DE4202732C2 - Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritz­ pumpen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem aus der Bosch, Technische Unterrichtung, Diesel-Einspritzausrüstung, Drehzahlregler für Reiheneinspritz­ pumpen, 1987 722 013, KH/VDT - 09.75-De, Seite 25 bekannten Dreh­ zahlregler dieser Art verstellt ein Fliehkraftversteller, der mit der Nockenwelle der Einspritzpumpe verbunden ist und von dieser rotierend angetrieben wird, über ein Hebelwerk durch die Auswärts­ bewegung seiner Fliehgewichte einen mit der Regelstange der Kraft­ stoffeinspritzpumpe verbundenen Regelhebel und steuert somit dreh­ zahlabhängig die geförderte Einspritzmenge. Dazu ist die Nockenwelle der Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem die Fliehgewichte tragenden Träger gekoppelt. Um das Weiterleiten der Nockenwellenschwingungen und Vibrationen auf den Fliehkraftversteller und damit verbundene Steuerungenauigkeiten zu vermeiden, ist in dem bekannten Drehzahl­ regler ein Schwingungsdämpferglied an der Kupplung zwischen Träger und Nockenwelle angeordnet. Dieses Dämpfungsglied weist eine topf­ förmige Kapsel auf, in deren Inneres jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen des Trägers und zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen eines mit der Nockenwelle fest verbundenen Mitnahmeteils ragen, wobei zwischen den jeweils um 90 Grad zueinander versetzten Klauen je ein Pufferelement, vorzugsweise aus Gummi zum Zweck der Dämpfung angeordnet ist. Während die Klauen des Mitnahmeteils in den geöffneten Teil der topfförmigen Kapsel ragen, sind für die Klauen des auf der anderen Seite der Kapsel anliegenden Trägers Ausnehmungen in Form von Nuten in den Kapselboden einge­ bracht, die zur das Mitnahmeteil führenden Innenbohrung des Kapsel­ bodens hin offen sind. Die Übertragung der Drehbewegung erfolgt somit von den Klauen des Mitnahmeteils, über die Puffer auf die Klauen des Trägers. Dabei kommt es durch die Vibrationen und Schwingungen der Pumpennockenwelle und der relativen Verdrehung der Klauen gegeneinander zu einer Druckschwellbeanspruchung der Puffer­ elemente, die auf die Dämpferkapsel übertragen wird. Die pulsierende Bewegung der elastischen Pufferelemente stützt sich dabei an der Dämpferkapsel ab, wodurch, ausgehend von der Kerbwirkung durch die Radien im Nutengrund Dauerbrüche an der Kapselwand verursacht werden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Drehzahlregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Gestaltung der Ausnehmungen im Kapselboden die hohen Spannungsspitzen am Übergang zwischen dem axialen Ringteil in den radialen Ringteil der Kapsel abgebaut werden können. Dabei ist die Krafteinleitung im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten offenen Nut nicht nur auf den Bereich des Überganges zwischen Kapselboden und Kapselwand beschränkt, sondern durch die mit dem Quersteg geschlossene Nut erfolgt nun auch eine Krafteinleitung in den geschlossenen, versteiften Kapselboden, der nun zusätzlich zu dem radialen Ring Kräfte aufnehmen kann.

Diese Form der Verstärkung der Kapsel hat neben der Beibehaltung der Abmessungen auch den Vorteil, daß auf eine kostenungünstige Materialverstärkung des radialen Ringes der Kapsel verzichtet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Kapsel sind den Ansprüchen 2 und 3 entnehmbar, bei denen durch eine Materialverstärkung an der Kapselwand eine höhere Festigkeit des Ringes erreicht wird. Um auch hier auf eine kostenungünstige Materialverstärkung der gesamten Kapselwand verzichten zu können, werden die genannten Enden gestaucht oder zu einem Kragen gezogen. Bereits diese mit geringem Aufwand verbundenen Maßnahmen bringen eine höhere Festigkeit des radialen Ringes der Kapsel und vermindern somit die Gefahr eines Schadbruchs der Kapsel des Dämpfungsgliedes in Folge der Biege­ schwellbeanspruchung.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen, der Zeichnung und der Beschreibung entnehmbar.

