DE4032108C1 - IC engine fuel injection control - incorporates lever with sprung which allows movement if linkage is blocked - Google Patents

Description

Der Erfindung betrifft einen Hebel für die Reguliervorrichtung der Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE 36 42 458 C1 als bekannt hervorgeht.

Bei einer Einspritzanlage mit Einzelpumpen für die Zylinder einer Brennkraftmaschine erfolgt die Regulierung der Einspritzmenge gewöhnlich über ein gemeinsames Stellglied, beispielsweise eine drehbare Stellwelle, die über Hebel mit den Regelstangen der Einspritzmengen verbunden ist. Das Festsitzen einer Regelstange, beispielsweise durch Blockieren eines Kolbens einer Einspritzpumpe, darf nicht dazu führen, daß auch die übrigen Einspritzpumpen nicht mehr regelbar sind. Im Übertragungsgestänge ist deshalb ein Zwischenglied in Form eines Hebels vorgesehen, der bei Festsitzen der Regelstange elastisch nachgibt, im Normalbetrieb aber wie ein starres Übertragungsglied wirkt.

Bei einem Hebel nach der DE 36 42 458 C1 wird ein in einer Hülse angeordneter Kolben durch eine unter einer Druckvorspannung stehende Feder mit einem Ende in flächiger Anlage an einer Abflachung der Stellwelle gehalten. Die Feder ist dabei einerseits am Kolben und andererseits an der Hülse abgestützt. Die Hülse ist ihrerseits an der Stellwelle abgestützt. Die Drehbewegungen der Stellwelle werden zunächst auf den Kolben und von Umfangsflächen des Kolbens auf die Hülse, und von der Hülse auf die Regelstange übertragen, die gelenkig mit der Hülse verbunden ist. Bei Blockieren einer mit dem Hebel verbundenen Einspritzpumpe erfährt der in der Hülse geführte Kolben bei weiteren Stellbewegungen der Stellwelle nach Überwindung der Vorspannkraft der Feder eine axiale Verschiebung. Dabei stellen sich die Anlageflächen an Hebel und Stellwelle schräg zueinander ein. Um die Verschiebbarkeit des Kolbens zu gewährleisten, ist der Kolben mit Spiel in seine Führung in der Hülse einzupassen. Andererseits ist aber auch die Bewegung der Stellwelle möglichst spielfrei auf die Regelstange zu übertragen, da einer bestimmten Drehlage der Stellwelle auch eine genaue bestimmte Einspritzmenge entsprechen soll. Dies erfordert eine sehr genaue teure Passung, die aber letztlich dennoch nicht völlig spielfrei sein kann. Eine zu enge Passung birgt aber immer die Gefahr in sich, daß der Kolben zum Klemmen neigt, und damit die Funktion des Hebels nicht sichergestellt ist. Es muß die Schmierung der Gleitflächen vorgesehen werden, was natürlich aufwendig ist. Ferner führt die Bewegung der Stellwelle gegen den Kolben bei blockierter Regelstange zu Reibung in den Anlageflächen. Schon geringe Unebenheiten in den Anlageflächen, die durch Reibbewegung hervorgerufen werden können, führen aber zu einer labilen Anlage des Kolbens, was sich als unerwünschtes Spiel bemerkbar macht, wenn die Blockierung aufgehoben ist.

Der Hebel nach der DE 34 06 646 A1 besteht aus zwei miteinander gelenkig verbundenen Teilhebeln. Der Gelenkzapfen des mit der Regelstange verbundenen Hebels weist eine quer zur Schwenkachse des anderen Teilhebels verlaufende Nut auf, in die ein durch eine vorgespannte Druckfeder belasteter Zapfen eingreift, der im Nutgrund flächig aufliegt. Schwenkbewegungen der Teilhebel gegeneinander sind dadurch nur unter Überwindung der Vorspannkraft der Feder möglich. Nachteilig ist, daß der Hebel einen großen Bauraum erfordert, weil die Teilhebel parallel zueinander versetzt anzuordnen sind. Auch ist der Gelenkzapfen in relativ großem Durchmesser auszuführen, damit die notwendigen Auslösekräfte erreicht werden. Teuer wird der Hebel durch das notwendige Gelenk zwischen den Teilhebeln. Um weitgehende Spielfreiheit zu erzielen, ist eine enge Passung vorzusehen. Üblicherweise sind die Gleitflächen des Gelenks auch zu härten.

