DE543718C

DE543718C - Regelvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE543718C
Application number: DEK108560D
Authority: DE
Original assignee: HANDY GOVERNOR CORP
Current assignee: HANDY GOVERNOR CORP
Priority date: 1928-03-21
Filing date: 1928-03-21
Publication date: 1932-02-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der eine Gemischdrossel durch einen Steuerteil bewegt wird, der vom Unterdruck beeinflußt wird — 5 und eine Scheibe mit Öffnungen aufweist, die eine fortschreitend abnehmende Verkleinerung des Querschnittes der Öffnungen in der Drossel durch Bewegung der Scheibe bewirken.

Gemäß der Erfindung können sich die Öffnungen der Scheibe mit Öffnungen in der Drossel decken und besitzen zwei Seiten, die in der Richtung der Relativbewegung der Scheibe und der Drossel auseinanderlaufen.

Hierdurch wird eine verhältnismäßig rasche Ouerschnittsverkleinerung der Öffnungen bei Bewegung der Scheibe bewirkt. Es kann somit eine nahezu gleichmäßige Motorgeschwindigkeit bei wechselnden Belastungen aufrechterhalten werden. Ferner ist eine sehr gedrängte und vereinfachte Regelvorrichtung geschaffen.

Fernerhin ist die Regelvorrichtung für alle Belastungszustände äußerst empfindlich. Vermöge einer neuen Anordnung von Widerstandsteilen und einer neuen unmittelbaren Abhängigkeit zwischen Scheibe und Triebkolben bewegt sich die Scheibe bei wechselnder Belastung im wesentlichen in gleichem Verhältnis zu der Änderung des Unterdrukkes.

Eines der "Probleme bei der Verbesserung derartiger Regelvorrichtungen liegt in der Raumersparnis. Die neue Vorrichtung mit

3S ihrer Drehscheibe in vorzugsweise unmittelbarer Verbindung mit dem vom Unterdruck beeinflußten Teile bietet eine befriedigende Lösung und ermöglicht die Verwendung verhältnismäßig kurzer Federn, deren Widerstandsenergie ohne ungebührliche Reibung voll ausnutzbar ist. Bei früheren Vorrichtungen war die durch die Bewegung des vom Unterdruck beeinflußten Teiles der Scheibe und der Verbindungen verursachte Reibung ein erheblicher Störungsfaktor. Bei der neuen Einrichtung aber mit ihrem vom Unterdruck beeinflußten Kolben, ihrer ausgeglichenen Scheibe und der unmittelbaren Abhängigkeit letzterer von dem Kolben tritt nur sehr wenig Reibung und Widerstand auf, so daß die Fedem frei die Scheibe in richtiger Lage halten können.

Einer der Hauptvorteile im Betriebe der Regelvorrichtung- ist der, daß mit Ausnahme von Augenblicken, in denen die Belastung am Motor plötzlich aufhört oder einsetzt, die Regelvorrichtung bei allen Belastungen und Hauptdrosseleinstellungen die Motorgeschwindigkeit auf das Maß begrenzt, für das die Regelvorrichtung eingestellt ist, und es unmöglich macht, durch geschickte Handhabung der handverstellten Hauptdrossel die Geschwindigkeit zu überschreiten, auf die die Regelvorrichtung einmal eingestellt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Abb. ι ist ein Aufriß des Erfindungsgegenstandes,

Abb. 2 eine Endansicht,

Abb. 3 ein Längsschnitt,

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Abb. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Abb. ₃₎

Abb. s ein Teilschnittgrundriß der Abb. 4, Abb. 6 eine Darstellung des vom Unterdruck beeinflußten Teiles und der Scheibe, Abb. 7 ein Aufriß eines Drosselsitzes, Abb. 8 ein Querschnitt der Abb. 7, Abb. 9 ein Diagramm, das die Wirkung der Gestaltung des offenen Kanalquerschnittes auf to die Unterdruckverhältnisse bei gleichmäßiger Geschwindigkeit und wechselnder Belastung zeigt; die Ordinaten stellen den Unterdruck dar und die Abszissen die Kolbenbewegung. Abb. 10 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Kolbenbewegung, der auf den Kolben wirkenden Unterdruckkraft und der ihr das Gleichgewicht haltenden Federkraft voneinander darstellt; die Ordinaten bezeichnen die Kraft am Kolben und die Abszissen die Bewegung des Kolbens,

Abb. 11 eine Darstellung einer idealen Kanalform für die Scheibe oder für das Ventilgeschwindigkeitsglied und der bei Bewegung der Scheibe über einen Bogen von 6o° abgesperrten Kanalflächen; der Bogen von 60° ist die Grenze der Bewegung, wenn in der Scheibe drei Kanäle vorgesehen sind,

Abb. 12 eine schematische Darstellung der Lage der neuen Einrichtung relativ zum Anschlußrohre, Vergaser und Handdrossel.

