DE3902174A1 - Reglervorrichtung fuer eine maschine - Google Patents
Reglervorrichtung fuer eine maschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reglervorrichtung zur
Steuerung und Regelung der Geschwindigkeit oder Drehzahl
einer Maschine ansprechend auf eine Drehbewegungsänderung
der Maschine.
Eine lange Zeit und in großem Umfang verwendete herkömmliche
Reglervorrichtung vom Fliehgewichtstyp ist so angeordnet,
daß sie die Regelung der Maschinendrehzahl mittels Ver
stellung eines Reglergewichtes bewirkt, wobei die Ver
stellung herbeigeführt wird, wenn das Gewicht einer auf der
Maschinendrehbewegung basierenden Zentrifugalkraft ausge
setzt wird.
Eine derartige herkömmliche Reglervorrichtung weist jedoch
eine Anzahl von Nachteilen auf, die behoben werden müssen.
Beispielsweise muß eine Schmierung ausgeführt werden, um den
Verschleiß eines Gleitabschnittes zwischen einem sich
drehenden und einem sich nicht drehenden Element zu ver
hindern. Es werden außerdem auch außerordentlich präzise
Bauteile und eine hohe Zuverlässigkeit der Anordnung be
nötigt, um eine stabile Steuerung der Maschinendrehzahl zu
erzielen. Des weiteren ist eine Begrenzung der Größe und
Verstellung des Fliehgewichtes gegeben, die zu einem engeren
Bereich des Steuerhubes und einer herabgesetzten Einstell
barkeit für die übertragene Antriebskraft führt. Des weite
ren wird sich aufgrund der Zentrifugalkraft das spezifische
Gewicht des Fliehgewichtes abhängig von der Verstellposition
des Fliehgewichtes ändern. Daher wird die Steuerkennlinie
der Reglervorrichtung in beachtlicher Weise, d.h. signifi
kant, nichtlinear.
Es ist auch ein anderer Typ einer Regleranordnung vorge
schlagen worden, bei dem anstelle des Reglers vom Fliehge
wichtstyp ein durch die Maschine angetriebener Drehmoment
generator verwendet wird. Der Drehmomentgenerator erzeugt
ein Drehmoment an seinem Ständer, ohne mit dem sich drehen
den Teil der Maschine in Kontakt zu treten, und das erzeugte
Drehmoment wird auf das Maschinendrosselventil übertragen,
um dessen Öffnungsgrad einzustellen (vgl. japanische Patent
veröffentlichungen Nr. 22 617-1980 und 22 618-1980).
Diese bekannte Regleranordnung arbeitet jedoch aufgrund
ihrer Umwandlungsmethode nicht rasch ansprechend auf eine
Änderung der Maschinendrehbewegung, wobei nämlich eine
dynamische Änderung der Maschinendrehbewegung in eine sta
tische Änderung umgewandelt wird, während das Ausgangssignal
des Drehmomentgenerators gesteuert wird. Außerdem ergeben
sich bei der Anbringung eines derartigen Drehmomentgenera
tors in der Maschine bestimmte Probleme wie z.B., daß die
Konstruktion komplizierter wird und Masse und Volumen zu
nehmen.
Es ist des weiteren ein anderer Typ einer Regleranordnung
entwickelt worden, bei dem der Einbau der Reglervorrichtung
in der Maschine, insbesondere bei einer Maschine vom Typ mit
obenliegender Nockenwelle erleichtert bzw. vereinfacht wer
den sollte. Die Reglervorrichtung, die wie oben festgestellt
vom Fliehgewichtstyp ist, ist in die Nockenwelle eingebaut
und wird ansprechend auf deren Rotation betätigt (vgl. ja
panische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2 07 836-1986).
Diese Regleranordnung weist ebenfalls die oben festge
stellten Nachteile auf, die darauf beruhen, daß der Regler
vom Fliehgewichtstyp ist.
Mehr im einzelnen, aufgrund des Zusammenwirkens der Vor
richtung mit der Drehachse der Maschine ist die Reglervor
richtung bei dieser bekannten Anordnung im Körper der Ma
schine selbst eingebaut. Wie in Fig. 21 dargestellt ist,
wird der Öffnungsgrad eines Drosselventils 57 eingestellt,
indem ein auf der Drosselachse 58 des Vergaserdrosselventils
57 angebrachtes Verbindungsglied 59 mittels eines Steuer
bzw. Betätigungskabels 56 bewegt wird, das sich von der
Reglervorrichtung erstreckt und mit dem Verbindungsglied 59
verbunden ist.
Eine derartige Antriebseinrichtung, die zum Antreiben der
Drosselachse 58 unter Verwendung des Verbindungsgliedes 59
vorgesehen ist, erzeugt jedoch abhängig vom Öffnungsgrad des
Drosselventils 57 eine Änderung des Drehmoments zum Drehen
der Drosselachse 58. Je größer der Öffnungsgrad des
Drosselventils 58 ist, umso kleiner ist in dieser Hinsicht
das erzeugte Drehmoment, und es kann auf diese Weise nicht
zum Antreiben des Drosselventils 57 ausreichen.
Hinsichtlich des Obenstehenden liegt der Erfindung die Auf
gabe zugrunde, eine verbesserte Reglervorrichtung für eine
Maschine vorzusehen, die einfach aufgebaut und auf leichte
Weise einstellbar ist und mittels der eine außerordentlich
präzise, stabile und lineare Steuerung und Regelung der
Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl bei einem größeren
Bereich des Ventilöffnungs/Schließhubes und der Einstell
barkeit der Antriebskraft und ohne Kontaktierung des Dreh
abschnittes bzw. Drehteils der Maschine erzielt wird.
Gemäß der Erfindung soll auch eine solche Reglervorrichtung
geschaffen werden, die den Einbau der Vorrichtung in die
Maschine erleichtert.
Erfindungsgemäß soll auch eine solche Reglervorrichtung ge
schaffen werden, die eine außerordentlich präzise und zu
verlässige Steuerung der Maschinengeschwindigkeit bzw.
-drehzahl ermöglicht, so daß die Drehung der Drosselachse
linear erreicht wird, anstatt vom Öffnungsgrad des Drossel
ventils abzuhängen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Reglervor
richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 5 gelöst.
Vorteilhafte Weitergestaltungen der erfindungsgemäßen Reg
lervorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Reglervorrichtung für eine Maschine
ermöglicht somit die Steuerung der Maschinendrehzahl, indem
eine annähernd in Proportion zur Maschinenumdrehung unter
dem Einfluß des Magnetfeldes eines Magneten induzierte
elektromagnetische Kraft und ein durch diese induzierter
Wirbelstrom auf einer Scheibe verwendet wird, die synchron
mit der Maschine gedreht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung wird unter dem
Einfluß des Magnetfeldes eines auf einem schwenkbaren Glied
(im folgenden Schwenkglied) angebrachten Dauermagneten eine
elektromagnetische Kraft in einem nichtmagnetischen und
elektrisch leitenden Drehglied induziert, das synchron mit
der Maschine gedreht wird, oder die elektromagnetische Kraft
wird in einem nichtmagnetischen Schwenkglied unter dem Ein
fluß des Magnetfeldes eines Dauermagneten induziert, der auf
dem synchron mit der Maschine gedrehten Drehglied angebracht
ist, wobei auf diese Weise die Schwenkwirkung des Schwenk
gliedes gegen die Reglerfeder zum Herbeiführen der Dreh
zahlsteuerung der Maschine bewirkt wird. Dies wird in einer
relativ einfachen Konstruktion erzielt, wobei das Drehglied
und das Schwenkglied in bezug aufeinander so angeordnet
sind, daß die Drehachse des Drehgliedes mit der Schwenkachse
des Schwenkgliedes ausgerichtet ist. Auf diese Weise er
möglicht die Reglervorrichtung eine lineare Steuerung der
Maschinendrehzahl in Proportion zur Maschinendrehbewegung
und ansprechend auf die Schwenkwirkung des Schwenkgliedes.