Nach der DE 23 11 692 C2 dient zur Übertragung der Stellbewegungen ein zweischenkliger Kniehebel mit einer Zugfeder, die unter Vorspannung steht, und die untereinander gelenkig verbundenen Teilhebel des Kniehebels in einer starren Lage zueinander hält. Erst wenn die am Übertragungshebel wirkende Kraft die aus der Vorspannung der Feder resultierende Kraft übersteigt, verschwenken die Teilhebel des Kniehebels gegeneinander. Nachteilig sind die hohen Kosten für die Herstellung des Kniehebels, die durch mehrere Gelenke bedingt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hebel der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß er ein geringes Bauvolumen beansprucht, die Stellbewegungen praktisch spielfrei überträgt und dabei besonders kostengünstig in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Feder starr und unmittelbar mit der Stellwelle bzw. mit einem auf der Stellwelle festgeklemmten Lagerteil verbunden ist und das andere Ende der Feder am Hebel angreift, werden bei Blockieren der Regelstange Relativbewegungen zwischen Stellwelle und Hebel unmittelbar von der Feder aufgenommen. Dabei erfährt die Feder nicht nur eine axiale Verformung, sondern auch eine Biegeverformung durch Querkräfte. Es sind also keine Gelenke nötig, die hohe Herstellungskosten bedingen würden. Da weder im Normalbetrieb noch bei Blockieren Teil aneinander gleiten, erfolgt kein Verschleiß. Es kann sogar zugelassen werden, daß bei Blockieren der Hebel vollständig vom Auflager abhebt. Im Normalbetrieb muß lediglich durch seitliche Abstützungen, die am Auflager angebracht sind, gewährleistet sein, daß der Hebel nicht in seiner Anlagefläche am Auflager verrutscht. Diese seitliche Führung kann jedoch sehr eng und damit praktisch spielfrei ausgebildet werden, da sie bei Blockieren nicht wirksam zu sein braucht, also keine Gleitpassung vorliegt.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Ansprüchen 2 bis 8 hervor. So liegt die Feder vorzugsweise koaxial zum Hebel. Weiter kann die Feder als Zugfeder oder Druckfeder ausgebildet sein. Der Hebel verbindet Auflager und Regelstange unmittelbar miteinander. Damit eine sichere wackelfreie Anlage des Hebels auf dem Auflager erreicht wird, erfolgt die Anlage vorzugsweise in Schneiden, die parallel zur Schwenkachse des Hebels liegen. Der Hebel kann auch mehrgliedrig ausgebildet sein, wobei mehrere Glieder aneinandergereiht sind, die in Schneiden aneinander anliegen.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt; es zeigt:

Fig. 1 einen aus einer Hülse gebildeten Hebel im Längsschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie I-I mit einer unter Zugvorspannung stehenden Feder;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Hebels nach Fig. 1 mit Blickrichtung in der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie II-II;

Fig. 3 einen gemäß einer zweiten Ausführungsform aus mehreren aneinandergereihten Gliedern aufgebauten Hebel im Längsschnitt, die durch eine unter Zugvorspannung stehende Feder aneinander­ gehalten werden;

