DE4443319C2 - Steuervorrichtung mit elektrischem Drehwinkelgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine, mit einem Regulier- oder Steuerhebel und einem elektrischen Drehwin­ kelgeber, der koaxial zur Drehachse des Regulierhebels angeordnet und durch eine Kupplung mit dem Regulierhebel verbunden ist.

In Baumaschinen oder anderen Maschinen und Aggregaten, die durch Dieselmotoren betrieben werden, wird üblicherweise die Kraftstoffzumeßeinrichtung der Einspritzpumpe mit Hilfe eines von Hand zu betätigenden Regulierhebels mit Reibge­ sperre und einem daran angeschlossenen Zugseil zur Über­ tragung der Stellbewegung gesteuert. Bei elektronisch gere­ gelten Einspritzanlagen oder anderen von der Drehzahl des Motors abhängigen, elektronisch gesteuerten Funktionen wird daneben ein Stellwertgeber benötigt, der die jeweils gewählte Stellung der Kraftstoffzumeßeinrichtung in Form eines elektrisch verarbeitbaren Signals erfaßt.

Bei einer aus der DE 34 11 456 A1 bekannten Steuervorrich­ tung der eingangs genannten Art ist in einem topfförmigen Gebergehäuse eine Geberwelle eingesetzt, die an einem Auf­ nahmekörper jeweils ein Ende zweier Rückstellfedern auf­ nimmt, welche ebenfalls im Gebergehäuse eingesetzt und mit ihren Ende zum Gebergehäuse festgelegt sind. Ein Potentio­ meter mit Schaltkontakten und mit einem auf das eine Ende der Geberwelle aufgesetzten Schleifer ist durch einen Gehäusedeckel von dem Innenraum des Gebergehäuses getrennt, indem die Rückstellfedern und die mechanischen Elemente des Drehwinkelgebers angeordnet sind. An dem anderen aus dem Gebergehäuse herausragenden Ende der Geberwelle ist ein Betätigungshebel befestigt, der vom Gaspedal eines Kraft­ fahrzeugs zu betätigen ist. Um bei der Betätigung des Dreh­ winkelgebers durch das Gaspedal das sogenannte Pedalschwim­ men zu verhindern, ist in dem Gebergehäuse eine Reibkupp­ lung vorgesehen, durch die eine Krafthysterese beim Drehen der Geberwelle erzeugt wird. Der bekannte Drehwinkelgeber ist nicht zur selbsttätigen Aufrechterhaltung einer gewähl­ ten Steuerstellung geeignet, sondern wird beim Loslassen des Gaspedals mit Hilfe der Rückstellfedern jeweils in seine Grundstellung zurückbewegt. Der Drehwinkelgeber erfordert weiterhin ein in seinen Abmessungen an das Geber­ gehäuse und die Geberwelle angepaßtes Potentiometer und eignet sich nicht für bekannte, marktgängige Potentiometer­ bauformen, die eine eigene Potentiometerwelle haben.