Gemäß der Erfindung weist eine Nockenwelle der Maschine, die
vom Typ mit obenliegender Nockenwelle ist, des weiteren als
Drehglied eine auf ihr angebrachte Riemenscheibe auf. Auf
diese Weise ist eine wirksame Reglervorrichtung vorgesehen,
die eine reduzierte Anzahl von Bauteilen aufweist und bei
der der Einbau der Vorrichtung in die Maschine vereinfacht
ist.
Bei einer alternativen Anordnung der erfindungsgemäßen Reg
lervorrichtung sind das Drehglied und das Schwenkglied so
positioniert, daß die Drehachse des Drehgliedes und die
Schwenkachse des Schwenkgliedes mit der Drosselachse des
Vergaserdrosselventils ausgerichtet sind, um dieses zu
öffnen oder zu schließen. Die Schwenkachse ist dabei mit der
Drosselachse direkt verbunden, so daß die Drehbewegung der
Maschine über einen Rotationsübertragungsmechanismus auf die
Drehachse des Drehgliedes übertragen wird.
Die Erfindung wird im folgenden weiter unter Bezugnahme auf
mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele und anhand der
Zeichnung weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Reg
lervorrichtung für eine Maschine;
Fig. 2 (a) und (b) eine Vorder- und eine Seitenansicht eines
anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Reglervorrichtung, wobei die Vorrichtung in der
Maschine eingebaut ist;
Fig. 3 (a) einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Reg
lervorrichtung für eine Maschine;
Fig. 3 (b) eine Draufsicht nur von wesentlichen Teilen der
Vorrichtung von Fig. 3 (a);
Fig. 4 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht, die
den grundlegenden Aufbau der erfindungsgemäßen
Reglervorrichtung veranschaulichen;
Fig. 5 (a) und (b) eine Reglerfeder, die eine Zuglast ab
hängig von der Position des Schwenkgliedes bewirkt;
Fig. 6 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht einer
weiteren Anordnung, bei der die Achse des Dreh
gliedes von der Schwenkachse des Schwenkgliedes
fort versetzt ist;
Fig. 7 (a) und (b) eine Reglerfeder, die abhängig von der
Position des Schwenkgliedes, wie in Fig. 6 gezeigt,
eine Zuglast bewirkt;
Fig. 8 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Reglervorrichtung;
Fig. 9 bis 12 jeweils Seitenansichten weiterer Ausführungs
beispiele der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung;
Fig. 13 und 14 Draufsichten, die jeweils ein weiteres Aus
führungsbeispiel der Erfindung darstellen;
Fig. 15 einen Seitenquerschnitt einer konkreten Ausführung
der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung;
Fig. 16 eine Ansicht der in Fig. 15 dargestellten Regler
vorrichtung, von deren Reglerarm her gesehen;
Fig. 17 eine Draufsicht des in Fig. 16 dargestellten
Schwenkgliedes;
Fig. 18 einen Seitenquerschnitt eines weiteren Ausfüh
rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Regler
vorrichtung;
Fig. 19 einen Seitenquerschnitt einer weiteren Anordnung
der Nockenriemenscheibe und des Schwenkgliedes;
Fig. 20 in vereinfachter Darstellung ein weiteres Aus
führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regler
vorrichtung;
Fig. 21 eine Antriebseinrichtung für die Drosselachse eines
herkömmlichen Vergasers und
Fig. 22 eine Darstellung des Verbindungsmechanismus für die
Drosselachsenantriebseinrichtung zur Erläuterung
von deren Funktionsweise.
In Fig. 1 (a) und (b) ist eine erfindungsgemäß aufgebaute
Reglervorrichtung für eine Maschine dargestellt. Die Ma
schine ist vom allgemeinen Bautyp und ist beispielsweise mit
einem Generator vom Magnettyp versehen, der ein Schwungrad
und einen Magneten aufweist. Mehr im einzelnen weist die
Maschine eine Kurbelwelle 1 auf, auf der das Schwungrad 2
angebracht ist. Das Schwungrad 2 weist auf seinem Umfangs
abschnitt eine aus einem nichtmagnetischen und elektrisch
leitenden Material wie z.B. Aluminium hergestellte Scheibe 3
auf. An einer Position gegenüber der Scheibe 3 ist ein
Schwenkarm 5 vorgesehen, dessen eines Ende schwenkbar auf
einem Drehzapfen 4 angebracht ist. Das andere Ende des
Schwenkarms 5 ist mit einem Paar von Magneten 6 versehen,
die bei der oberen und unteren Seite der Scheibe 3 ange
ordnet sind, wobei jeweils Zwischenräume bzw. Spalte da
zwischen vorgesehen sind. Außerdem ist zwischen dem
Schwenkarm 5 und einem stationären Teil eine Feder 7
angebracht, so daß die Feder 7 dazu dient, die Schwenkwir
kung des Schwenkarms 5 in der durch einen Pfeil A darge
stellten Drehrichtung des Schwungrades 2 zu unterdrücken.
Zum Bewirken der Öffnungs- und Schließvorgangs des Drossel
ventils der nichtdargestellten Maschine entsprechend der
Bewegung des Schwenkarms 5 ist ein Verbindungsmechanismus 8
mit Verbindungsgliedern 81 und 82 als Verbindung zwischen
dem Schwenkarm 5 und dem Drosselventil der Maschine vor
gesehen.
Bei einer derartigen Anordnung der Reglervorrichtung wird
bei Drehung des Schwungrades 2 synchron mit der Maschine in
der durch den Pfeil A dargestellten Richtung aufgrund des
Magnetfeldes der Magneten 6 und eines auf der Scheibe 3
mittels der Magneten 6 erzeugten Wirbelstroms eine elektro
magnetische Kraft (EMK) F induziert, die die Schwenkwirkung
des Schwenkarms 5 in derselben Richtung wie der des
Schwungrades 2 herbeigeführt. Die Größe der elektromagne
tischen Kraft F ist etwa proportional zur Drehzahl des
Schwungrades 2 und damit der Maschine.
Wenn die Spannung der Feder 7 so ausgewählt ist, daß sie
gleich der elektromagnetischen Kraft F für den Schwenkarm 5
ist, wenn die Maschine mit der vorbestimmten Drehzahl be
trieben wird, wird das Drosselventil der Maschine bei dem
vorbestimmten Öffnungsgrad gehalten, wobei der Schwenkarm 5
keine Schwenkwirkung hat und in einer festgelegten Position
gehalten wird, so lange die Maschinendrehbewegung bei der
vorbestimmten Drehzahl liegt.