Fig. 4 einen Hebel gemäß einer weiteren Ausführungsform im Längsschnitt, mit einer unter Druckvorspannung stehenden Feder.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Hebel 1 entlang der Schnittlinie I-I nach Fig. 2 ist als Hülse ausgebildet, in der eine schraubenförmige Feder 4 angeordnet ist. Die Hülse wird durch die auf Zug vorgespannte Feder 4 in stabiler Anlage am Auflager 3 gehalten, das durch eine Schraube 14 an der Stellwelle 2 festgeklemmt ist. Die Anlage erfolgt in zwei Schneiden 8, die parallel zur Drehachse des Hebels 1 liegen. Damit die Hülse auf dem Auflager 3 nicht seitlich verrutscht, ist das Auflager 3 mit einem Vorsprung ausgestattet, der zwischen den Schneiden 8 liegt. Dabei entspricht die Breite des Vorsprungs möglichst genau dem Abstand zwischen den Schneiden 8, um eine spielfreie Übertragung der Drehbewegungen der Stellwelle 2 zu erreichen. Um ein Verrutschen der Hülse in Richtung der Stellwellenachse zu verhindern, sind Stifte 10 vorgesehen, die in Aussparungen von Hülse und Auflager 3 eingreifen. Die unter einer Zugvorspannung stehende Feder 4 ist mit einigen Windungen an beiden Enden in Gewindestopfen 11, 12 eingeschraubt, um eine möglichst große Anlagefläche zu erzielen. Auf diese Weise ist die Feder 4 einerseits starr mit dem als Hülse ausgebildeten Hebel 1 und andererseits starr und unmittelbar mit dem Auflager 3 verbunden. Über das Gelenk 5 ist der Hebel 1 unmittelbar mit der Regelstange 6 verbunden, die in ein Stellglied 7 der nicht näher dargestellten Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine eingreift. Der Gelenkzapfen des Gelenks 5 ist in einer Schiebehülse geführt, damit die Drehbewegungen der Stellwelle 2 in reine Axialbewegungen der Regelstange 6 umgewandelt werden.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 dargestellten Hebels 1 in Blickrichtung der in Fig. 1 eingetragenen Schnittlinie II-II.

Im Normalbetrieb verhält sich der Hebel 1 wie ein starrer Körper, der die Stellbewegungen der Stellwelle 2 auf die Regelstange 6 überträgt. Dabei liegt der Hebel 1 mit seinen Schneiden 8 auf dem Auflager 3 an. Sitzt die Regelstange 6 plötzlich fest, ist eine Verschiebung des Hebels 1 in Richtung der Regelstangenachse nicht mehr möglich. Jedoch sind Stellbewegungen der Stellwelle 2 weiterhin möglich. Wenn die Federvorspannkraft der Feder 4 nämlich überwunden wird, wird die Feder 4 gedehnt, während zugleich der Hebel 1 mit einer Schneide 8 vom Auflager 3 abhebt. In einer entsprechenden Stellung des Hebels 1 gegenüber dem Auflager 3 ist der Umriß des Hebels 1 strichpunktiert dargestellt. Die Lage des Hebels 1 gegenüber dem Auflager 3 hängt davon ab, in welcher Drehlage der Stellwelle 2 die Regelstange 6 blockiert und wie groß die Stellbewegungen der Stellwelle 2 gegenüber der Blockierstellung sind. Es kann durchaus auch dazu kommen, daß beide Schneiden 8 zugleich vom Auflager 3 abgehoben sind. Damit sich die Schneiden 8 wieder in ihre Auflage am Auflager 3 einfinden, ist der Vorgang, der zugleich als seitliche Abstützung gegen Verrutschen des Hebels 1 im Normalbetrieb dient, mit nach innen gezogenen Schrägen 9 ausgebildet. Da die Feder 4 am Auflager 3 und am Hebel 1 fest angebunden ist, erfährt die Feder 4 nicht nur eine Axialverformung, sondern auch Biegeverformungen durch Querkräfte. Die Feder 4 und der Abstand der Schneiden 8 sind so ausgeführt, daß eine den jeweiligen Bedürfnissen angepaßte Auslösekraft erzielt wird.

