torsionsweich ausgeführt ist. Die Torsions
weichheit hat jedoch den Nachteil, daß dadurch
die Regelung im Ganzen ungenau wird und zu großen
Streuungen neigt und daß dadurch die Einstellbar
keit des Reglers wesentlich erschwert wird.
Wenn der Regler zudem mit einer Angleichvorrichtung
arbeitet, bei der, wie bei diesen EP/RS-Reglern,
eine "Kraftstoffangleichung" erzielt wird, indem
der Gelenkkopf mit seiner dem Fliehkraftversteller
abgewandten Seite auf einen durch eine Angleich
feder belasteten Angleichbolzen stößt, so besteht
die Gefahr, daß immer dann, wenn aufgrund der
Torsion des Führungshebels der Gelenkkopf schräg
zur Angriffsfläche des Angleichbolzens steht,
eine Angriffspunktverschiebung und dadurch unge
wünschte Änderung der vorgesehenen "Angleichung"
stattfindet.
Hinzu kommen Regelungsfehler, die auf Reibungsver
luste des Reglers zurückzuführen sind, welche
beispielsweise bei der Übertragung der Fliehgewichts
verstellkräfte auf den Führungshebel und von
dort auf das Fördermengenverstellglied auftreten.
Diese Reibungsverluste nehmen naturgemäß zu,
wenn aufgrund von Torsionsweichheit oder sonstigen
Verwindungen im Reglergestänge Verspannungen
auftreten. Reibungsverluste und Verwindungen
entstehen besonders bei Fluchtungsfehlern, das
heißt, wenn die Kraftübertragung nicht in der
durch die Fliehkraftverstellerachse bestimmten
Verstellrichtung erfolgt, so daß Kippmomente
entstehen, was sich besonders nachteilig an
den Stellen auswirkt, an denen die Kraftübertragung
über Formschlußflächen statt über Punkte oder
Linien erfolgt. Abweichungen von der Verstell
richtung können beispielsweise einen außermittigen
Kraftangriff der Fliehkräfte des Fliehkraftver
stellers zur Folge haben, wobei diese einseitigen
Belastungen in bestimmten Drehzahlbereichen
zu einer Verhakung der relativ zueinander ver
schiebbaren Teile führen kann. Diese ungewünschten
Querkräfte bewirken auch deshalb eine Verschlechterung
der Reglerqualität, weil die tatsächlichen Kraft
übertragungslinien von den ursprünglich vorgesehenen
fluchtenden Linien abweichen.
In Bezug auf die jedem Regler zugrundeliegende
Reglerkurve wirken sich diese beschriebenen
Mängel einerseits darin aus, daß diese Reglerkurve
eine verhältnismäßig große Streuung aufweist
und daß außerdem beim Übergang zur Abregelung
ein weicher Übergang statt eines scharfen Knickes
vorhanden ist. Zur Definition einer exakten
Reglerkurve ist es aber erforderlich, daß Rast
punkte für die Einstellung gegeben sind, beispiels
weise beim Übergang zur Abregelung. Diese Nachteile
wirken sich besonders beim Leerlaufenddrehzahl
regler aus, bei dem die Abregelung zur Vermeidung
von insbesondere Motorschäden dadurch erst ab
einer bestimmten Drehzahl beginnen darf, die
durch einen nicht vorhandenen Rastpunkt nicht
einstellbar ist. Nur wenn die Höchstdrehzahl
des Motors über die Kraftstoffeinspritzpumpe
sehr präzise eingeregelt werden kann, ist die
volle Ausnutzung dieser Enddrehzahl des Motors
möglich.
Bei einem anderen bekannten Fliehkraftdrehzahl
regler der eingangs genannten Art (DE-PS 10 11 223)
ist das als Verstellmuffe ausgebildete Verstell
stück auf einem Wellenstummel des Fliehgewichts
verstellers geführt und greift über ein Wälzlager,
in das der Gelenkkopf mit einem entsprechenden
Zapfen gesteckt ist, axial an diesem an. Der
Gelenkkopf weist quer zur Verstellrichtung ver
laufende Achsstummel auf, an denen die Laschen
des Führungshebels über nach unten offene Lang
löcher angreifen. Diese Ausführung hat den Nach
teil, daß konstruktive Ungenauigkeiten der Hebel
lager sowie Fluchtungsfehler der Stellbewegungen
entweder nicht ausgeglichen werden oder durch
Torsionsnachgiebigkeit des Führungshebels ausge
glichen werden, was beides entweder zu hoher
Reibung oder den obengenannten Reglerfehlern
führt.