Wenn die Drehbewegung der Maschine aufgrund einer Lastab
nahme oder dergleichen größer als die vorbestimmte Drehzahl
wird, nimmt die elektromagnetische Kraft F auf den Schwenk
arm 5 über die Spannung der Feder 7 hinaus zu und die ent
sprechende Größe der Schwenkwirkung des Schwenkarms 5 wird
in derselben Richtung wie derjenigen des Schwungrades 2 be
wirkt und über den Verbindungsmechanismus 8 zur Betätigung
des Drosselventils in der Schließrichtung übertragen, wobei
auf diese Weise die Tendenz besteht, die vorbestimmte Dreh
zahl der Maschine beizubehalten.
Wenn wie oben festgestellt das Drosselventil in der
Schließrichtung betätigt wird und derselbe Lastzustand wie
der vorhergehende wiederhergestellt wird, dann nimmt die
Drehbewegung der Maschine ab und demzufolge verringert sich
die elektromagnetische Kraft F auf den Schwenkarm 5 all
mählich, bis sie gleich der Spannung der Feder 7 wird.
Hierauf wird der Schwenkarm 5 wieder in die Position zu
rückgeführt, die das Drosselventil in den vorbestimmten
Öffnungsgrad zurückbringt, wodurch die vorbestimmte Drehzahl
der Maschine beibehalten wird.
Wenn andererseits die Drehbewegung der Maschine aufgrund
einer Lastzunahme oder dergleichen geringer als die vor
bestimmte Drehzahl wird, wird die elektromagnetische Kraft F
auf den Schwenkarm 5 kleiner als die Spannung der Feder 7
und der entsprechende Anteil (Größe) der Schwenkwirkung des
Schwenkarms 5 wird in der Richtung entgegengesetzt zu der
jenigen des Schwungrades 2 bewirkt und wird ebenfalls über
den Verbindungsmechanismus 8 übertragen, um das Drossel
ventil in der Öffnungsrichtung zu betätigen. Auf diese Weise
besteht wiederum die Tendenz, die vorbestimmte Drehzahl der
Maschine beizubehalten.
Wenn das Drosselventil auf solche Weise in der Öffnungs
richtung betätigt wird und derselbe Lastzustand wie der
vorhergehende wiederhergestellt wird, dann nimmt die Dreh
bewegung der Maschine zu und demzufolge nimmt die elektro
magnetische Kraft F auf den Schwenkarm 5 allmählich zu, bis
sie gleich der Spannung der Feder 7 wird. Hieraufhin wird
der Schwenkarm 5 wieder in die Position geführt, die das
Drosselventil zu dem vorbestimmten Öffnungsgrad zurück
bringt, wodurch die vorbestimmte Drehzahl der Maschine bei
behalten wird.
Es ist offensichtlich, daß bei der oben beschriebenen er
findungsgemäßen Reglervorrichtung eine Steuerung des Dros
selventils in der Öffnungs- und in der Schließrichtung ent
sprechend der Änderung der Maschinendrehbewegung ohne
irgendeinen Kontakt in bezug auf Drehteile der Maschine
erzielt wird, was die Möglichkeit eines Verschleißes dieser
Teile ausschließt. Abgesehen von einer solchen kontaktfreien
Anordnung wird außerdem die Steuerung bzw. Betätigung des
Drosselventils in der Öffnungs- und der Schließrichtung
direkt ansprechend auf eine Änderung der Drehbewegung der
Maschine ausgeführt und weniger indirekt, indem die dyna
mische Änderung der Maschinendrehbewegung auf irgendeine
Weise in eine statische Änderung umgewandelt wird, wodurch
eine rasche Betätigung des Drosselventils ermöglicht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung gibt es außerdem
keinerlei Probleme in bezug auf eine Positionsverschiebung
des Schwerpunktes, die bei herkömmlichen Reglervorrichtungen
vom Fliehgewichtstyp gewöhnlich auftritt. Gemäß der Erfin
dung ist daher eine etwa lineare und proportionale Beziehung
zwischen der Größe der elektromagnetischen Kraft F auf den
Schwenkarm 5 und der Schwenkposition des Schwenkarms 5 vor
handen und auf diese Weise wird die verbesserte Steuerung
der Funktionsweise bzw. des Betriebes des Drosselventils in
der Öffnungs- und Schließrichtung bei außerordentlich sta
bilen Steuereigenschaften erreicht.
Bei der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung sind außerdem
keine hochpräzisen Montageschritte und keine große Anzahl
von Bauteilen erforderlich, sondern die präzise und stabile
Steuerung des Drosselventils in der Öffnungs- und Schließ
richtung kann abhängig von der Zunahme und Abnahme der Ma
schinendrehzahl erreicht werden, indem lediglich einige
Verstellungen ausgeführt werden. Beispielsweise können große
Bereiche der Antriebskraft und des Hubes zur Steuerung des
Öffnens und Schließens der Drosselventile erhalten werden,
indem lediglich der Verbindungspunkt des Verbindungsgliedes
81 und des Schwenkarms 5 zu einer beliebigen Position in
Längsrichtung verstellt wird.
Es sei festgestellt, daß bei dem hier dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel die aus nichtmagnetischem Material wie z.B.
Aluminium hergestellte Scheibe 3 getrennt auf dem Schwungrad
2 angebracht ist, das aus Stahlmaterial besteht. Alternativ
kann das Schwungrad 2 aus nichtmagnetischem Material wie
z.B. Gußaluminium bestehen und in einem solchen Fall ist es
möglich, das Schwungrad 2 und die Scheibe 3 beide integral
bzw. einstückig auszubilden.
In Fig. 2 (a) und (b) ist ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem das vorher vorhandene
Schwungrad nicht wie im Fall des oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiels verwendet wird und eine diskrete, d.h.
getrennte Scheibe 3′, die aus einem nichtmagnetischen Ma
terial wie z.B. Aluminium hergestellt ist, getrennt auf
einer Welle 9 der Maschine angebracht ist. Außerdem ist der
Schwenkarm 5 an seinem einen Ende am Drehzapfen 4 ange
bracht, der mittels einer Stütze 10 am Maschinenkörper an
gebracht ist. Es sei festgestellt, daß zur Verbesserung der
Veranschaulichung die Feder zum Unterdrücken der Schwenk
wirkung des Schwenkarms 5 in einer Richtung und der Ver
bindungsmechanismus zum Öffnen und Schließen des Drossel
ventils der Maschine fortgelassen sind. Im tatsächlichen
Fall ist jedoch eine Armplatte am anderen Ende des Schwenk
arms 5 angebracht und angeordnet, um sich mit diesem zu
bewegen, wobei dieses Ende dem einen Ende gegenüberliegt,
bei dem der Schwenkarm 5 für eine Schwenkbewegung mit dem
Schwenkzapfen 4 verbunden ist. Dann sind die Feder und der
Verbindungsmechanismus auf dieselbe Weise wie oben be
schrieben an der Armplatte angebracht.
In Fig. 2 (a) und (b) sind weiter ein Zylinderkopf 11 der
Maschine, ein Kraftstofftank 12, ein Schalldämpfer 13 und
ein Luftfilter 14 dargestellt.