In Fig. 3 ist ein Hebel 1 in einem Längsschnitt dargestellt, bei dem anstelle der Hülse ein aus mehreren aneinandergereihten Gliedern 13 gebildetes Teil die Stellkräfte überträgt. Die Anlage der Glieder 13 untereinander erfolgt an Schneiden 8. Bei einem derartig gestalteten Hebel 1 erfolgt auch bei großen Verschiebungen des Auflagers 3 gegen die Regelstange 6 kein vollständiges Abheben der Glieder untereinander und vom Auflager. Es wird dadurch eine vorbestimmte Verformung der Feder mit sicherer Führung erzielt. Da die Glieder 13 untereinander und am Auflager in Kontakt bleiben, ist die Rückkehr in ihre Ausgangslage auch bei großen Stellbewegungen der Stellwelle 2 ohne besondere Maßnahmen gewährleistet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird eine auf Druck vorgespannte Feder 4 anstelle einer auf Zug vorgespannten Feder verwendet. Entsprechend ist die als Hebel dienende Hülse mit nach innen eingezogenen Absätzen ausgestattet, deren Oberseiten mit nach außen vorstehenden Absätzen des Auflagers 3 zusammenwirken. Um eine stabile Abstützung zu gewährleisten, liegt die Hülse entlang von Schneiden 8 an. Die Schneiden 8 greifen in einen V-förmigen Ausschnitt ein, so daß eine formschlüssige Abstützung gegen seitliches Verrutschen gegeben ist. Bei einem Blockieren der Regelstange schiebt sich das Auflager 3 in den Innenraum der Hülse vor, weshalb ein entsprechender Freiraum vorgesehen sein muß. Da bei Drehungen der Stellwelle 2 Bewegungen des oberen Gelenkpunkts des Hebels 1 quer zur Regelstangenachse auftreten, muß eine Schiebehülse vorgesehen sein, die entsprechende Bewegungen zuläßt.

Claims (8)

1. Hebel für die Reguliervorrichtung der Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit mehreren, von einer gemeinsamen Stellwelle über separate Regelstangen und den jeweils dazwischengeschalteten Hebel beeinflußbaren Einspritzpumpen, wobei der Hebel mit einem freien Ende durch eine unter einer Vorspannung stehende Feder in stabiler Anlage an einem den Drehbewegungen der Stellwelle nachfolgenden Auflager für den Hebel gehalten wird und gegen seitliches Verrutschen abgestützt ist, und wobei die Schwenkbewegungen des Hebels in lineare Stellbewegungen der Regelstange in Richtung der Regelstangenachse übertragen werden, und wobei die Feder zum einen am Hebel und zum andern am Auflager abgestützt ist, und wobei bei Blockieren der Regelstange Drehbewegungen der Stellwelle unter Überwindung der Vorspannkraft der Feder weiterhin möglich ist, dadurch, daß die von den Auflagepunkten am Auflager und am Hebel aufgespannten Ebenen, die bei stabiler Auflage des Hebels am Auflager ineinanderliegen, gegeneinander kippen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4) mit ihrem einen Ende unmittelbar und starr mit dem Auflager (3) und mit ihrem anderen Ende starr mit dem Hebel (1) verbunden ist und daß der Hebel (1) unmittelbar am Auflager (3) gegen seitliches Verrutschen abgestützt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1) unmittelbar mit der Regelstange (6) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflager (3) ein auf der Stellwelle (2) festgeklemmtes Lagerteil dient.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4) koaxial zum Hebel (1) liegt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4) unter eine Zugvorspannung steht.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4) unter einer Druckspannung steht.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1) aus aneinandergereihten Gliedern (13) gebildet ist, die untereinander in Schneiden (8) anliegen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage des Hebels (1) am Auflager (3) an Schneiden (8) erfolgt, die parallel zueinander laufen und parallel zur Schwenkachse des Hebels (1) liegen.