DE3902174C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Drehzahlsteuerung
einer Maschine mit einem Drehzahlregelelement, insbesondere
zur Drehzahlsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der die
Brennstoffzufuhr über einen Vergaser mit einem Drosselventil als
Drehzahlregelelement erfolgt, umfassend ein mit einer Drehachse
drehbares Drehglied, welches synchron zu der Drehbewegung der
Maschine umläuft, ein mit einer Schwenkachse schwenkbares
Schwenkglied, wenigstens einen auf dem Schwenkglied oder dem
Drehglied angebrachten Magneten, der auf dem Drehglied oder dem
Schwenkglied ein Magnetfeld zum Induzieren einer
elektromagnetischen Kraft erzeugt, um einen Schwenkvorgang des
Schwenkgliedes in Abhängigkeit der Drehung des Drehgliedes zu
bewirken, wobei im Falle einer Anbringung des Magneten auf dem
Schwenkglied das Drehglied nicht magnetisch sowie elektrisch
leitend und im Falle einer Anbringung des Magneten auf dem
Drehglied das Schwenkglied nicht magnetisch sowie elektrisch
leitend ausgebildet ist, ein Federglied zum Beschränken des
Schwenkvorganges des Schwenkgliedes in einer Richtung und einen
Antriebsmechanismus zum Betätigen des Drehzahlregelelements der
Maschine in Richtung einer drehzahlerhöhenden oder
drehzahlverringernden Stellung des Drehzahlregelelements in
Abhängigkeit des Schwenkvorgangs des Schwenkgliedes.
Eine lange Zeit und in großem Umfang verwendete herkömmliche
Regelvorrichtung vom Fliehgewichtstyp ist so angeordnet,
daß sie die Regelung der Maschinendrehzahl mittels Verstellung
eines Reglergewichtes bewirkt, wobei die Verstellung
herbeigeführt wird, wenn das Gewicht einer auf der
Maschinendrehbewegung basierenden Zentrifugalkraft ausgesetzt
wird.
Eine derartige herkömmliche Regelvorrichtung weist jedoch
eine Anzahl von Nachteilen auf, die behoben werden müssen.
Beispielsweise muß eine Schmierung vorgesehen werden, um den
Verschleiß eines Gleitabschnittes zwischen einem sich
drehenden und einem sich nicht drehenden Element zu verhindern.
Es sind außerdem außerordentlich präzise
Bauteile und eine hohe Zuverlässigkeit der Anordnung vonnöten,
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 Einstellbarkeit
für die übertragene Antriebskraft führt. Auch
ändert sich aufgrund der Zentrifugalkraft das spezifische
Gewicht des Fliehgewichtes abhängig von der Verstellposition
des Fliehgewichtes. Daher wird die Steuerkennlinie
der Regelvorrichtung in beachtlicher Weise, d.h. signifi
kant, nichtlinear.
Es ist ein weiterer Typ einer Regelvorrichtung vorgeschlagen
worden, bei dem anstelle des Reglers vom Fliehgewichtstyp
ein durch die Maschine angetriebener Drehmomentgenerator
verwendet wird. Der Drehmomentgenerator erzeugt
ein Drehmoment an seinem Ständer, ohne mit dem sich drehenden
Teil der Maschine in Kontakt zu treten, und das erzeugte
Drehmoment wird auf das Maschinendrosselventil übertragen,
um dessen Öffnungsgrad einzustellen (vgl. japanische Patentveröffentlichungen
Nr. 22 617-1980 und 22 618-1980).
Diese bekannte Regelvorrichtung arbeitet jedoch aufgrund
ihrer Umwandlungsmethode nicht rasch ansprechend auf eine
Änderung der Maschinendrehbewegung, wobei nämlich eine
dynamische Änderung der Maschinendrehbewegung in eine statische
Änderung umgewandelt wird, während das Ausgangssignal
des Drehmomentgenerators gesteuert wird. Außerdem ergeben
sich bei der Anbringung eines derartigen Drehmomentgenerators
in der Maschine bestimmte Probleme wie z. B., daß die
Konstruktion komplizierter wird und Masse und Volumen zunehmen.
