DE3814529C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verdrehsicherung für Stellschrauben nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Derartige Verdrehsicherungen erzeugen einen zusätzlichen Reib- und Kraftschluß zwischen benachbarten Gewindeflächen durch axiale Verspannung der Verbindung, um dadurch ein Lockern der Verbindung und selbsttätiges Verstellen der Schraube, hervorgerufen durch Vibrationen, Stöße oder sonstige mechanische Beanspruchung, wie sie besonders stark in Kraftstoffeinspritzanlagen auftreten, zu verhindern.

Bei einer bekannten Verdrehsicherung dieser Art (Siegfried Hildebrand, "Einführung in die feinmechanischen Konstruktionen", München, Carl Hanser Verlag, 1969, Seite 184), die allerdings nur für feinmechanische Bauelemente, im gezeigten Beispiel für die Justierschraube einer Präzisionsuhr, vorgesehen ist, ist eine zweite Gewindebohrung in einem der Schenkel vorhanden, durch die eine zweite Schraube geführt wird und mit der die beiden Schenkel auseinandergedrückt werden können, um die beabsichtigte axiale Verspannung zu erzeugen. Eine derartige Verdrehsicherung hat den Nachteil, daß die durch die zusätzliche Schraube erzeugte Reibkraft nicht genau definiert ist und zudem bei mechanischer Beanspruchung und einem dadurch möglichen Lockern dieser Schraube verringert wird. Weitere Nachteile sind der vergrößerte Platzbedarf und der Aufwand für die Herstellung der zusätzlichen Bauteile, und die zusätzliche Schraube muß auch gut zugänglich sein und eventuell noch gesichert werden.

Der nachstehenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine für Stellschrauben an Kraftstoffeinspritzanlagen verwendbare Verdrehsicherung der gattungsgemäßen Bauart derart zu verbessern, daß sie ohne zusätzliche Sicherungselemente schüttelsicher, einfach herstellbar und leicht montierbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Verdrehsicherung der gattungsgemäßen Bauart mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Verdrehsicherung hat gegenüber den bekannten Verdrehsicherungen den Vorteil, daß eine von der Einschraubtiefe unabhängige, bei der Herstellung vorausberechenbare und genau definierte Reibkraft erzeugt wird, deren Größe durch mechanische Beanspruchung wie Vibrationen nicht beeinflußt wird. Solche Vibrationen treten besonders bei Brennkraftmaschinen auf, wo Stellschrauben beispielsweise im Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen Anwendung finden. Dort ist auch ein möglichst geringer Platzbedarf eines jeden Bauteils wichtig. Außer dem Federbügel und der durch dessen Schenkel geführten Stellschraube sind bei der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung keine weiteren Bauteile notwendig. Die Schraubteile können mit den handelsüblichen Toleranzen gefertigt werden und weisen trotzdem einen besonders guten Reib- und Kraftschluß auf. Da weder eine Kontermutter noch eine Spannschraube erforderlich ist, kann die Einstellung der Stellschraube sehr einfach und ohne spezielle Sonderwerkzeuge vorgenommen werden, ein Drehmomentschlüssel ist z. B. auch nicht erforderlich. Hohe Biegemomente werden vermieden und die Biegespannung bleibt durch entsprechende Bemessung des den möglichen Federweg bestimmenden Abstandes und der Federschenkelquerschnitte sowie durch eine richtige Werkstoffauswahl und Wärmebehandlung in jedem Falle unterhalb der kritischen Fließgrenze des Werkstoffes. Das Entfallen der Spannschraube vermindert den Platzbedarf, wobei der Schenkelabstand des Bügels gering gehalten werden kann.

