DE4136505A1 - Ueberdrehzahlsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überdrehzahlsicherung für Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Regler und/oder einer elektronisch gesteuerten Einspritzung.

Bei Verwendung von elektronischen Reglersystemen und elek­ tronisch gesteuerten Einspritzsystemen besteht die Gefahr, daß bei Zerstörung von elektronischen Bauelementen durch Kabelbruch, Lösen von Platinen oder Stromausfall die Brennkraftmaschine durchgeht. Dadurch kann diese zerstört und das Personal gefährdet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine von der Elektronik unabhängige Überdrehzahlsicherung zu schaffen, durch die die Brennkraftmaschine bei Überschrei­ ten einer vorgegebenen Maximaldrehzahl abgestellt wird.

Erfindungsgemäß wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine unabhängig von der Elektronik durch ein mechanisches Dreh­ zahlmeßwerk gemessen. Mittels eines Abstellmechanismus wird bei Überschreiten der zulässigen maximalen Drehzahl durch Abschalten der Kraftstoffeinspritzung oder der Fremdzündung oder der Gemischzufuhr die Brennkraftmaschine zum Stillstand gebracht.

Die Trennung von Drehzahlmeßwert und Abstellmechanismus hat den Vorteil, daß beide Komponenten gemäß ihrer unter­ schiedlichen Funktion unabhängig voneinander optimiert werden können.

Vorteilhafterweise besteht das mechanische Meßwerk aus einem im Reglerbau üblichen Fliehkraftregler, dessen Ver­ stellmuffenbolzen auf ein Hebelfedersystem wirkt.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird ein sogenanntes klinkengesperrtes System beschrieben. Hierbei übernimmt nicht das Drehzahlmeßwerk die Aufgabe, die Re­ gelstange der Einspritzpumpe in Stoppstellung zu bewegen, sondern eine sich entspannende Abstellfeder am Abstellhe­ bel. Durch entsprechende Dimensionierung dieser Feder können die erforderlichen Abstellkräfte und damit die an­ gestrebten Abstellzeiten realisiert werden. Das Arbeits­ vermögen der Fliehgewichte kann deshalb relativ klein ge­ halten werden. Dadurch werden unnötige Reibverluste und die zur Abführung der Wärme erforderlichen Maßnahmen ver­ mieden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bietet einen besonders preiswerten Abstellmechanismus. Die Zahl der Bauteile ist in diesem Fall vergleichweise gering, da Aus­ lösehebel mit Auslösefeder und Abstellhebel mit Abstellfe­ der durch nur einen Schwenkhebel mit Schwenkfeder ersetzt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden die Kräfte am Verstellmuffenbolzen durch einen Schnapp­ mechanismus verstärkt, der entweder mit einer Schnapp- Druckfeder und einem Führungsstück oder mit einer Schnapp-Zugfeder und einem Schnapphebel arbeitet.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung be­ steht die Möglichkeit, die Auslösedrehzahl entsprechend der vorgegebenen Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine und die Größe der Abstellkraft einzustellen.

Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung wird er­ reicht, daß ein erneutes Starten nach dem Ansprechen der Überdrehzahlsicherung durch Betätigung des Motoranlassers nicht möglich ist, sondern zunächst eine Rückstellvorrich­ tung betätigt werden muß.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung und der Zeichnung, auf der ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 Schema einer Überdrehzahlsicherung mit klinkenge­ sperrtem Abstellmechanismus,

Fig. 2 Schema einer klinkengesperrten Überdrehzahlsiche­ rung mit einem Schnappmechanismus mit einer Schnappdruckfeder,

Fig. 3 Schema einer klinkengesperrten Überdrehzahlsiche­ rung mit einem Schnappmechanismus mit einer Schnappzugfeder,

Fig. 4 Schema einer Überdrehzahlsicherung mit einem Ab­ stellmechanismus, der über Federdruckpunktverschie­ bung wirkt,

Fig. 5 Schema einer Überdrehzahlsicherung mit einem Ab­ stellmechanismus mit Federdruckpunktverschiebung und getrenntem Abstellhebel.

Die Fig. 1 zeigt ein mechanisches Meßwerk 1 mit Fliehge­ wichten 2, die über Fliehgewichtshebel 3 auf einen Ver­ stellmuffenbolzen 4 wirken, der in Wirkverbindung mit einer Muffenfeder 5 steht. Durch Austauschen der Muffenfe­ der 5 gegen Federn mit verschiedenen Federkennlinien ist die Abstelldrehzahl in kleinen Stufen einstellbar. Die Fliehgewichtshebel 3 sind über Fliehgewichtshebellager 41 mit einem Fliehgewichtsträger 42 verbunden. Letzterer ist in einem Meßwerkslager 9 gelagert und wird durch ein An­ triebsrad 8 in Drehung versetzt.