Aus der DE 81 35 751 U1 ist es bekannt, bei Kraftstoff­ einspritzpumpen, insbesondere bei Verteilerpumpen, die Kraftstoffmenge mit einem Drehmagnetstellwerk einzustellen. Zur Steuerung des Drehmagnetstellwerks dient ein Steuerge­ rät, das von verschiedenen Betriebsparametern entsprechen­ den Signalen, wie Temperatur, Last und dergleichen beauf­ schlagt ist. Um die jeweils eingestellte Kraftstoffmenge zu erfassen ist ein Potentiometer-Winkelgeber vorgesehen, der die Winkelstellung der Steuerwelle des Drehmagnetstellwerks erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein­ fach im Aufbau und kostengünstig in der Herstellung ist, sich für die Verwendung von Potentiometern bekannter Bauart eignet und bei der der Regulier- oder Steuerhebel in der jeweiligen Stellung feststellbar ist. Weiterhin soll eine einfache Montage und eine genaue Einstellung des elektrischen Dreh­ winkelgebers möglich sein und der elektrische Drehwinkelge­ ber soll gegen äußere Einflüsse geschützt und unempfindlich angeordnet sein. Schließlich soll die Steuervorrichtung die Möglichkeit bieten, die an dem Regulierhebel eingeleitete Steuerbewegung mechanisch über ein Zugseil, insbesondere auf eine Kraftstoffzumeßeinrichtung, zu übertragen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Regulierhebel an einer in einer Bohrung in einem Gehäuse drehbar gelagerten Betätigungsscheibe befestigt ist, die in axialer Richtung zur Bildung eines in der jeweiligen Stel­ lung feststellbaren Reibgesperres mit einer gehäusefesten Anschlagfläche verspannt ist, daß durch die Bohrung im Gehäuse eine Kammer gebildet ist, in der der Dreh­ winkelgeber und das Reibgesperre angeordnet sind und die durch die Betätigungsscheibe nach außen verschlossen ist, daß in der Bohrung eine Mitnehmerscheibe drehbar gelagert ist und durch getrennte Kupplungen mit dem Drehwinkelgeber und der Betätigungsscheibe gekuppelt ist und daß das Betä­ tigungsende eines Zugseils zur Übertragung der Steuer­ bewegung an der Mitnehmerscheibe befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht eine kom­ binierte mechanische und elektrische Steuerung einer Kraft­ stoffzumeßeinrichtung, wobei sie von der Bauart der jewei­ ligen Kraftstoffzumeßeinrichtung unabhängig ist. Die Steu­ ervorrichtung eignet sich daher für ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten und Einbausituationen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Drehwinkelgeber eine Welle mit einem sich radial erstreckenden Arm hat, der durch die Kraft einer vorgespannten Torsionsfeder in Anlage an einer Anschlagnase der Mitnehmerscheibe gehalten wird. Diese Aus­ gestaltung der Kupplung zwischen Drehwinkelgeber und Mit­ nehmerscheibe gleicht Zentrierfehler aus und ermöglicht eine genaue, spielfreie Übertragung einer Drehwinkelände­ rung der Mitnehmerscheibe an den Drehwinkelgeber. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Betätigungsende des Zugseils ebenfalls an der Mitnehmerscheibe befestigt ist.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Drehwinkel der Mitnehmerscheibe oder der Betätigungsscheibe durch Anschläge auf einen dem Stellweg, beispielsweise der Kraftstoffzumeßeinrichtung, der Einspritzpumpe entsprechen­ den Wert begrenzt ist. Hierdurch wird eine Übersteuerung, beispielsweise einer mit Hilfe des Regulierhebels betätig­ baren Kraftstoffzumeßeinrichtung, vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungs­ beispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 einen Radialschnitt durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch das Gehäuse der Steuer­ vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Axialschnitt durch das Gehäuse eines weite­ ren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Die dargestellte Steuervorrichtung weist ein quaderförmiges Gehäuse 1 mit einer zentralen, abgestuften Bohrung 2 auf, die einseitig durch einen Boden 3 verschlossen ist. An dem Boden 3 ist mittels Schrauben 4 ein als Potentiometer aus­ gebildeter Drehwinkelgeber 5 befestigt. An der konzentrisch zur Bohrung 2 angeordneten Welle 6 des Drehwinkelgebers 5 ist ein sich in radialer Richtung erstreckender Arm 7 befestigt, der an einer Anschlägnase 8 einer Mitnehmer­ scheibe 9 anliegt. Die Mitnehmerscheibe 9 ist in der Boh­ rung 2 drehbar gelagert und wird durch eine Stufe 10 der Bohrung 2 und einen Sicherungsring 11 in axialer Richtung positioniert. An der Mitnehmerscheibe 9 ist eine Klemme 12 zum Befestigen eines Zugseils 13 angebracht, das durch eine Querbohrung 14 in die Bohrung 2 einführbar ist. In der äußeren Öffnung der Bohrung 2 ist eine Betätigungsscheibe 15 drehbar gelagert. Die Betätigungsscheibe 15 wird in axi­ aler Richtung durch ein Paket aus Paßscheiben und Druck­ federn, die an dem Sicherungsring 11 abgestützt sind, gegen die Innenseite eines Deckels 17 gedrückt, der dem Gehäuse 1 mittels Schrauben 18 befestigt ist und den Rand der Bohrung 2 übergreift. An der Betätigungsscheibe 15 ist auf der Außenseite ein Regulierhebel 19 befestigt. Auf ihrer Innen­ seite weist die Betätigungsscheibe 15 zwei Bolzen 20 auf, die in radiale Schlitze in der Mitnehmerscheibe 9 ein­ greifen und dadurch die Mitnehmerscheibe 9 mit der Betätigungsscheibe 15 drehfest verbinden.