Aus der DE 28 33 567 A1 geht eine Regelvorrichtung zur Steuerung
der Drehzahl einer Maschine der eingangs genannten Art hervor,
bei der die Drehzahl eines Getriebes konstant gehalten werden
soll. Auf einer Eingangswelle des Getriebes ist als
Antriebseinheit eine Spiralfeder drehfest angebracht, die einen
freien Schenkel aufweist, der an einem Ankerpunkt mit einem Arm
verbunden ist. Auf der Ausgangswelle des Getriebes ist drehfest
ein Zeiger angebracht, der beim Entspannen der Spiralfeder über
Zahnräder des Getriebes angetrieben wird. Damit das Getriebe
während der Drehmomentübertragung von der Spiralfeder auf den
Zeiger eine konstante Drehzahl aufweist, ist eine
Wirbelstrombremse vorgesehen. Diese Wirbelstrombremse besteht
aus einem U-förmigen Abschnitt am freien Ende des Armes, wobei
auf der Innenseite des U-förmigen Abschnitts ein Permanentmagnet
angeordnet ist. In den U-förmigen Abschnitt greift eine Scheibe
ein, die über mehrere weitere Zahnräder mit dem Zeiger in
Drehverbindung steht. Wird die Spiralfeder gespannt, so wird
ebenfalls der Arm über den Ankerpunkt in Richtung auf die
Spiralfeder vorgespannt. Hierdurch taucht die Scheibe verhältnismäßig
tief in den U-förmigen Abschnitt des Arms ein. Erfolgt
nun eine Entspannung der Spiralfeder und damit eine Drehmomentübertragung
von der Spiralfeder auf den Zeiger, so wird
hierbei gleichzeitig die Scheibe ebenfalls mit einem Drehmoment
beaufschlagt, so daß sie sich durch den U-förmigen Abschnitt
hindurchbewegt. Durch den Permanentmagneten wird dabei ein magnetischer
Kreis erzeugt, der die Scheibe und damit auch die Bewegung
des Getriebes insgesamt bremst. Bei einer weiteren Entspannung
der Spiralfeder entspannt sich ebenfalls der Arm und
kann sich somit von der Spiralfeder wegbewegen. Hierdurch wird
die Eingriffstiefe der Scheibe verringert, so daß sich das von
der Wirbelstrombremse erzeugte Bremsmoment verringert. Die Verringerung
entspricht dabei der Verringerung des Antriebsmomentes
der Spiralfeder bei der Entspannung.
Diese bekannte Vorrichtung besitzt einen verhältnismäßig
komplizierten Aufbau, weshalb auch die Montage dieser
Vorrichtung sehr zeitaufwendig ist. Darüber hinaus müssen eine
Vielzahl von Lagern für die Zahnräder vorgesehen werden, die bei
einer mangelhaften Schmierung zu einem verschlechterten
Wirkungsgrad der bekannten Vorrichtung führen.
Es ist des weiteren ein anderer Typ einer Regelvorrichtung
entwickelt worden, bei dem der Einbau
in der Maschine, insbesondere bei einer Maschine vom Typ mit
obenliegender Nockenwelle erleichtert bzw. vereinfacht wer
den sollte. Die Regelvorrichtung, die
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 Regelvorrichtung weist ebenfalls die oben festge
stellten Nachteile auf, die darauf beruhen, daß der Regler
vom Fliehgewichtstyp ist.
Insbesondere ist aufgrund des Zusammenwirkens der Regelvorrichtung
mit der Drehachse der Maschine diese
im Körper der Maschine
selbst eingebaut. Wie in Fig. 11 und 12 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
Regelvorrichtung 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, um so kleiner ist in dieser Hinsicht
das erzeugte Drehmoment, und es kann auf diese Weise nicht
zum Antreiben des Drosselventils 57 ausreichen.
Aus der JP 55-22 618 geht eine weitere Regelvorrichtung hervor,
bei der das Schwenkglied über Zwischenelemente mit dem
Drehzahlregelelement verbunden ist. Aus der DE 34 39 896 A1 geht
schließlich noch eine elektronische Regelvorrichtung zur
Drehzahlsteuerung einer Maschine hervor.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau
aufweist und die leicht zu montieren ist.
Vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst. Durch die unmittelbare Kopplung der Schwenkachse mit der
Antriebsachse des Drehzahlregelelements reduziert sich nicht nur
erheblich die Anzahl der notwendigen Bauteile, insbesondere der
Lager, sondern es verringert sich auch der Montageaufwand.
Schließlich weist die vorgeschlagene Lösung eine gegenüber dem
Stand der Technik besonders kompakte Bauweise auf.
Bei einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung
sind das Drehglied und das Schwenkglied so
positioniert, daß die Drehachse des Drehgliedes und die
Schwenkachse des Schwenkgliedes mit der
Antriebsachse des Drehzahlregelelements, wie beispielsweise 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 ersten Ausführungsbeispiels des Schwenk-
und Drehgliedes der erfindungsgemäßen
Regelvorrichtung;
Fig. 2 (a) und (b) eine Reglerfeder, die eine Zuglast ab
hängig von der Position eines Schwenkgliedes bewirkt;
Fig. 3 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels des Schwenk- und Drehgliedes der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung,
wobei die Achse des Dreh
gliedes von einer Schwenkachse des Schwenkgliedes
fort versetzt ist;
Fig. 4 (a) und (b) eine Reglerfeder, die abhängig von der
Position des Schwenkgliedes, wie in Fig. 3 gezeigt,
eine Zuglast bewirkt;
Fig. 5 (a) und (b) eine Drauf- und eine Seitenansicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels des Schwenk- und Drehgliedes der erfindungsgemäßen
Regelvorrichtung;
Fig. 6 bis 9 jeweils Seitenansichten weiterer Ausführungs
beispiele des Schwenk- und Drehgliedes der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung;
Fig. 10 in vereinfachter Darstellung ein Aus
führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regel
vorrichtung;
Fig. 11 eine Antriebseinrichtung für eine Drosselachse eines
herkömmlichen Vergasers; und
Fig. 12 eine Darstellung des Verbindungsmechanismus für die
Drosselachsenantriebseinrichtung zur Erläuterung
von deren Funktionsweise.
In Fig. 1 (a) und (b) ist ein Ausführungsbeispiel eines Schwenk- und Drehgliedes
der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung dargestellt. Es um
faßt ein aus einem nichtmagnetischen und elektrisch lei
tenden Material wie z. B. Aluminium hergestelltes
Drehglied bzw. eine ebensolche
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
ein Federglied bzw.
eine Reglerfeder
32 vom Torsionsspulen- bzw. Torsionswickeltyp ge
wickelt und mit dem Schwenkglied 30 und einem stationären
Teil so verbunden, daß die Reglerfeder 32 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 30 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. 3 (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. 2 und 4 der Unter
schied in der Funktion zwischen den beiden in Fig. 1 und 3
dargestellten Anordnungen beschrieben. Wie oben festgestellt
ist bei der Anordnung von Fig. 1 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. 2 (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. 3 (a) dargestellten Anordnung ist anderer
seits eine Reglerfeder 32′ zwischen dem Schwenkarm 30 und dem
stationären Teil der Vorrichtung angeordnet. Wie in Fig. 4
(a) und (b) dargestellt ist, wird somit eine unterschied
liche Spannung der Reglerfeder 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.
Es kann auch eine Vielpolkonstruktion verwendet werden, wie
sie in Fig. 5 (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. 6 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. 7 ist eine modifizierte Konstruktionsform in bezug
auf die in Fig. 6 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. 8 ist eine 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. 8 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. 8 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.
Alternativ ist es möglich, daß die Dauermagnete wie in Fig. 9 dargestellt am
Schwenkglied 30 so befestigt sind, daß sie der peripheren Innenfläche einer
topfförmigen Scheibe 28 gegenüberliegen.
Die Drehzahlregelung der
Maschine kann 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. 10 ist ein solches Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem eine Regelvorrichtung 47
so angeordnet ist, daß die Schwenkachse 29 der Regelvor
richtung 47 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 Regelvorrichtung 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 Drehachse 27 der Regelvorrichtung 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 Regelvorrichtung 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 Regelvorrichtung 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.