Der Abstellmechanismus besteht aus einem Auslösehebel 10 und einem Abstellhebel 14. Der Auslösehebel 10 ist als Winkelhebel ausgeführt, der in einem Auslösehebellager 11 gelagert ist, eine Sperrklinke 13 trägt und von einer Aus­ lösefeder 12 in Schließrichtung der Sperrklinke 13 beauf­ schlagt ist. Der Abstellhebel 14 ist in einem Abstellhe­ bellager 15 gelagert. Er wird von einer Abstellfeder 16 vorgespannt. Am Abstellhebel 14 ist außerdem eine Abstell­ hebelsperre 17 angebracht. Das eine Ende des Abstellhebels 14 ist von der Sperrklinke 13 gesperrt, das andere Ende verstellt nach Lösen der Sperrklinke 13 die Regelstange 19 der Kraftstoffeinspritzpumpe 20 auf Stopp.

Der Überdrehzahlschutz nach Fig. 1 funktioniert folgender­ maßen:

Das mechanische Meßwerk 1 wird von der Brennkraftmaschine angetrieben und verstellt drehzahlproportional den Ver­ stellmuffenbolzen 4. Je nach Federkennlinie der Muffenfe­ der 5 wird der Auslösehebel bei einer bestimmten Drehzahl, der sogenannten Auslösedrehzahl durch den Verstellmuffen­ bolzen 4 gegen die Kraft der Auslösefeder 12 und gegen die Kraft der Muffenfeder 5 um das Auslösehebellager 11 ge­ schwenkt, so daß die Sperrklinke 13 den Abstellhebel 14 freigibt. Dieser wird durch die Abstellfeder 16 um das Ab­ stellhebellager 15 geschwenkt und verstellt dadurch die Regelstange 19 der Kraftstoffeinspritzpumpe 20 auf Null­ füllung.

Im Abstellpunkt rastet die Abstellhebelsperre 17 ein und fixiert den Abstellbebel 14 in seiner Abstellage. Aus die­ ser kann er nur durch eine Rückstellvorrichtung gelöst werden. Auf diese Weise wird dem Bedienungspersonal eine Systemüberprüfung nahegelegt.

Die Ausführung des Überdrehzahlschutzes nach Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 durch einen Schnapp­ mechanismus 21, 21′, der zwischen Verstellmuffenbolzen 4 und Auslösehebel 10 angeordnet ist. Er dient der Verstär­ kung der Verstellkräfte des Verstellmuffenbolzens 4.

Die Stärke der Verstellkraft des Abstellhebels 14 wird durch die Stärke der Abstellfeder 16 bzw. deren Vor­ spannung bestimmt. Die Abstellkraft ist demnach unabhängig von dem Arbeitsvermögen des mechanischen Meßwerks 1. Das hat den Vorteil, daß eine Veränderung der Einstellung des Drehzahlmeßwerkes 1 keinen Einfluß auf die Abstellkraft des Abstellhebels 14 ausübt.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Abstellmechanismus darge­ stellt, der auf dem Prinzip der Federdruckpunktverschie­ bung beruht. Dieser Abstellmechanismus weist einen Schwenkhebel 24, 24′ auf, der um ein Schwenkhebellager 25, 25′ schwenkbar ist und von einer Schwenkfeder 22, 22′, die an einem Anlenkpunkt 23, 23′ des Schwenkhebels 24, 24′ an­ greift gegen einen ersten Schwenkhebelanschlag 39, 39′ ge­ zogen wird. Die Bewegung des Schwenkhebels 24, 24′ wird außerdem durch einen zweiten Schwenkhebelanschlag 40, 40′ begrenzt.

Die Lösung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 4 durch einen separaten Abstellhebel 14′, der über eine Abstellhebelführung 31 mit dem Schwenkhebel 24′ in Wirkverbindung steht.

Der Abstellmechanismus nach Fig. 4 und 5 funktioniert fol­ gendermaßen:

Der Verstellmuffenbolzen 4 des mechanischen Meßwerks 1 wirkt auf den Schwenkhebel 24 beziehungsweise auf den Ab­ stellhebel 14′ und bewegt diese so, daß der Winkel zwi­ schen Schwenkhebel 24, 24′ und der zugehörigen Schwenkfe­ der 22, 22′ von ursprünglich ca. 15° auf 0° vermindert wird. In dieser Totpunktlage liegt die Wirkungslinie der Schwenkfedern 22, 22′ genau in Richtung der Schwenkhebel 24, 24′. Durch geringfügiges Weiterschwenken der Schwenk­ hebel 24, 24′ über diese Totpunktlage hinaus schnellen die Schwenkhebel 24, 24′ unter der Spannung der Schwenkfeder 22, 22′ gegen den zweiten Schwenkhebelanschlag 40, 40′. Dabei wird bei der Lösung gemäß Fig. 4 die Regelstange 19 unmittelbar vom Schwenkhebel 24 betätigt, während bei der Lösung nach Fig. 5 der Schwenkhebel 24′ über die Abstellhe­ belführung 31 den Abstellhebel 14′ betätigt.