Um den Drehwinkel der Mitnehmerscheibe 9 auf einen vorgege­ benen Wert zu begrenzen, weist die Mitnehmerscheibe 9 eine Umfangsausnehmung 21 auf, die durch einen in Richtung auf den Boden 3 gekröpften Abschnitt gebildet ist. In der Um­ fangsausnehmung 21 sind in der Stufe 10 des Gehäuses 1. An­ schlagstifte 22 angeordnet. Durch die vorbestimmte Position der Anschlagstifte 22 wird die Größe des Drehwinkels der Mitnehmerscheibe 9 bestimmt. In dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel beträgt der Drehwinkel 90°.

Durch Änderung der Dicke des Pakets 16 aus Paßscheiben und Druckfedern kann die Anpreßkraft der Druckfedern und damit die Reibkraft verändert werden, durch die die Betä­ tigungsscheibe 15 entgegen vorhandener Rückstellkräfte in der jeweils eingestellten Position gehalten wird. Durch Entfernen einzelner Paßscheiben läßt sich beispielsweise die Dicke des Paketes und damit die Reibkraft verringern. Dies kann auf einfache Weise durch Entfernen des Deckels 17 und der Betätigungsscheibe 15 erfolgen.

Die Grundeinstellung des elektrischen Widerstandes des Drehwinkelgebers 5 läßt sich nach dem Abnehmen des Deckels 17 und der Betätigungsscheibe 15 ebenfalls verän­ dern, indem nach Lösen der durch eine Öffnung in der Mit­ nehmerscheibe 9 zugänglichen Schrauben 4 das Gehäuse des Drehwinkelgebers 5 verdreht wird.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge­ stellt. Bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels werden für Bauteile, die denen des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 und 2 entsprechen, die gleichen Bezugsziffern verwendet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Gehäuse 1 aus zwei Teilen, einem Bodenteil 23 und einem Deckel­ teil 24 zusammengesetzt. Die Teilungsfuge 25 zwischen beiden Gehäuseteilen liegt in einer radialen Ebene in Bezug auf die Drehachse des Regulierhebels 19. Das Boden­ teil 23 und das Deckelteil 24 sind durch nicht darge­ stellte Schrauben miteinander verbunden, die gemeinsame Durchgangsbohrungen 26 durchgreifen und in ein Trägerbau­ teil einschraubbar sind, an dem das Gehäuse 1 befestigbar ist. An dem Bodenteil 23 ist der Drehwinkelgeber 5 befe­ stigt. Sein Arm 7 liegt an der etwa in einem Winkel von 45° aus der Ebene der Mitnehmerscheibe 9 abgebogenen Anschlagnase 8 an. Zur Lagerung der Mitnehmerscheibe 9 weist das Bodenteil 23 eine Aussparung 27 auf, die an die Teilungsfuge 25 angrenzt. Die Aussparung 27 wird von dem Deckelteil 24 überdeckt, so daß die Mitnehmerscheibe 9 formschlüssig zwischen dem Bodenteil 23 und dem Deckel­ teil 24 gehalten ist. Die Mitnehmerscheibe 9 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 durch Stifte 20 mit der Betätigungsscheibe 15 gekuppelt, die in der Bohrung 2 des Deckelteils 24 gelagert ist und von dem an dem Sicherungsring 11 abgestützten Paket 16 aus Paß­ scheiben und Druckfedern an einen in die Bohrung 2 hin­ einragenden Bund 28 des Deckelteils 24 angedrückt wird.