Der erfindungsgemäße Fliehkraftdrehzahlregler
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches
hat demgegenüber verschiedene Vorteile:
- - Der Führungshebel kann weitgehend torsionsstarr ausgebildet werden, um mit einem derartigen steifen Führungshebel eine nahezu fehlerfreie Übertragung der einseitig angreifenden Regel hebelkraft zu erzielen und außerdem auch eine Verringerung der Nacharbeit am Führungshebel zu erhalten;
- - Fertigungsbedingte Ungenauigkeiten, die vor allem zu Fluchtungsfehlern führen, können vollständig und ohne Verwindungsproblem der Hebel bzw. ohne Kraftaufwand ausgeglichen werden;
- - Die Kraftübertragung vom Gelenkkopf auf den Führungshebel erfolgt über Linienberührung innerbalb des Kreuzlagers anstatt über Punkt berührung, wie beispielsweise beim Kugelkopf, so daß erstens ein geringerer Verschleiß auf tritt und zweitens eine höhere Belastung mög lich ist;
- - Die Kraftübertragung der Verstellkräfte beispiels weise vom Verstellstück auf den Gelenkkopf kann querkraftfrei erfolgen, da sich die Achse aufgrund der Ovalität der die Achse aufnehmenden Bohrung in dem erforderlicben Maß um das Kreuz lager schwenken läßt, so daß vor allem auch der Kraftangriff weitgehend in der Mitte der Achse und somit in der gewünschten Kraftlinie erfolgt. Der doppelarmige Führungshebel kann sich dann auch noch bei einseitigem größeren Widerstand leicht verwinden, ohne daß deshalb der Kraftangriffspunkt aus dieser Kraftlinie verschoben wird, beispielsweise zu einem der beiden Laschen hin.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist als Kreuzlager ein den Gelenkkopf mindestens
teilweise und die Achse durchdringender Bolzen
vorhanden, so daß die Zentrierung auf einen
Kraftangriffspunkt exakt zwischen den beiden
Laschen des Führungshebels gewährleistet ist.
Die Lösung kann bevorzugt bei einem Regler ange
wendet werden, bei dem in an sich bekannter Weise
der Führungshebel mit seitlichem Spiel auf dem
Schwenklager angeordnet ist.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist als Kreuzlager ein den Gelenk
kopf mindestens teilweise durchdringender von der Achse
durchdrungener Kreuzbolzen vorhanden, wodurch
eine einfachere Konstruktion für die Montage
erzielbar ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ist zwischen dem Gelenkkopf und
den Laschen ein Spiel vorhanden, wodurch ein
leichtes seitliches Verschieben des Gelenkkopfes
in Bezug auf den Führungshebel und in Bezug
auf die zentrale Kraftlinie möglich ist, wenn
beispielsweise ein fertigungsbedingter seitlicher
Versatz von Führungshebel zu Fliehgewichtsversteller
gegeben ist. Diese Verschiebung des Gelenkkopfes
kann auf der Achse erfolgen oder aber durch
Verschieben der Achsenden in den Laschen des
Führungshebels.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung
sind die Achsenden fest mit den Laschen des
Führungshebels verbunden, um dadurch dessen
Steifigkeit zu verbessern. In gleiche Richtung
geht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung
gemäß der zwischen den Laschen als eine der
Querverbindungen nahe des Schwenklagers des
Führungshebels ein beiderseits fest mit den
Laschen verbundener - beispielsweise vernieteter
- Abstandsbolzen vorhanden ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung,
der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
der erfindungswesentlichen Teile des Reglers
mit schematisch dargestellten ergänzenden Teilen
des Reglers;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch
den Bereich des Fliehgewichtsverstellers und
Gelenkkopfes des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Gelenkkopf nach
Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 bis 6 das
zweite Ausführungsbeispiel in drei Schnitten
bzw. Ansichten.