In Fig. 3 (a) und (b) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem die Maschine einen
Generator vom Schwungrad-Magnettyp enthält. Der Generator
weist einen Vielpolläufer, z.B. einen Achtpolläufer, und
einen vorspringenden Vielpolständer, z.B. einen Achtpol
ständer, auf. Der Läufer besteht aus einem aus Gußaluminium
hergestellten Schwungrad 16, das an einer Maschinenkurbel
welle 15 angebracht ist, einem Befestigungsglied 17 zum Er
zeugen eines Magnetkreises und einer Anzahl von Magneten 18,
die mittels des Befestigungsgliedes 17 am Schwungrad ange
bracht sind. Der Ständer besteht aus einer Anzahl von Kernen
19, die jeweils so angeordnet sind, daß sie in bezug auf
jeden Magneten 18 einen vorbestimmten Spalt bilden, und aus
einer Anzahl von Wicklungen 20, die jeweils auf einem Kern
19 vorgesehen sind. Mehr im einzelnen, der Ständer ist
mittels eines z.B. aus Gußaluminium hergestellten Halte
gliedes 21 und eines Lagers 22 an einer stationären An
schlußplatte 23 angebracht, um den Ständer koaxial mit der
Kurbelwelle 15 frei zu drehen. Ein aus beispielsweise SP-
Material hergestellter Arm 24 ist am Halteglied 21 ange
bracht und erstreckt sich von diesem über den peripheren
Abschnitt des Schwungrades 16 hinaus. Eine Feder 25 ist am
Arm 24 und dem stationären Teil so angebracht, daß sie zur
Unterdrückung einer Schwenkbewegung des Arms 24 in derselben
Richtung wie derjenigen des Schwungrades 16 dient, die durch
einen Pfeil A dargestellt ist. Um das nicht dargestellte
Drosselventil der Maschine entsprechend dem Schwenkvorgang
des Arms 24 in der Öffnungs- und in der Schließrichtung zu
betätigen, ist ein aus Verbindungseinrichtungen 261 und 262
bestehender Verbindungsmechanismus 26 zwischen dem Arm 24
und dem Drosselventil der Maschine als Verbindungsglied an
gebracht.
Bei einer derartigen Anordnung der Reglervorrichtung gemäß
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei Drehung
des Schwungrades 16 synchron mit der Maschine in der durch
den Pfeil A dargestellten Richtung auf den Stirnseiten der
Kerne 19 aufgrund des durch die Magneten 18 erzeugten Mag
netflusses ein Wirbelstrom induziert. Der Wirbelstrom er
zeugt dann in Kombination mit dem Magnetfeld der Magneten 18
eine elektromagnetische Kraft, die bewirkt, daß die Kerne 19
in derselben Richtung wie derjenigen des Schwungrades 16
gedreht werden. Die Größe der elektromagnetischen Kraft ist
annähernd proportional zu der Drehzahl des Schwungrades 16
und damit derjenigen der Maschine.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kerne 19 so ange
ordnet, daß sie Stirnseiten mit größerer Fläche aufweisen,
um dort einen größeren Wirbelstrom zu erzeugen.
Wenn die Spannung der Feder 25 so ausgewählt ist, daß sie
gleich der Schwenkkraft auf die Kerne 19 ist, wenn die Ma
schine bei der vorbestimmten Drehzahl betrieben wird, wird
die Drehzahl der Maschine entsprechend der Schwenkwirkung
bzw. dem Schwenkvorgang des Arms 24 gesteuert, wie dies bei
dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbei
spiel der Fall ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
zusätzlich zu den vorteilhaften Wirkungen, die sich bei dem
in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ergeben, auch
eine bemerkenswerte Eigenschaft erzielt, gemäß der die vor
bestimmte Drehzahl der Maschine selbst dann beibehalten
werden kann, wenn eine größere Änderung der elektrischen
Last des Generators vorliegt, indem das Drosselventil in der
Öffnungs- oder Schließrichtung mit Anpassung betätigt wird,
bevor die Änderung des durch die Wicklungen 20 tretenden
Laststroms als Änderung des Lastdrehmoments der Maschine
wiedergegeben wird.
Was dieses Ausführungsbeispiel anbelangt, so kann eine
alternative Anordnung vorgenommen werden, bei der der
Schwenkarm 24 entfernt ist und stattdessen ein Schwenkab
schnitt des Ständers mit einem Ende des Verbindungsmecha
nismus zum Betätigen des Drosselventils in der Öffnungs- und
der Schließrichtung direkt verbunden ist. In einem solchen
Fall muß die Feder mit dem Schwenkabschnitt des Ständers
verbunden sein, um dessen Schwenkbewegung in derselben
Richtung wie derjenigen des Schwungrades 16 zu unterdrücken.
Des weiteren kann ein anderer Ständer als der oben erwähnte
Ständer vom Überstandtyp verwendet werden.
In Fig. 4 (a) und (b) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung dargestellt. Es um
faßt eine aus einem nichtmagnetischen und elektrisch lei
tenden Material wie z.B. Aluminium hergestellte Scheibe 28,
die auf einer Drehachse 27 wie z.B einer Kurbelachse oder
einer Nockenachse angebracht ist, die synchron mit der Ma
schine gedreht wird. Ein gegenüberliegend zur Scheibe 28
angeordnetes Schwenkglied 30 weist eine Schwenkachse 29 auf,
die mit der Drehachse 27 ausgerichtet ist. An einem Endab
schnitt des Schwenkgliedes 30 ist ein Dauermagnet 31 ange
bracht, wobei ein Spalt in bezug auf die Scheibe 28 vor
gesehen ist. Um die Schwenkachse 29 herum ist eine Regler
feder 32 vom Torsionsspulen- bzw. Torsionswickeltyp ge
wickelt und mit dem Schwenkglied 30 und einem stationären
Teil so verbunden, daß die Feder zur Unterdrückung der
Schwenkwirkung des Schwenkgliedes 30 in derselben Richtung
wie der durch einen Pfeil A angedeuteten Richtung der
Scheibe 28 unterdrückt wird.
Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann
eine alternative Anordnung vorgenommen werden, bei der die
Schwenkachse 29 des Schwenkgliedes 30 als Welle des Reglers
zur Steuerung der Maschinendrehzahl verwendet wird und die
Schwenkkraft auf die Schwenkachse 29 über den Verbindungs
mechanismus übertragen wird, um angepaßt den Öffnungsgrad
des Drosselventils einzustellen.
Wenn die Scheibe 28 bei einer solchen Anordnung in der durch
den Pfeil A dargestellten Richtung synchron mit der Maschine
gedreht wird, wird auf der Scheibe 28 unter dem Einfluß des
Magnetfeldes des Dauermagneten 31 ein Wirbelstrom induziert
und der Wirbelstrom erzeugt in Kombination mit dem Magnet
feld des Dauermagneten 31 eine elektromagnetische Kraft um
zu bewirken, daß das Schwenkglied 30 in derselben Richtung
wie derjenigen der Scheibe 28 geschwenkt wird. Die Größe der
elektromagnetischen Kraft ist annähernd proportional zur
Drehzahl der Scheibe 28 und damit zu derjenigen der Ma
schine.
Wenn die Spannung der Reglerfeder 32 so ausgewählt ist, daß
sie gleich der Schwenkkraft auf das Schwenkglied 30 ist,
wenn die Maschine bei der vorbestimmten Drehzahl betrieben
wird, wird das Maschinendrosselventil bei dem vorbestimmten
Öffnungsgrad gehalten, wobei der Arm bzw. das Schwenkglied
30 keine Schwenkwirkung hat und in der festgelegten Position
solange gehalten wird, wie die Maschinendrehbewegung bei der
vorbestimmten Drehzahl liegt.