Zeichnung

Vier Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Drehzahl­ regler, die

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1, in dem die Verbindung der Antriebswelle mit dem Fliehkraftregler im Querschnitt dargestellt ist, die

Fig. 3 die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schwingungsdämpferkapsel und die

Fig. 4 bis 6 einzelne Aus­ führungsvarianten des radilalen Ringes der Schwingungsdämpfer­ kapsel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Beschreibung des in der Fig. 1 dargestellten Drehzahlreglers, ist im wesentlichen auf die der Erläuterung der Erfindung dienenden Bauteile beschränkt. Dabei treibt eine in ein Gehäuse 1 des Dreh­ zahlreglers ragende Antriebswelle 3, die die Nockenwelle einer nicht dargestellten, an den Drehzahlregler grenzenden Kraftstoffeinspritz­ pumpe sein kann, einen auf ihr befestigten Fliehkraftversteller 5 an, dessen als Verstellglied dienende Reglermuffe 7, die über vier Winkelhebel 8 mit zwei Fliehgewichten 29 des Fliehkraftverstellers 5 verbunden sind, über einen Bolzen 9 an einem schwenkbaren Regelhebel 11 angreift, dessen anderes Ende mit einer Regelstange 13 der nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe drehbar verbunden ist. Der den Regelhebel 11 und die Reglermuffe 7 verbindende Bolzen 9 ist dabei seinerseits in einem auf einem Führungsbolzen 15 gleit­ verschieblich angeordneten Gleitstein 17 gelagert. Im Regelhebel 11 befindet sich eine Kulissenführung 19 in der ein Kulissenstein 21 angeordnet ist, an den seinerseits ein Lenkhebel 23, der über ein gehäusefestes Lager mit einem, eine vom Fahrer gewünschte Veränderung der Regelstangenstellung übertragenden, Verstellhebel 25 verbunden ist, angreift.

Zur Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle 3 auf den Fliehkraftversteller 5 bei gleichzeitigem Vermeiden der Übertragung von Schwingungen auf den Fliehkraftversteller 5, ist die Antriebs­ welle 3 unter Zwischenschaltung eines Schwingungsdämpfergliedes 27 mit einem zwei Stifte 32 zur Aufnahme zweier Fliegewichte 29 und jeweils einer der Auswärtsbewegung der Fliehgewichte 29 entgegen­ wirkenden Regelfeder 30 des Fliehkraftverstellers 5 aufnehmenden Träger 31 verbunden.

Dazu weist die Antriebswelle 3 an ihrem in das Gehäuse 1 des Dreh­ zahlreglers ragenden Ende eine konusförmige Durchmesserverringerung 33 auf, die in ein Endstück mit gleich­ bleibendem Durchmesser übergeht, auf dem ein Gewinde 35 angeordnet ist. Die Antriebswelle 3 steckt mit ihrem in das Gehäuse 1 ragenden Ende in einem Mitnehmer 37 in Form einer Hülse, der in seinem Inneren ebenfalls eine, der konischen Durchmesserverringerung 33 der Antriebswelle 1 entsprechende Durchmesserverringerung 39 aufweist.