Bei der allgemeinen perspektivischen Darstellung
eines erfindungsgemäßen Reglers in Fig. 1 ist
mit 1 ein Fliehgewichtsversteller bezeichnet,
der auf ein Verstellstück wirkt, welches über
ein Hebelsystem 3 auf ein nur schematisch darge
stelltes Mengensteuerglied 4 wirkt. In das Hebel
system 3 kann willkürlich über einen Verstellhebel
5 eingegriffen werden.
Bei dem in Fig. 1 rein schematisch und in Fig. 2
dargestellten Fliehgewichtsversteller 1 wirken
Fliehgewichte 6 über Winkelhebel 7 auf das Verstell
stück 2, wobei die Verstellkräfte den Fliehkräften
und dadurch der Drehzahl entsprechen. Der Flieh
gewichtsversteller 1 wird. Über eine Welle 8 ange
trieben, deren Ende 9 in einer Innenbohrung 10
des Verstellstückes 2 geführt ist. Die Fliehge
wichte 6 mit Hebeln 7 sind an Traversen 11 gelagert,
welche mit der Welle 8 rotieren.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel ist das Verstellstück 2 jeweils
in anderen Teilschnitten dargestellt. Das Verstell
stück 2 weist einen Bund 12 auf, der drehsymmetrisch
ausgebildet ist und an dessen dem Fliehgewichtsver
steller 1 zugewandten Seite unter Zwischenschaltung
eines Wälzlagers 13 die Hebel 7 des Fliehgewichtsver
stellers 1 angreifen. Innerhalb des Wälzlagers
13 ist ein Muffenteil 14 des Verstellstückes 2
angeordnet, in dessen Innenbohrung 10 das Ende
der Welle 8 ragt, auf dem das Verstellstück 2
axial verschiebbar ist. Auf der diesem Muffen
teil 14 abgewandten Seite des Bundes 12 ist ein
Gelenkkopf 15 vorgesehen, der bei diesem ersten
Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Verstell
stück 2 ausgebildet ist und der ein Kreuzlager
aufweist mit einer Querbohrung 16 länglichen Quer
schnitts (Langloch), durch die eine Achse 17 ragt.
Gelenkkopf 15 und Achse 17 werden durch einen
beide durchquerenden Bolzen 18 zueinander fixiert,
so daß die Achse 17 um einen bestimmten durch
den Querschnitt der Querbohrung 16 begrenzten
Winkel um den Bolzen 18 schwenkbar ist (Fig. 3).
Von dem dargestellten Hebelsystem 3 sind auf den
freien Achsenden 19 der Achse 17 die Enden von
Laschen 20 eines doppelarmig ausgebildeten Führungshebels
21 und die Enden eines ebenfalls doppelarmig ausge
bildeten Umlenkhebels 22 gelagert. Das Umlenk
hebelpaar 22 ist durch einen Stift 23 miteinander
verbunden. Am einen Arm des Umlenkhebels 22 greift
über eine Kurbel 24, die nur schematisch dargestellt
ist, der Verstellhebel 5 an. Am freien Ende des
anderen Armes des Umlenkhebels 22 ist eine Schwenk
achse 25 für einen Regelhebel 26 angeordnet, welcher
am einen Ende 27 im Reglergehäuse gelagert ist
und am anderen Ende 28 das Mengensteuerglied 4,
insbesondere eine Regelstange, anlenkt. Die der
Achse 17 abgewandten Enden des Führungshebels
21 sind über ein ortsfestes Schwenklager 29, auf
dem auch das Ende eines Krafthebels 30 gelagert
ist, im Reglergehäuse schwenkbar angeordnet. An
dem Krafthebel greift eine der Fliehkraft entgegen
wirkende Reglerfeder 31 an. Der Krafthebel 30
stützt sich mit seinem Ende 32 an einem Anschlag
33 des Gehäuses ab. Zwischen Gelenkkopf 15 und
Krafthebel 30 ist eine Angleichvorrichtung 34
mit Angleichfeder 35 vorgesehen, welche erst ab
einer bestimmten Fliehkraft bzw. Drehzahl nachgibt
und damit die bis dahin durch die Reglerfeder
31 bestimmte Kennlinie des Reglers beeinflußt.