Aus der US-PS 9 56 185 ist allerdings eine an einer Mutter verwirklichte Verdrehsicherung ähnlicher Bauart bekannt, die ohne zusätzliche Sicherungsteile auskommt, aber ein völlig anderes Werkprinzip mit entsprechenden Nachteilen aufweist. So wird die dort in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Verdrehsicherung an der aus einem geschlossenen Federbügel gebildeten Mutter durch eine seitlich auf die Gewindegänge wirkende Verspannung der beiden nebeneinanderliegenden parallelen Enden des Federbügels erzeugt. Eine solche Schraubensicherung wäre für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung völlig indiskutabel, da wegen des kurzen Gewindeabstandes und der seitlichen Beanspruchung die Schraube bereits bei geringstmöglichem Gewindespiel in eine Schrägstellung gelangen muß, so daß eine solche Sicherung für Stellschrauben nicht anwendbar ist. Außerdem wäre bei gleicher Reibkraft die Flächenbelastung an den nur auf dem halben Umfang tragenden Gewindegängen wesentlich höher als beim Erfindungsgegenstand, bei dem die in einem relativ großen Abstand angeordneten Gewindegänge axial auf ihrem gesamten Umfang belastet werden, wodurch trotz ausreichend großer Reibkraft die Gewindebelastung, d. h. die wirksame Flächenpressung, relativ niedrig bleibt bei einwandfreier Geradführung der Stellschraube.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Verdrehsicherung in entspanntem Zustand,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Verdrehsicherung in gespanntem Zustand,

Fig. 3 eine Ansicht der Verdrehsicherung nach Fig. 1 oder 2 um 90° verdreht,

Fig. 4 eine Teilansicht eines Längsschnittes durch die Stellschraube mit Kräfteverteilung und

Fig. 5 die Anwendung der Verdrehsicherung in einem Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Verdrehsicherung 15 im entspannten Zustand und deshalb ohne zugehörige Stellschraube (s. dazu Fig. 2) dargestellt. Ein geeignetes, elastisches Material ist zu einem Bügel 1 mit rechteckigem Profil geformt, mit zwei parallelen, im wesentlichen gleich langen Federschenkeln 2 und 3, die am einen Ende durch einen zu ihnen senkrecht verlaufenden Sockel 4 verbunden sind, während am anderen Ende des einen Schenkels 3 eine Strebe 5 senkrecht zu den Schenkeln 2 und 3 angeordnet ist, deren freies Ende zu jenem des Schenkels 2 einen Abstand s aufweist. Am Sockel 4 ist ein Hebel 6 zu einem Gehäuseteil oder zu einem Stellmechanismus angeordnet.

Durch Zusammendrücken der beiden Federschenkel 2 und 3 wird der in Fig. 2 dargestellte Spannungszustand des Bügels 1 erzeugt. In diesem Zustand wird das Gewinde zur Aufnahme der Stellschraube gebohrt und die Stellschraube 7 eingeschraubt. In beide Schenkel wird je eine zur anderen achsgleiche und kongruente Gewindebohrung 8 und 9 zur Aufnahme der Stellschrau­ be 7 parallel zum Sockel 4 geschnitten, die keine besondere Spielzugabe bezüglich des Stellschrauben­ gewindes benötigen. Nach Eindrehen der Stellschraube 7 in gespanntem Zustand des Bügels 1 in die Gewin­ debohrungen 8 und 9 versucht der Bügel in die ent­ spannte Stellung zurückzufedern, wodurch eine axiale Verspannung ausgelöst wird, die eine vorher berechnete Reibkraft zwischen den Gewinde- und Schraubenflächen bewirkt, welche sie selbsttätig am Verdrehen hindert. Diese Kraft ist von der Einschraubtiefe der Verstell­ schraube unabhängig. Die Verdrehsicherung 15 wird weder durch Vibrationen noch durch andere Beanspruchungen ge­ lockert.

Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf den Federschenkel 3 des Bügels 1 mit Ansicht der Gewindebohrung 8 und Seitenansicht des Hebels 6, der entweder zu einem Gehäuseteil oder zu einem Stellhebel (Angleichhebel 13) führt, wie er in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Pfeile 10 und 11 in Fig. 4 geben die Richtung der Federkraft eines Federschenkels bzw. die daraus resultierende Normalkraft auf die Gewindefläche 12′ wieder, aus welcher sich die Reibkraft in tangen­ tialer Richtung zu dieser ergibt. Das Reib-Drehmoment hängt mit der Federkraft über eine einfache Beziehung zusammen. Der gewünschten Reibkraft und dem Platz­ angebot entsprechend werden die Federschenkel ausge­ bildet und der Abstand s gewählt.

Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau eines Flieh­ kraftreglers einer Kraftstoffeinspritzpumpe, wie er beispielsweise in der DE-PS 26 29 620 beschrieben ist, bei dem eine verstellbare, als Stellschraube dienende Anschlagschraube 14 am Stellhebel (Angleichhebel 13) mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung 15 gesichert ist. Bei Drehzahlreglern für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen kommt es auf sehr feine und zugleich gleichbleibende Regelung der Einspritz­ menge an, da nichtoptimale Verbrennung zu Rußbildung und/oder erhöhtem Lärmpegel führt. Zugleich ist das Platzangebot im Regler gering; zumal im Bereich des sich bewegenden Reglerhebels. Der Reglerhebel 13 unterstützt die Angleichung der Kraftstoffördermenge an die Motorbedarfskennlinie, welche hauptsächlich durch die Angleichfedern 16 und 17 bewirkt wird. Die Fliehgewichte 18 sind mit der Nockenwelle 19 verbunden, so daß sie sich in Pfeilrichtung drehen und über die Regelmuffe 20 die Angleichstufenwege vollziehen.

Während der sogenannten Minus-Angleichstufe kommt es durch Ausweichen des Angleichhebels 13 zu einer überlagerten Translations-/Rotations-Bewegung des Regelhebels 21, wobei die starre Koppelung mit der Regelstange 22 zu einer Vergrößerung der Kraftstoff­ einspritzmenge führt. Der Regelhebel 21 legt sich an der Anschlagschraube 26 an. Während der sogenannten Plus-Angleichstufe dient dieser Anschlag als Drehpunkt für den Regelhebel 21, so daß diese Bewegung zu einer geringeren Kraftstoffeinspritzmenge führt.

Mit Hilfe des Schwenkhebels 23 wird der Angriffswinkel und die Vorspannlänge der Regelfeder 24 und damit die Gegenkraft auf dem Spannhebel 25 eingestellt, die der von der Regelmuffe 20 übertragenen Kraft der Fliehgewichte 18 entgegenwirkt.

Claims (3)

1. Verdrehsicherung für Stellschrauben, vorzugsweise an Kraftstoffeinspritzanlagen für Brennkraftmaschinen, mit einem zwei Federschenkel (2, 3) aufweisenden Bügel (1), deren eines Ende senkrecht an einem gemeinsamen Sockel (4) angeordnet ist und mit achsgleichen, kongruenten Gewindebohrungen (8, 9) in den Federschenkeln zur Aufnahme der gegen Verdrehen zu sichernden Stellschraube (7), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federschenkeln (2, 3) mindestens eine den gegeneinander möglichen Federweg durch einen bestimmten Abstand (s) der beiden Federschenkel (2, 3) begrenzende Querstrebe (5) angeordnet ist, die von einem der Federschenkel (3) rechtwinklig absteht und ihr freies Ende zum anderen Federschenkel (2) hin den bestimmten Abstand (s) aufweist, und daß vor Einschneiden der Gewindebohrungen (8, 9) und Einschrauben der Stellschraube (7; 14) die Federschenkel (2, 3) gegeneinander in eine federnd vorgespannte Lage geschwenkt werden, in der die Querstrebe (5) als Anschlag dient, so daß nach Einschrauben der Stellschraube (7; 14) und Freigeben der Federschenkel (2, 3) die Rückschwenkbewegung der Federschenkel (2, 3) eine Reibkraft bestimmter Größe zwischen den benachbarten Flächen von Gewindebohrung (8, 9) und Schraube (7) bewirkt.

2. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (1) mit einem Stellhebel einteilig oder formschlüssig verbunden ist und daß die Stellschraube (7) mit einem Anschlag zusammenwirkt.

3. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel fest mit einem Gehäuseteil verbunden ist und die Stellschraube als Stellmechanismus bzw. als verstellbarer Anschlag dient.