Diese konusförmige Durchmesserverringerung 39 geht an der Stelle ihres kleinsten Durchmessers abrupt wieder in einen größeren Durch­ messer über und bildet dadurch eine Schulter 41 innerhalb des Mit­ nehmers 37. In dem an diese Schulter 41 anschließenden Bereich der Innenwand des Mitnehmers 37 befindet sich eine Zwischenhülse 45, die in Anlage an die Schulter 41 kommt. Diese Zwischenhülse 45 weist in ihrer Innenwandfläche ein Gewinde 49 auf, in das das Gewinde 35 der Antriebswelle 3 geschraubt ist, so daß die Antriebswelle 3 axial gegen den Konus 39 im Mitnehmer 37 verspannt ist und somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebswelle 3 und Mitnehmer 37 entsteht. An dem dem Ende der Antriebswelle 3 abgewandten Ende weist der Mitnehmer 37 auf seinem Außenumfang eine Durchmessererweiterung auf, die über einen Absatz in eine den Mitnehmer 37 begrenzende Scheibe 51 übergeht. Auf der dem Ende der Antriebswelle 3 zugewandten Seite dieser Scheibe 51 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen 53 angeordnet, die unter Zwischenschaltung des Schwingungsdämpfergliedes 27 mit zwei Klauen 55 des Trägers 31 Zusammenwirken, wie in der Fig. 2 dargestellt ist. Diese Klauen 55 sind ebenfalls einander diametral gegenüberliegend an dem zylindrischen Außenumfang des Trägers 31 angeordnet, wobei sie jeweils um 90 Grad zu den die Fliehgewichte 29 des Fliehkraft­ verstellers 5 aufnehmenden Gewindestiften 32 versetzt angeordnet sind. In seinem Inneren weist der Träger 31 eine zentrische Bohrung 59 auf, in der der Mitnehmer 37 über seinen Außenumfang geführt ist, wobei eine die Bohrung 59 auf der dem Mitnehmer 37 abgewandten Seite begrenzende Schulter 61 einen Anschlag bildet, an den die der Scheibe 51 abgewandte Stirnseite 63 des Mitnehmers 37 zur Anlage kommt. (Fig. 1) Zwischen dem Träger 31 und dem darin geführten Mitnehmer 37 ist eine einen Teil des Schwingungsdämpfergliedes 27 bildende topfförmige Kapsel 65 mit einer zylindrischen Kapselwand 75 und einem einstückig mit dieser verbundenen ringförmigen Kapselboden 67 derart angeordnet, daß sie über eine zentrische Bohrung 66 im Kapselboden 67 auf dem Außen­ umfang des Mitnehmers 37 geführt ist, wobei die Klauen 53 des Mit­ nehmers 37 in den offenen Teil der Kapsel 65 und die Klauen 55 des Trägers 31 durch Durchbruche 69 im Kapselboden 67 in den offenen Teil der Kapsel 65 ragen. Der Form dieser die Klauen 55 aufnehmenden Durchbrüche 69 kommt dabei eine besondere Rolle zu, auf die bei der Erläuterung der Fig. 3 näher eingegangen wird.

In der Fig. 2 ist diese das Schwingungsdämpferglied 27 bildende Verbindung zwischen dem Mitnehmer 37 und dem Träger 31 in einem Schnitt durch die Fig. 1 dargestellt. Zwischen den um 90 Grad zueinander versetzten Klauen 55 und 53 sind im Inneren der Kapsel 65 ringsegmentartige Pufferelemente 71, vorzugsweise aus Gummi angeordnet, die die Lage der Klauen 55 und 53 zueinander fixieren und somit eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem fest mit der Antriebswelle 3 verspannten Mitnehmer 37 und dem Träger 31 herstellen.

Die in der Fig. 3 dargestellte Kapsel 65 zeigt die erfindungsgemäße Form der die Klauen 55 aufnehmenden Durchbrüche 69. Diese sind im wesentlichen rechteckig und der Form der Klauen 55 angepaßt. Dabei werden die Durchbrüche 69 radial auswärts liegend von der Kapselwand und radial einwärts liegend von einem Steg des Kapselbodens begrenzt. Der Übergang zwischen seitlicher Begrenzung 73 der Durch­ brüche 69 im Bereich des an die Kapselwand angrenzenden Kapselbodens und radial auswärts liegender Begrenzung erfolgt in Form von Teil­ kreisen, die Ausnehmungen 70 in der sonst geradlinig verlaufenden seitlichen Begrenzung bilden. Die Form der Durchbrüche 69 in Richtung Kapselmitte weist annähernd rechtwinklige Ecken auf.

Durch die Stege ist der Kapselboden 67 versteift, so daß die Kraft­ einleitung während des Betriebs des Drehzahlreglers neben der Kapselwand 75 auch auf den Kapselboden 67 erfolgen kann. Die kreis­ förmigen Ausnehmungen 70 an der radial außen liegenden Begrenzung der Durchbrüche 69 mindern eine an dieser Stelle auftretende Kerb­ wirkung.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Möglichkeiten der Versteifung der Kapsel 65. Dabei ist die Kapselwand 75 in der Fig. 4 mit einem Kragen 77 gestaucht, in der Fig. 5 konisch angestaucht und in der Fig. 6 mit einem Kragen 77 gezogen. Diese wandverstärkenden Maß­ nahmen bringen dabei gegenüber der unverstärkten Kapselwand 75 bereits erhebliche Vorteile hinsichtlich der Dauerfestigkeit der Kapsel 65 des Schwingungsdämpfergliedes 27.

Der erfindungsgemäße Drehzahlregler arbeitet folgendermaßen.