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 (8)
1. Regelvorrichtung zur Drehzahlsteuerung einer Maschine
mit einem Drehzahlregelelement, insbesondere zur
Drehzahlsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der die
Brennstoffzufuhr über einen Vergaser mit einem
Drosselventil als Drehzahlregelelement erfolgt, umfassend:
- - ein mit einer Drehachse (27) drehbares Drehglied (28), welches synchron zu der Drehbewegung der Maschine (50 umläuft,
- - ein mit einer Schwenkachse (29) schwenkbares Schwenkglied (30),
- - wenigstens einen auf dem Schwenkglied (30) oder dem Drehglied (28) angebrachten Magneten (31), der auf dem Drehglied (28) oder dem Schwenkglied (30) ein Magnetfeld zum Induzieren einer elektromagnetischen Kraft (F) erzeugt, um einen Schwenkvorgang des Schwenkglieds (30) in Abhängigkeit der Drehung des Drehglieds (28) zu bewirken, wobei im Falle einer Anbringung des Magneten (31) auf dem Schwenkglied (30) das Drehglied (28) nicht magnetisch sowie elektrisch leitend und im Falle einer Anbringung des Magneten (31) auf dem Drehglied (28) das Schwenkglied (30) nicht magnetisch sowie elektrisch leitend ausgebildet ist,
- -ein Federglied (32) zum Beschränken des Schwenkvorganges des Schwenkglieds (30) in einer Richtung und
- - einen Antriebsmechanismus (49) zum Betätigen des Drehzahlregelelements der Maschine (50) in Richtung einer drehzahlerhöhenden oder drehzahlverringernden Stellung des Drehzahlregelelements in Abhängigkeit des Schwenkvorgangs des Schwenkglieds (30),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkachse (29) des Schwenkglieds (30) mit einer
Antriebsachse (49) des Drehzahlregelelements der Maschine
(50) fluchtet, die Schwenkachse (29) direkt mit der
Antriebsachse (49) des Drehzahlregelelements verbunden ist
und die Drehung der Maschine (50) über einen
Drehübertragungsmechanismus (52, 53, 54) auf die Drehachse
(27) des Drehglieds (28) übertragen wird.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federglied (32) das Schwenkglied
(30) in einer vorbestimmten Stellung mit einer Federkraft
hält, die in dieser Stellung gleich der durch die Drehung
des Drehglieds (28) erzeugten elektromagnetischen Kraft
(F) bei einer vorbestimmten Drehzahl der Maschine (50)
ist, daß das Schwenkglied (30), wenn die Momentandrehzahl
der Maschine (50) die vorbestimmte Drehzahl überschreitet,
in eine Richtung verschwenkt wird, in der das
Drehzahlregelelement seine drehzahlverringernde Stellung
erreicht, und daß das Schwenkglied (30), wenn die
Momentandrehzahl der Maschine (50) die vorbestimmte
Drehzahl unterschreitet in eine Richtung verschwenkt wird,
in der das Drehzahlregelelement seine drehzahlerhöhende
Stellung erreicht, wobei das Schwenkglied (30) in beiden
Fällen nach Wiedererreichen der vorbestimmten Drehzahl
durch die Maschine (50) in seine vorbestimmte Stellung
zurückkehrt.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehachse (27) des Drehglieds (28)
mit der Schwenkachse (29) des Schwenkglieds (30) und der
Antriebsachse (49) des Drehzahlregelelements fluchtet.
4. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehübertragungsmechanismus (52, 53, 54) durch eine auf
einer Drehachse (51) der Maschine (50) drehfest
angeordnete Antriebsriemenscheibe (52) und durch eine auf
der Drehachse (27) des Drehglieds (28) drehfest
angeordnete Abtriebsriemenscheibe (53) gebildet ist, die
über einen Treibriemen (54) zur Übertragung einer
Drehbewegung miteinander verbunden sind.
5. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von
Magneten (311 bis 314) auf dem Schwenkglied (30) oder dem
Drehglied angebracht sind.
6. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
in einem Gehäuse (33) zur Bildung einer abgedichteten Konstruktion
untergebracht ist.
7. Reglervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied
(32) eine um die Schwenkachse (29) des Schwenkgliedes (30)
gewickelte Torsionsfeder umfaßt.
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