Wenn die Drehbewegung der Maschine aufgrund einer Lastab
nahme oder dergleichen größer als die vorbestimmte Drehzahl
wird, nimmt die Schwenkkraft auf das Schwenkglied 30 über
die Spannung der Feder 32 hinaus zu und der entsprechende
Anteil der Schwenkwirkung des Schwenkgliedes 30 wird in
derselben Richtung wie derjenigen der Scheibe 28 bewirkt,
wodurch das Drosselventil in der Schließrichtung betätigt
wird, um die vorbestimmte Drehzahl der Maschine beizube
halten.
Wenn das Drosselventil wie oben dargelegt in der Schließ
richtung betätigt wird und der vorhergehende Lastzustand
wieder hergestellt wird, nimmt dann die Drehbewegung der
Maschine ab und demzufolge verringert sich die Schwenkkraft
auf das Schwenkglied 30 allmählich, bis sie gleich der
Spannung der Reglerfeder 32 wird, woraufhin das Schwenkglied
30 wieder in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, die das
Drosselventil zum vorbestimmten Öffnungsgrad zurückbringt,
und auf diese Weise wird die vorbestimmte Drehzahl der
Maschine beibehalten.
Wenn andererseits die Umdrehung der Maschine aufgrund einer
Lastzunahme oder dergleichen geringer als die vorbestimmte
Drehzahl wird, wird die Schwenkkraft auf das Schwenkglied 30
kleiner als die Spannung der Reglerfeder 32 und der ent
sprechende Anteil bzw. die Größe der Schwenkwirkung des
Schwenkgliedes 30 wird in der Richtung entgegengesetzt zu
derjenigen der Scheibe 28 bewirkt, wodurch das Drosselventil
in der Öffnungsrichtung betätigt wird, um wieder die vor
bestimmte Drehzahl der Maschine beizubehalten.
Wenn das Drosselventil auf diese Weise in der Öffnungs
richtung betätigt wird und der vorhergehende Lastzustand
wiederhergestellt wird, dann nimmt die Drehbewegung der Ma
schine zu und demzufolge nimmt die Schwenkkraft auf das
Schwenkglied allmählich zu, bis sie gleich der Spannung der
Reglerfeder 32 wird, woraufhin das Schwenkglied 30 wieder in
die Ausgangsposition zurückgeführt wird, die das Drossel
ventil zum vorbestimmten Öffnungsgrad zurückbringt, und auf
diese Weise wird die vorbestimmte Drehzahl der Maschine
beibehalten.
Wie oben beschrieben sind die Scheibe 28 und das Schwenk
glied 30 bei dem oben erörterten Ausführungsbeispiel so
angeordnet, daß die Drehachse 27 der Scheibe 28 und die
Schwenkachse 29 des Schwenkgliedes 30 in bezug aufeinander
ausgerichtet sind. Auf diese Weise wird das Schwenkglied 30
in derselben Richtung wie die Scheibe 28 geschwenkt und auf
diese Weise wird bewirkt, daß die Schwenkkraft auf die
Schwenkachse 29 unabhängig von der Position des Schwenk
gliedes 30 proportional zur Drehbewegung bzw. Umdrehung der
Maschine ist.
In Fig. 6 (a) und (b) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem das Schwenkglied 30 so angeordnet ist,
daß die Schwenkachse 29 nicht mit der Drehachse 27 der
Scheibe 28 ausgerichtet und von dieser fort versetzt ist.
Bei einer derartigen Anordnung passen die Drehrichtung der
Scheibe 28 und die Schwenkrichtung des Schwenkgliedes 30
nicht miteinander zusammen. Demzufolge wird eine Schwenk
kraft mit einem gewissen Winkelanteil auf das Schwenkglied
30 unter Einwirkung der elektromagnetischen Kraft des Dau
ermagneten erzeugt. Daher wird abhängig von der Position des
Schwenkgliedes 30 das Drehmoment geändert, das die Tendenz
hat, die Schwenkachse 29 zu drehen, und dies führt zu einem
Ausfall der linearen proportionalen Steuerkennlinie in bezug
auf die Maschinenumdrehung. In dieser Hinsicht tritt ein
zusätzliches Problem auf, daß der Dauermagnet 31 der Scheibe
28 abhängig von der Position des Schwenkgliedes 30 nicht
gegenüber liegt, was auf der Tatsache beruht, daß die Dreh
achse 27 von der Schwenkachse 29 fort versetzt ist.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 7 der Unter
schied in der Funktion zwischen den beiden in Fig. 4 und 6
dargestellten Anordnungen beschrieben. Wie oben festgestellt
ist bei der Anordnung von Fig. 4 die Reglerfeder 32 vom
Torsionsspulentyp um die Schwenkachse 29 gewickelt und mit
der Schwenkachse 29 und dem stationären Teil der Vorrichtung
verbunden. Wie in Fig. 5 (a) und (b) dargestellt ist, wird
somit eine Federlast proportional zum Schwenkwinkel des
Schwenkgliedes 30 an dieses angelegt und auf diese Weise
wird eine lineare Steuerkennlinie proportional zur Dreh
bewegung der Maschine erzielt. In der Zeichnung stellen die
Bezugszeichen F und F′ die Spannung der Reglerfeder 32 dar,
die jeweils von der Position des Schwenkgliedes 30 abhängt.
Bei der in Fig. 6 (a) dargestellten Anordnung ist anderer
seits eine Feder 32′ zwischen dem Schwenkarm 30 und dem
stationären Teil der Vorrichtung angeordnet. Wie in Fig. 7
(a) und (b) dargestellt ist, wird somit eine unterschied
liche Spannung der Feder 32′, einschließlich des Winkel
anteils basierend auf dem Winkel R, an den Schwenkarm 30
abhängig von dessen Position angelegt, so daß die an den
Schwenkarm 30 angelegte Federlast nicht zum Schwenkwinkel
des Schwenkgliedes 30 proportional ist und dies führt zum
Fortfall der linearen proportionalen Steuerkennlinie des
Reglers.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion sind des weiteren die
Drehachse 27 der Scheibe 28 und die Schwenkachse 29 des
Schwenkgliedes 30 wie oben erörtert zueinander ausgerichtet.
Es kann daher eine Vielpolkonstruktion verwendet werden, wie
sie in Fig. 8 (a) und (b) dargestellt ist und bei der eine
Anzahl von Magneten 311 bis 314 in derselben Ebene des
Schwenkgliedes 30 angeordnet ist, jedoch so, daß sie sich
gegenseitig nicht beeinflussen.
Bei einer derartigen Vielpolkonstruktion wird der Gesamt
betrag der durch die entsprechenden Dauermagneten 311 bis
314 induzierten elektromagnetischen Kräfte auf das Schwenk
glied 30 ausgeübt, wodurch das Schwenkdrehmoment auf das
Schwenkglied 30 leicht und schnell zunimmt.
Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, wo mehrere Paare von
Magneten 31 und 31′, die einander gegenüber liegen und zwi
schen denen die Scheibe 28 liegt, auf dem Schwenkglied 30
angebracht sind, wobei dieselbe Richtung des Magnetfeldes
erhalten wird und auf diese Weise ein vergrößertes Schwenk
drehmoment erzielt wird.