Die Einspritzmenge wird so der vom Motor rußfrei
verbrennbaren Menge "angeglichen".
Dieser erfindungsgemäße im ersten Ausführungsbei
spiel als Leerlaufenddrehzahlregler ausgebildete
Fliehkraftdrehzahlregler arbeitet wie folgt: Wenn
bei einer bestimmten Einstellung des Verstellhebels
5 die Endabregeldrehzahl überschritten wird, wird
durch die Fliehkraft der Fliehgewichte 6 über
die Winkelhebel 7 eine Kraft auf das Verstellstück
2 ausgeübt, die dieses entgegen der Kraft der
Feder 31 bzw. 35 verschiebt. Hierbei wird über
die Achse 17 das Führungshebelpaar 21 verschoben
und nimmt dabei den Regelhebel 26 und Krafthebel
30 mit. Durch die Mitnahme des Regelhebels 26
wird das Mengensteuerglied 4 in eine Lage für
geringere Einspritzmenge verschoben, und durch
die Mitnahme des Krafthebels 30 muß die Feder
31 bzw. 35 überwunden werden solange, bis eine
neue Gleichgewichtslage errreicht ist. Bevor diese
Grenzdrehzahl erreicht wird, kann über den Verstell
hebel 5 die Einspritzmenge zum Beschleunigen und
Abbremsen des Motors willkürlich eingestellt werden.
Hierfür wird durch die Kurbel 24 der Umlenkhebel
22 verstellt, wodurch über die Schwenkachse 25
ebenfalls der Regelhebel 26 in eine gewünschte
Stellung geschwenkt wird. Die Regelung der Leer
laufdrehzahl funktioniert im Prinzip wie die der
Enddrehzahl mit dem Unterschied, daß, sobald der
Motor eine gewisse Drehzahl unterschreitet, der
Drehzahlregler das Mengensteuerglied 4 in eine
Lage für größere Einspritzmengen bringt, bis auch
hier wieder ein Gleichgewicht erzielt ist.
Natürlich ist die Erfindung nicht eingeschränkt
auf Leerlaufenddrehzahlregler sondern ist genauso
gut anwendbar bei Verstellreglern (Alldrehzahl
reglern). Bei diesen Alldrehzahlreglern wird im
Gegensatz zum Leerlaufenddrehzahlregler auch die
Zwischendrehzahl geregelt, die bei letzterem will
kürlich einstellbar ist, so daß die Hebelanordnung
etwas von der in Fig. 1 gezeigten abweicht.
Der Umlenkhebel 22 ist nicht erforderlich und die
Regelfeder greift einerseits wiederum am Krafthebel
an, andererseits aber im Unterschied zum Leerlauf
enddrehzahlregler an einem durch den willkürlich
verstellbaren Verstellhebel verstellbaren Schwenk
hebel, wobei sich je nach Schwenklage die Vor
spannung der Regelfeder ändert. So ist es durchaus
möglich, daß das zweite in den Fig. 4 bis
6 dargestellte Ausführungsbeispiel bei Verstell
reglern Anwendung findet, wie auch das erste
Ausführungsbeispiel bei diesen Reglern verwendet
werden kann. Da die Erfindung bei beiden Regler
arten verwendbar ist, ist auf eine nähere
Beschreibung eines Verstellreglers im einzelnen
verzichtet.
Vom zweiten Ausführungsbeispiel ist nur der
Führungshebel 121 in seiner kastenartigen Form
und der Gelenkkopf 115 dargestellt und zwar
in Fig. 4 als Längsschnitt, in Fig. 5 als Teil
schnitt und Ansicht gemäß Linie V-V in Fig.
4 und in Fig. 6 als Schnitt nach Linie VI-VI
in Fig. 4.
Der Führungshebel 121 weist auch hier seine
zwei Laschen 120 auf, die durch die Achse 117
des Gelenkkopfes 115 und durch einen Abstands
bolzen 37 am anderen Ende des Hebels fest mit
einander verbunden sind. Die Verbindung ist
hier durch Vernieten der Achsenden 119 bzw.
der Enden des Abstandsbolzens 37 ausgeführt.