Während des Betriebs der von der zu versorgenden Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffeinspritzpumpe wird die Antriebswelle 3 von dieser in eine der Motordrehzahl proportionale rotierende Bewegung versetzt. Diese Bewegung wird über den Mitnehmer 37 und dessen Klauen 53 über die Pufferelemente 71 innerhalb der Kapsel 65 auf die Klauen 55 des Trägers 31 übertragen. Durch die rotierende Bewegung des die Fliehgewichte 29 aufnehmenden Trägers 31, der einen Teil des Fliehkraftverstellers 5 bildet, werden die Fliehgewichte 29 gegen die Kraft der Regelfedern 30 nach außen gedrückt und verschieben über die Winkelhebel 8 die Reglermuffe 7 in Richtung Antriebswelle 3. Bei feststehendem Verstellhebel 25 und Lenkhebel 23 wird nun der Regelhebel 11 um den Kulissenstein 21 geschwenkt und somit die Regelstange 13 in Richtung weniger Kraftstoffördermenge, d. h. in die von der Antriebswelle 3 abgewandten Richtung verschoben, bis sich ein Gleichgewicht zwischen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und somit des Fliehkraftverstellers 5 und der Stellung der Regelstange 13, die die geförderte Kraftstoffmenge bestimmt, einstellt.

Bei einer durch den Fahrer gewünschten Drehzahländerung wird über den Verstellhebel 25 und den Lenkhebel 23 der Regelhebel 11 ver­ schoben, wobei sich in dieser veränderten Lage des Regelhebels 11 die oben beschriebene Einstellung des Gleichgewichts zwischen Regel­ stangenstellung und Drehzahl erneut wiederholt.

Um dabei eine Übertragung der an der Antriebswelle 3 auftretenden Schwingungen auf den Fliehkraftversteller 5 zu vermeiden, dämpfen die in der Kapsel 65 zwischen den Klauen 55 und 53 angeordneten Pufferelemente 71 während der Kraftübertragung diese Schwingungen.

Dabei kommt es aufgrund der wechselnden Beanspruchungen der Puffer­ elemente 71 zu deren Pulsieren und Verschieben der äußeren Konturen, wobei sich diese Kräfte an der, die Pufferelemente umgebenden Dämpferkapsel 65 abstützen. Durch die erfindungsgemäße Form der, die Klauen 55 des Trägers 31 aufnehmenden, Durchbrüche 69 wird eine Versteifung des Kapselbodens 67 und damit der gesamten Kapsel 65 erreicht, so daß Schadbrüche weitestgehend vermieden werden können.

Claims (4)

1. Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraft­ maschinen mit einem Fliehkraftversteller (5) mit auf einem Träger (31) gelagerten Fliehgewichten (29), die entgegen einer Regelfeder (30) verstellbar sind und deren Stellbewegung auf eine die Förder­ menge der Kraftstoffeinspritzpumpe steuernde Regelstange (13) über­ tragen wird, wobei der Fliehkraftversteller (5) von einer Antriebs­ welle (3) der Kraftstoffeinspritzpumpe angetrieben wird, die mit einem Mitnehmer (37) des Fliehkraftverstellers (5) verbunden ist, der auf der dem Träger (31) des Fliehkraftverstellers (5) zugewandten Seite zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen (53) aufweist, wobei der Träger (31) an seiner dem Mitnehmer (37) zugewandten Stirnseite zwei einander diametral gegenüber liegende Klauen (55) aufweist, zwischen denen und den Klauen (53) des Mit­ nehmers (37) kreissegmentförmig gelagerte Pufferelemente (71) in einer topfförmigen Kapsel (65) angeordnet sind, die eine zylindri­ sche Kapselwand (75) und einen ringförmigen Kapselboden (67) auf­ weist, der mit der Kapselwand einstückig verbunden ist und Ausnehmungen zur Durchführung von Klauen (55, 53) des Trägers (31) oder des Mitnehmers (37) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen dem Querschnitt der jeweiligen Klauen (53, 55) angepaßte Durchbrüche (69) im Kapselboden (67) sind. (Fig. 1, 2).

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselwand (75) an ihrem, dem Kapselboden (67) zugewandten Ende eine konische Anstauchung aufweist. (Fig. 5)

3. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselwand (75) an ihrem dem Kapselboden (67) abgewandten Ende einen nach außen abgewinkelten Kragen (77) aufweist. (Fig. 4, 6)

4. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (69) eine im wesentlichen rechteckige Form haben, auf ihrer einen Seite an die Kapselwand (75) angrenzen und dort kreis­ förmige Übergänge an den Ecken aufweisen. (Fig. 3).