In Fig. 10 ist eine modifizierte Konstruktionsform in bezug
auf die in Fig. 9 dargestellte veranschaulicht, bei der
einer der Magneten 31′ fortgelassen ist und stattdessen ein
magnetisches Schwenkglied 30 gebogen ist, um durch das Da
zwischenliegen der Scheibe 28 einen Magnetkreis zu bilden,
der dem Dauermagneten 31 gegenüberliegt.
In Fig. 11 ist eine erfindungsgemäße abgedichtete Konstruk
tion dargestellt, bei der die Scheibe 28 und das Schwenk
glied 30 in einem Gehäuse 33 eingeschlossen sind.
Bei einem solchen Aufbau wird unter dem Einfluß der Dauer
magneten 31 ein Wirbelstrom auf der Scheibe 28 induziert und
der Wirbelstrom erzeugt zusammen mit dem Magnetfeld der
Dauermagneten 31 eine elektromagnetische Kraft, um das
Schwenkglied 30 auf dieselbe Weise wie oben beschrieben zu
bewegen. Es sei festgestellt, daß, wenn die Scheibe 28 und
das Schwenkglied 30 wie bei den oben beschriebenen Aus
führungsbeispielen nicht eingeschlossen sind, Niederschlag
von Feuchtigkeit und Ablagerung von Staub auf der Scheibe 28
und dem Dauermagneten 31 eine Störung der mechanischen Be
wegung der relevanten Teile und das Auftreten von Rost her
beiführen, woraus sich das Problem einer Änderung der mag
netischen Eigenschaften ergibt. Es ist außerdem sehr wich
tig, daß die Reglervorrichtung außerordentlich präzise
Spalte zwischen den Dauermagneten 31 und der Scheibe 28
aufweist, um die elektromagnetische Kraft für eine geeignete
Funktionsweise der Vorrichtung zu erzeugen.
Indem wie in Fig. 11 dargestellt die Scheibe 28 und das
Schwenkglied 30 zur Bildung einer abgedichteten Konstruktion
von dem Gehäuse 33 umgeben werden, können das Einbringen von
Staub und Feuchtigkeit sowie eine Störung der mechanischen
und magnetischen Funktion wie oben festgestellt verhindert
werden, und auf diese Weise werden der präzise Zwischenraum
bzw. Spalt zwischen der Scheibe 28 und dem Dauermagneten 31
beibehalten.
Mehr im einzelnen, wie in Fig. 11 dargestellt ist, besteht
das Gehäuse 33 aus zwei Gehäuseabschnitten 331 und 332, von
denen wenigstens einer 331 aus magnetischem Material her
gestellt ist. Die beiden Gehäuseabschnitte 331 und 332 sind
miteinander verbunden, wobei ein magnetisches Teil 34 zwi
schen ihnen liegt, das einen dem Dauermagneten 31 gegen
überliegenden Magnetkreis bildet.
Da der zur Anbringung auf der Drehachse 27 geeignete bzw.
angepaßte Gehäuseabschnitt 332 eine größere Drehzahl hat,
ist vorzugsweise ein geeignetes Lager zwischen der Drehachse
27 und dem Gehäuse 332 angebracht.
Statt die Schwenkachse 29 des Schwenkgliedes 30 als Reg
lerwelle zu verwenden, ist es alternativ möglich, die Reg
lerwelle 35 von der Schwenkachse 29 fort anzuordnen und die
Bewegung des Schwenkgliedes 30 zur Reglerwelle 35 über einen
Übertragungsmechanismus wie z.B. ein Getriebe und ein Ver
bindungsgestänge zu übertragen, wie in Fig. 12 bis 14 dar
gestellt ist.
Bei der Darstellung von Fig. 12 wird ein Schwenkglied 30 vom
Scheibentyp verwendet, dessen Umfangsabschnitt zahnversehen
ist, um in ein auf der Reglerwelle 35 angebrachtes Zahnrad
36 einzugreifen. Bei der Darstellung von Fig. 13 weist das
Schwenkglied 30 ein integral mit ihm ausgebildetes Verbin
dungsglied 37 auf, das mit einer Stange 39 verbunden ist.
Die Stange 39 ist wiederum mit einem Verbindungsglied 38
verbunden, das auf der Reglerwelle 35 angebracht ist. Bei
der Darstellung von Fig. 14 sind ein integral mit dem
Schwenkglied 30 ausgebildetes Verbindungsglied 37 und ein
auf der Reglerwelle 35 angebrachtes Verbindungsglied 38
mittels eines Zapfens miteinander verbunden.
Des weiteren kann eine alternative Anordnung verwendet
werden, bei der eine Bewegung des Schwenkgliedes 30 über
einen Übertragungsmechanismus direkt auf die Drosselwelle
des Maschinenvergasers übertragen wird, statt auf die Reg
lerwelle wie oben beschrieben.
In Fig. 15 bis 17 sind repräsentative Beispiele der erfin
dungsgemäßen Reglervorrichtung für eine Maschine darge
stellt.
In einem solchen Fall wird die Schwenkachse 29 des Schwenk
gliedes 30 als Reglerwelle verwendet und an ihr ist ein
Reglerarm 40 angebracht. Außerdem ist am Abschnitt der
Schwenkachse 29 ein Schwenkglied 41 angebracht, an dem eine
Reglerfeder 32 befestigt ist. Ein Ende der Reglerfeder 32
ist mit dem Reglerarm 40 verbunden und das andere Ende der
Feder 32 ist mit dem stationären Abschnitt der Vorrichtung
verbunden, so daß ein Drehmoment vom Reglerarm 40 über die
Reglerfeder 32 übertragen wird, um das Schwenkglied 41 zu
verschwenken. Es wird so ein Steuer- bzw. Betätigungsdraht
42 gezogen, um den Öffnungsgrad für das nicht dargestellte
Drosselventil zu steuern.
Des weiteren ist jeder Arm des Schwenkgliedes 30 in einer
derartigen Mehrfachpolanordnung mit zwei Sätzen der Dauer
magneten 31, 31′ versehen, wobei jeder Dauermagnetsatz mit
dazwischenliegender Scheibe 28 einander gegenüberliegend
angeordnet ist.
Die oben beschriebene erfindungsgemäße Reglervorrichtung ist
in eine Maschine vom Typ mit obenliegender Nockenwelle ein
gebaut und kann auf wirksame Weise betätigt werden.
Es wird nun auf Fig. 18 Bezug genommen, in der eine Maschine
vom Typ mit obenliegender Nockenwelle dargestellt ist, wobei
eine Nockenwelle 27 als Drehachse und eine an der Nocken
welle angebrachte Nocken(wellen)riemenscheibe 28 als Scheibe
verwendet wird. Um die Nockenriemenscheibe 28 herum ist ein
Treibriemen 46 angebracht.
Bei einer derartigen Anordnung ist es nicht erforderlich,
daß die Drehachse 27 und die Scheibe 28 separat vorgesehen
sind, was zu einer herabgesetzten Teilezahl der Vorrichtung
führt.
Die Nockenriemenscheibe 28 ist becher-, topf- oder teller
förmig und das Schwenkglied 30 der Mehrpolanordnung ist im
innenseitigen konkaven Topfabschnitt aufgenommen.
Der konkave Abschnitt der Nockenriemenscheibe 28 der be
kannten Anordnung wurde nicht wirksam verwendet und als
Totraum angesehen. Entsprechend der erfindungsgemäßen An
ordnung wird jedoch eine wirksame Ausnutzung des konkaven
Abschnittes der Nockenriemenscheibe wie oben dargelegt er
zielt, so daß die erfindungsgemäße Reglervorrichtung in die
Maschine eingebaut werden kann, wobei minimaler Raum be
nötigt wird.