Eine zusätzliche Versteifung wird durch eine
Buchse 38 erreicht, die zwischen den beiden
Laschen 120 eingeklemmt ist und in der ein
Lagerbolzen 39 mit axialer Einspannung geführt
ist; auf dem der Regelhebel 126 gelagert ist.
Auf diese Weise entsteht ein verhältnismäßig
verwindungssteifes System, bei dem die Anordung
des ortsfesten Schwenklagers 129 zur Versteifung
beiträgt.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
ist hier der Gelenkkopf 115 getrennt von dem
Verstellstück 2 ausgebildet und weist zum Flieh
kraftversteller hin ein Steckstück 40 auf.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
durchdringt hier die Achse 117 einen Kreuzbolzen
36, der jedoch ebenfalls den Gelenkkopf 115
durchquert. Zwischen dem Gelenkkopf 115 und
den Laschen 120 ist ein Spiel 41 vorhanden,
so daß auch eine quer zur durch den Doppelpfeil
I angedeuteten Verstellrichtung mögliche Ver
schiebung des Gelenkkopfes 115 auf der Achse
117 gegeben ist.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden
Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebiger Kombination miteinander erfindungs
wesentlich sein.
Claims (7)
1. Fliehkraftdrehzahlregler von Kraftstoffeinspritz
pumpen für Brennkraftmaschinen
- - mit einem eine axiale Verstellbewegung eines Verstellstückes entgegen der Kraft mindestens einer Feder bewirkenden und motordrehzahlsynchron angetriebenen Fliehge wichtsversteller;
- - mit einem der mindestens mittelbaren Übertragung der Verstellbewegung auf ein Fördermengenver stellglied (Regelstange) dienenden, hierzu auf einem Schwenklager gelagerten und aus zwei fest miteinander verbundenen gleichlaufenden Laschen - somit doppelarmig - (kastenförmig) ausgebildeten Führungs hebel, an dem mindestens mittelbar die Feder angreift;
- - und mit einem Gelenkkopf zwischen Verstell stück und Führungshebel, der einerseits zum Verstellstück hin eine in Verstellrichtung des Verstellstückes gegebene Verbindung hat und der andererseits über zwei nämlich je an einer der Laschen angreifenden Achs enden mit dem Führungshebel verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Laschen (20) über Querverbindungen (17, 37, 38) einen in sich steifen Rahmen bilden
- - daß die Achsenden (19) solche einer den Gelenkkopf (15) durchdringenden Achse (17) sind
- - daß die Achse (17) in einer im Gelenkkopf (15) vorhandenen weitgehend senkrecht zur Verstellrichtung und den Laschen (20) verlaufenden Bohrung (16) angeordnet ist
- - daß die Bohrung (16) einen in Verstellrichtung länglich ausgebildeten (ovalen) Querschnitt aufweist und
- - daß die Achse (17) durch ein senkrecht zu ihr und zur Verstellrichtung verlaufendes Kreuzlager (18, 36) etwa in der Längsmitte der Achse (17) in der Bohrung (16) gelagert ist, so daß sie eine begrenzte Schwenkbewegung in der Bohrung (16) um das Kreuzlager ausführen kann.
2. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Kreuzlager
ein den Gelenkkopf (15) mindestens teilweise
und die Achse (17) vollständig durchdringender
Bolzen (18) vorhanden ist.
3. Flliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kreuzlager
ein den Gelenkkopf (115) mindestens teilweise durch
dringender und von der Achse (117) vollständig durchdrungener
Kreuzbolzen (36) vorhanden ist.
4. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Gelenkkopf (15) und
den Laschen (20) des Führungshebels (21)
ein Spiel vorhanden ist.
5. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Achsenden (119) fest mit den
Laschen (120) verbunden sind.
6. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen den Laschen (120)
nahe des Schwenklagers (129) des Führungshebels
(121) ein als Querverbindung dienender beiderseits
mit den Laschen fest verbundener Abstandsbolzen
(37) vorhanden ist.
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