Der Abstellmechanismus nach Fig. 4 und 5 ist relativ ein­ fach, hat jedoch den Nachteil einer geringeren Funktions­ qualität und Auslösepräzision gegenüber dem klinkenge­ sperrten Abstellmechanismus nach Fig. 1 bis 3. Durch beide Abstellmechanismen wird sicher erreicht, daß unabhängig vom elektronischen Regler und dessen Funktionstüchtigkeit bei Überschreiten einer voreinstellbaren Grenzdrehzahl der Motor durch mechanische Mittel sicher abgestellt wird und damit vor einer Zerstörung bewahrt bleibt. Dabei kann die Abstelldrehzahl durch Verstellen des Muffenfederlagers 7 und die Größe der Abstellkraft durch Verstellen des Ab­ stellfederlagers 6 bzw. des Schwenkfederlagers 26, 26′ eingestellt werden.

Claims (7)

1. Überdrehzahlsicherung für Brennkraftmaschinen, mit einem elektronischen Regler und/oder einer elektronisch gesteuerten Einspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanisches, fliehkraft­ betätigtes Drehzahlmeßwerk (1) und ein Abstellmechanismus vorgesehen sind, wobei das Drehzahlmeßwerk (1) in Wirkver­ bindung mit dem Abstellmechanismus steht und dieser eine Regelstange (19) einer Kraftstoffeinspritzpumpe (20) oder einen Zündschalter und/oder eine Gemisch- oder Luftdros­ selklappe beherrscht.

2. Überdrehzahlsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahlmeßwerk (1) Flieh­ gewichte (2), einen Verstellmuffenbolzen (4) und eine Muffenfeder (5) mit einem Muffenfederlager (7) aufweist.

3. Überdrehzahlsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstellmechanismus einen Auslöshebel (10) mit einer Sperrklinke (13) und einen Ab­ stellhebel (14) aufweist, wobei der Auslösehebel (10) und der Abstellhebel (14) über die Sperrklinke (13) in lösba­ rer Wirkverbindung stehen und wobei am Auslösehebel (10) eine Auslösefeder (12) in Schließrichtung der Sperrklinke (13) und am Abstellhebel (14) eine Abstellfeder (16) in Abstellrichtung der Regelstange wirkend angeordnet sind.

4. Überdrehzahlschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstellmechanismus einen Schwenkhebel (24, 24′) und eine Schwenkfeder (22, 22′) aufweist, wobei die Schwenkfeder (22, 22′) über einen Fe­ deranlenkpunkt (23, 23′) mit dem Schwenkhebel (24, 24′) in Wirkverbindung steht und diesen gegen einen ersten Schwenkhebelanschlag (39, 39′) zieht, wobei die Wirklinie der Schwenkfeder (22, 22′) mit dem Schwenkhebel (24, 24′) einen spitzen Winkel bildet, der sich beim Abstellvorgang durch Schwenken des Schwenkhebels (24, 24′) auf Null ver­ kleinert und nach Überschreiten dieser Totpunktlage bis zur Anlage an einen zweiten Schwenkhebelanschlag (40, 40′) wieder vergrößert.

5. Überdrehzahlsicherung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Ende des Verstellmuffenbolzens (4) und dem Auslösehebel (10) ein Schnappmechanismus (21, 21′) angeordnet ist, der entweder einen Schnapphebel (32) mit einer Schnappzugfeder (33) oder ein Führungsstück (34) mit einer Schnappdruckfeder (35) aufweist.

6. Überdrehzahlsicherung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Muffenfederlager (7), ein Schwenkhebelfederlager (26, 26′) und ein Abstellfederlager (6) verstellbar angeordnet sind.

7. Überdrehzahlsicherung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstellhebel (14, 14′) bzw. der Schwenkhebel (24) eine Abstellsperre (17) und eine Rückstellvorrichtung (30) aufweisen, wobei der Ab­ stellhebel (14, 14′) bzw. der Schwenkhebel (24) durch die Abstellsperre (17) in ihre Abstellage fixierbar und durch die Rückstellvorrichtung (30) in ihre Ausgangsstellung rückstellbar sind.