Wie in Fig. 18 dargestellt ist, sind die Dauermagneten 31 am
Schwenkglied 30 so befestigt, daß sie der Seitenfläche der
Nockenriemenscheibe 28 gegenüberliegen. Alternativ ist es
möglich, daß die Dauermagneten wie in Fig. 19 dargestellt am
Schwenkglied 30 so befestigt sind, daß sie der peripheren
Innenfläche der topfförmigen Nockenriemenscheibe 28 gegen
überliegen.
Bei der Anordnung von Fig. 18 ist der Reglerarm 40 mit der
Schwenkachse 29 des Schwenkgliedes 30 verbunden und an der
äußeren peripheren Fläche der Schwenkachse 29 ist ein Dreh
glied 41 angebracht, das eine Reglerfeder 32 aufweist. Ein
Ende der Reglerfeder 32 ist mit dem Reglerarm 40 verbunden
und das andere Ende der Feder ist mit dem stationären Teil
der Vorrichtung so verbunden, daß ein Drehmoment vom Reg
lerarm 40 über die Reglerfeder 32 übertragen wird, um das
Drehglied 41 zu drehen. Dann wird ein mit dem Drehglied 41
verbundener Steuer- bzw. Betätigungsdraht 42 zurückgezogen,
um die Drosselwelle beispielsweise über einen Verbindungs
oder Gelenkmechanismus zu drehen, um auf diese Weise den
Öffnungsgrad des nicht dargestellten Drosselventils einzu
stellen.
Ein Rahmen 44 des stationären Teils ist mittels eines mag
netischen Materials wie z.B. Eisen ausgebildet und am Rahmen
44 ist ein Magnetglied 45 dem Dauermagneten 31 gegenüber
liegend, mit dazwischenliegender Nockenriemenscheibe 28 an
gebracht, um einen Magnetkreis zu bilden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die aus der Scheibe be
stehende Nockenriemenscheibe 28 und das Schwenkglied 4 im
Gehäuse 33 untergebracht, um die abgedichtete Konstruktion
zu bilden.
Alternativ kann erfindungsgemäß die Drehzahlregelung der
Maschine auf solche Weise erzielt werden, daß die Schwenk
wirkung der Drosselachse eher mit linearer Drehmoment
charakteristik bzw. -kennlinie bewirkt wird, als daß sie vom
Öffnungsgrad des Drosselventils abhängt.
In Fig. 20 ist ein solches alternatives Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem eine Reglervorrichtung 47
so angeordnet ist, daß die Schwenkachse 29 der Reglervor
richtung mit einer Drosselachse 49 eines Vergasers 48 aus
gerichtet ist und die beiden Achsen 29 und 49 direkt mit
einander verbunden bzw. gekoppelt sind, und auf diese Weise
ist eine direkte Drehung der Drosselachse 49 mittels der
Schwenkachse 29 ermöglicht. Außerdem ist eine Antriebs
riemenscheibe 52 auf der Drehachse 51 als Kurbelwellenachse,
Nockenwellenachse und Ausgleichswellenachse der Maschine 50
angebracht und auf der Drehachse 27 der Reglervorrichtung 47
ist eine Abtriebsriemenscheibe 53 angebracht. Ein Riemen 54
ist schließlich so vorgesehen, daß er sich um die Riemen
scheiben 52 und 53 herum erstreckt, um die Drehung der Ma
schine auf die Achse 27 der Reglervorrichtung 47 zu über
tragen. Mit dem Bezugszeichen 55 ist eine Ansaugleitung der
Maschine bezeichnet.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung kann der Öffnungsgrad
des Drosselventils im linearen Verhältnis zur Drehzahl der
Maschine gesteuert werden, da die Drehkraft auf die
Schwenkachse 29 der Reglervorrichtung 47 direkt mit der
Drosselachse 49 gekoppelt ist.
Wie ersichtlich ist, kann ein gemeinsamer Antriebsmecha
nismus wie z.B. ein Nocken(wellen)mechanismus statt des oben
beschriebenen Riemen/Riemenscheibenmechanismus verwendet
werden, um die Drehbewegung der Maschine auf die Drehachse
27 der Reglervorrichtung 47 zu übertragen.
Es sei festgestellt, daß die Erfindung obenstehend unter
Bezugnahme auf verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, die jedoch lediglich veranschau
lichend sind, und die Erfindung ist auf diese Ausführungs
beispiele nicht beschränkt. Was die Anbringung des Dauer
magneten auf der nichtmagnetischen und elektrisch leitenden
Scheibe zur Erzeugung der elektromagnetischen Kraft anbe
langt, kann der Dauermagnet beispielsweise im Gegensatz zur
obigen Beschreibung auf einem Drehglied angebracht sein, das
synchron mit der Maschine gedreht wird, und eine nicht
magnetische und elektrisch leitende Scheibe kann als
Schwenkglied vorgesehen werden.
Aus Obenstehendem ist es offensichtlich, daß erfindungsgemäß
eine verbesserte Reglervorrichtung für eine Maschine vorge
sehen worden ist, die einfach aufgebaut und leicht einzu
stellen ist und mit der eine höhere Genauigkeit und eine
stabile Steuerung der Maschinendrehzahl über einen weiteren
Bereich des Ventilöffnungs/Schließhubes und einer Einstell
barkeit der Antriebskraft und ohne Kontaktierung des Dreh
abschnittes der Maschine erreicht wird, indem eine elektro
magnetische Kraft ausgenutzt wird, die durch den Einfluß des
Magnetfeldes auf die synchron mit der Maschine gedrehte
Scheibe induziert wird.
Des weiteren wird bei der erfindungsgemäßen Reglervor
richtung eine elektromagnetische Kraft auf einem nichtmag
netischen und elektrisch leitenden, synchron mit der Ma
schine gedrehten Drehglied unter dem Einfluß des Magnet
feldes des auf dem Schwenkglied angebrachten Dauermagneten
induziert oder es wird auf einem nichtmagnetischen Schwenk
glied unter dem Einfluß des auf dem synchron mit der Ma
schine gedrehten Drehglied angebrachten Dauermagneten in
duziert. Auf diese Weise wird die Schwenkwirkung, d.h. ein
Schwenkvorgang, des Schwenkgliedes gegen die Reglerfeder
herbeigeführt, um die Drehzahlregelung der Maschine vor
zusehen. Dies wird erfindungsgemäß mit einer relativ ein
fachen Konstruktion erreicht, bei der das Drehglied und das
Schwenkglied in bezug aufeinander so angeordnet sind, daß
die Drehachse des Drehgliedes mit der Schwenkachse des
Schwenkgliedes ausgerichtet ist. Die auf derartige Weise
angeordnete Reglervorrichtung steuert daher die Maschi
nendrehzahl auf lineare Weise mit höherer Genauigkeit und
Stabilität über den großen Bereich des Ventilöffnungs/
Schließhubes und der Einstellbarkeit der Antriebskraft und
ohne den Drehteil der Maschine zu kontaktieren.
Durch die Erfindung wird bei einer anderen Anordnung, bei
der auf der Nockenwelle einer Maschine vom Typ mit oben
liegender Nockenwelle eine Riemenscheibe als Drehglied
angebracht ist, eine verbesserte und wirksame Reglervor
richtung geschaffen, die eine herabgesetzte Teilezahl auf
weist und bei der der Einbau der Vorrichtung in die Maschine
vereinfacht und erleichtert ist.