Der Regulierhebel 19 ist an der Betätigungsscheibe 15 mittels einer zentralen aus einer Schraube 29, einer Mut­ ter 30 und einer Distanzscheibe 31 bestehenden Schrauben­ verbindung befestigt. Zur Übertragung der Drehkraft ist weiterhin am radial äußeren Rand der Betätigungsscheibe ein Stift 32 vorgesehen, der in Bohrungen in der Betä­ tigungsscheibe 15 und im Regulierhebel 19 eingepreßt ist. Zwischen der Betätigungsscheibe 15 und dem Regulierhebel 19 befindet sich der Stift 32 in einer sektorförmigen Ausnehmung 33 in dem Bund 28. Durch die Umfangslänge der Ausnehmung 33 wird der Schwenkwinkel des Regulierhebels 19 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.

Claims (6)

1. Steuervorrichtung, insbesondere für eine Kraftstoffein­ spritzpumpe einer Brennkraftmaschine, mit einem Regu­ lierhebel und einem elektrischen Drehwinkelgeber (5), der koaxial zur Drehachse des Regulierhebels (19) ange­ ordnet und durch eine Kupplung mit dem Regulierhebel (19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierhebel (19) an einer in einer Bohrung (2) in einem Gehäuse (1) drehbar gelagerten Betätigungsscheibe (15) befestigt ist, die in axialer Richtung zur Bildung eines in der jeweiligen Stellung feststellbaren Reibge­ sperres (16) mit einer gehäusefesten Anschlagfläche (17) verspannt ist, daß durch die Bohrung (2) im Gehäuse (1) eine Kammer gebildet ist, in der der Dreh­ winkelgeber (5) und das Reibgesperre (16) angeordnet sind und die durch die Betätigungsscheibe (15) nach außen verschlossen ist, daß in der Bohrung (2) eine Mitnehmerscheibe (9) drehbar gelagert ist und durch eine getrennte Kupplung mit dem Drehwinkelgeber (5) und der Betätigungsscheibe (15) gekuppelt ist und daß das Betätigungsende eines Zugseils (13) zur Übertragung der Steuerbewegung, insbesondere auf eine einstellbare Kraftstoffzumeßeinrichtung, an der Mitnehmerscheibe (9) befestigt ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehwinkelgeber (5) eine Welle mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Arm (7) auf­ weist, der durch die Kraft einer vorgespannten Torsi­ onsfeder in Anlage an einer Anschlagnase (8) der Mit­ nehmerscheibe (9) gehalten wird.

3. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel der Mitnehmerscheibe (9) oder der Betätigungsscheibe (15) durch Anschläge (22) auf einen dem vorgesehenen Stell­ weg entsprechenden Weg begrenzt ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem Bodenteil (23) und einem Deckelteil (24) besteht und daß die Mitnehmerscheibe (15) in einer an die Tei­ lungsfuge (25) zwischen dem Bodenteil (23) und dem Deckelteil (24) angrenzenden Aussparung (27) gelagert ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierhebel (19) durch einen Stift (32) mit dem Randbereich der Betäti­ gungsscheibe (15) drehfest verbunden ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stift (32) in eine sektorförmige Ausnehmung (33) im Deckel (17) oder einem Bund (28) des Deckelteils (24) eingreift derart, daß die Umfangslänge der Ausnehmung (33) den Schwenkwinkel des Regu­ lierhebels (19) begrenzt.