Gemäß der Erfindung sind außerdem das Drehglied und das
Schwenkglied so angeordnet, daß die Drehachse des Dreh
gliedes und die Schwenkachse des Schwenkgliedes mit der
Drosselachse des Drosselventils des Vergasers ausgerichtet
sind, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Die
Schwenkachse ist mit der Drosselachse direkt verbunden bzw.
gekoppelt, so daß die Umdrehung der Maschine über den Dreh
übertragungsmechanismus auf die Drehachse des Drehgliedes
übertragen wird. Eine derartige Anordnung ergibt den Vor
teil, daß sie die Steuerung der Maschinendrehzahl auf solche
Weise ermöglicht, daß die Drehung des Drosselventils auf
lineare Weise erzielt wird, statt vom Öffnungsgrad des
Drosselventils abzuhängen.
Die Erfindung bezieht sich zusammengefaßt auf eine Regler
vorrichtung für eine Maschine, die einfach aufgebaut und
leicht einzustellen ist und mit der eine genaue und zuver
lässige Steuerung der Maschinendrehzahl ohne Kontaktierung
des Drehabschnittes der Maschine erzielt wird. Die Reg
lervorrichtung besteht aus einer nichtmagnetischen und
elektrisch leitenden Scheibe, die synchron mit der Maschine
gedreht wird, einem Schwenkglied, das schwenkbar angebracht
ist, um seine Freischwenkwirkung zu erzielen, einem Mag
neten, der auf dem Schwenkglied angebracht ist und ein
Magnetfeld auf der Scheibe vorsieht, um eine elektromag
netische Kraft zum Erzielen der Schwenkwirkung des Schwenk
gliedes ansprechend auf die Drehung der Scheibe zu indu
zieren; einem Federglied zum Unterdrücken der Schwenkwirkung
des Schwenkgliedes in einer Richtung; und einem Antriebs
mechanismus zum Betätigen des Drosselventils der Maschine in
Öffnungs- oder Schließrichtung ansprechend auf die Schwenk
wirkung des Schwenkgliedes.
Wie aus Obigem ersichtlich ist, können weitere Abwandlungen
und Änderungen ausgeführt werden. Die Erfindung ist nicht
auf die beschriebenen Einzelheiten und die veranschau
lichenden und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Claims (12)
1. Reglervorrichtung für eine Maschine, gekenn
zeichnet durch
- - eine nichtmagnetische und elektrisch leitende Scheibe (3), die synchron mit der Maschine gedreht wird;
- - ein schwenkbar angebrachtes Schwenkglied (5) zum Bewirken eines freien Schwenkvorgangs;
- - einen auf dem Schwenkglied (5) angebrachten Magneten (6), der auf der Scheibe ein Magnetfeld zum Induzieren einer elektromagnetischen Kraft (F) vorsieht, um den Schwenk vorgang des Schwenkgliedes ansprechend auf die Drehung der Scheibe zu bewirken;
- - ein Federglied (7) zum Unterdrücken des Schwenkvorgangs des Schwenkgliedes (5) in einer Richtung; und
- - einen Antriebsmechanismus (8) zum Betätigen eines Drosselventils der Maschine in der Öffnungs- oder Schließrichtung ansprechend auf den Schwenkvorgang des Schwenkgliedes (5).
2. Reglervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Maschine
in einem elektrischen Generator vom Schwungrad-Magnettyp
verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Scheibe (3) auf einem Schwungrad (2) angebracht ist, das
auf der Maschinenkurbelwelle (1) angebracht ist.
3. Reglervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Scheibe 3′ auf der Aus
gangswelle (9) der Maschine angebracht ist.
4. Reglervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
Maschine einen Generator vom Schwungrad-Magnettyp zur Er
zeugung elektrischer Leistung synchron mit der Maschine
umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Ständer (19, 20) des Generators schwenkbar angebracht ist,
um den Schwenkvorgang unter der durch den Magneten (18) auf
dem Schwungrad (16) induzierten elektromagnetischen Kraft
(F) zu bewirken, wobei der Schwenkvorgang des Ständers in
derselben Richtung wie derjenigen des Schwungrades durch ein
Federglied (25) unterdrückt ist, und ein Antriebsmechanismus
(26) zur Betätigung des Drosselventils der Maschine in
Öffnungs- oder Schließrichtung ansprechend auf den Schwenk
vorgang des Ständers vorgesehen ist.
5. Reglervorrichtung für eine Maschine, insbesondere nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine elektromagnetische Kraft (F) auf
einem nichtmagnetischen und elektrisch leitenden Drehglied
(28) induziert wird, das synchron mit der Maschine unter dem
Einfluß des Magnetfeldes eines auf einem Schwenkglied (30)
angebrachten Dauermagneten (31) gedreht wird, oder daß die
elektromagnetische Kraft (F) auf einem nichtmagnetischen
Schwenkglied unter dem Einfluß des Magnetfeldes eines auf
dem synchron mit der Maschine gedrehten Drehglied ange
brachten Dauermagneten induziert wird, wobei auf diese Weise
der Schwenkvorgang des Schwenkgliedes gegen die Reglerfeder
herbeigeführt wird, um eine Drehzahlsteuerung der Maschine
vorzusehen, und daß das Drehglied (28) und das Schwenkglied
(30) in bezug aufeinander so angeordnet sind, daß die Dreh
achse (27) des Drehgliedes mit der Schwenkachse (29) des
Schwenkgliedes ausgerichtet ist.
6. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von
Magneten (311 bis 314) auf dem Schwenkglied (30) oder dem
Drehglied angebracht sind.
7. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
in einem Gehäuse (33) zur Bildung einer abgedichteten Kon
struktion untergebracht ist.
8. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerfeder
(32) eine um die Schwenkachse (29) des Schwenkgliedes (30)
gewickelte Torsionsfeder umfaßt.
9. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse
(29) des Schwenkgliedes (30) als Reglerwelle zum Bewirken
der Drehzahlsteuerung der Maschine vorgesehen ist.
10. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebs
übertragungsmechanismus (38) vorgesehen ist, um eine Be
wegung der Schwenkachse (29) des Schwenkgliedes (30) zur
Reglerwelle (35) zur Steuerung der Maschinendrehzahl zu
übertragen.
11. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
für eine Maschine vom Typ mit obenliegender Nockenwelle,
dadurch gekennzeichnet, daß das Drehglied
eine auf einer Nockenwelle angebrachte Nockenriemenscheibe
(28) umfaßt und daß die Nockenriemenscheibe und das
Schwenkglied (30) so angeordnet sind, daß die Nockenwelle
mit der Schwenkachse (29) ausgerichtet ist.
12. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Drehglied
(28) und das Schwenkglied (30) so angeordnet sind, daß die
Drehachse (27) des Drehgliedes und die Schwenkachse (29) des
Schwenkgliedes mit der Drosselachse (49) des Drosselventils
des Vergasers (48) ausgerichtet sind, die Schwenkachse (29)
direkt mit der Drosselachse (49) verbunden ist und die
Maschinendrehung über einen Drehübertragungsmechanismus (52,
53, 54) auf die Drehachse (27) des Drehgliedes übertragen
wird.
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