Das Regelglied A und das Kolbenglied B sind die Hauptteile. Das Glied A ist vorzugsweise eine flache Kreisscheibe mit mehreren Öffnungen 1, die zwischen zwei Drosselsitzen C in einem Rundgehäuse".D schwingbar ist. Dieses bildet vorzugsweise ein Stück mit dem zylindrischen Kolbengehäuse E und ragt seitlich davon vor.

Die Drosselsitze C sind vorzugsweise runde Stücke mit verjüngten Teilen 2, die satt in entsprechend verjüngte Teile 3 im Drosselgehäuse D passen. Die Drosselsitze C nehmen vorzugsweise in inneren Öffnungen die Lagerzapfen 4 auf, die von gegenüberliegenden Sei- *5 ten der Scheibe^ vorragen, um die Scheibe ausgeglichen zwischen den Drosselsitzen C zu lagern, so daß sie frei schwingen bzw. zwischen den Drosselsitzen Teildrehungen vollführen kann, wenn der Kolben B unter dem Einfluß eines Unterdruckes bzw. mit ihm zusammenwirkender Widerstände hin und her geht. Vorzugsweise hat jeder Drosselsitz C mehrere Brennstoff öffnungen S, die in Form und Abstand den öffnungen 1 in derScheibe A entsprechen und mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 6 und 7 des Drosselgehäuses D in Verbindung stehen. Die Brennstofföffnungen in den Drosselsitzen sind vorzugsweise abgeschrägt und etwas verdreht, so daß sie eine ^e° Venturiwirkung auf das durch die Scheibe strömende Brenngemisch haben.

Das Drosselgehäuse D ist durch in den Lappen 8 sitzenden Bolzen mit der Gemischleitung zwischen dem Vergaser und der Einlaßhaube des Motors gekuppelt. Die Seitenöffnung 6 des Drosselgehäuses steht in unmittelbarer Verbindung mit der an die Einlaßhaube angeschlossenen Seite des Brennstoffrohres und setzt daher den Kolben B dem Unterdruck aus, der durch den Motor an der Motorseite der Scheibe erzeugt wird.

Das Kolbengehäuse.E hat einen Saugkanal 9, der am einen Ende bei 10 in die Seitenöffnung 6 des Drosselgehäuses mündet und an dem anderen Ende bei 11 in ein Ende des Kolbengehäuses E. Dadurch wird der Kolben B unter den Einfluß des Unterdruckes gestellt, um ihn in einer Richtung zu bewegen, während das andere Ende des Kolbengehäuses zur Außenluft bei α offen ist.

Der Kolben B ist vorzugsweise hohlzylindrisch in dem Gehäuse £ gelagert und hat auf dem größeren Teil seiner Länge eine Zahnstange 12, die mit einer durch eine Seitenöffnung 14 im Kolbengehäuse E ragenden Verzahnung 13 am Rande der Scheibe A kämmt. Um den Eingriff zwischen Zahn stange, und Verzahnung ohne Rücksicht auf eine axiale Drehung des Kolbens stets aufrechtzuerhalten, ist die Zahnstange 12 als Ringzahnstange ausgebildet. Daher wird der Unterdruck an allen Seiten des Kolbens ausgeglichen.

Der Kolben B wird einem Widerstand mehrerer Federn unterworfen, wenn der Unterdruck bei wechselnder Belastung wächst, um dadurch die Bewegung des Kolbens und der Scheibe infolge des Unterdruckes auszugleichen. Hierzu dienen vorzugsweise die Federn 15, 16, 17, i8, 19 von verschiedener Stärke und aufeinanderfolgender Wirkung.

Die Federn 15, 16 bestehen aus demselben Drahte, die Windungen der Feder 15 liegen aber enger aneinander. Diese Doppelfeder 15, 16 lagert an einem Ende an einem Widerlagerkopf 20 einer Stellschraube 21, die in einer Endkappe 22 des Kolbengehäuses E sitzt; die Doppelfeder 15, 16 bildet die Anfangswiderstandsfeder der Federreihe. Die enggewickelte Feder 15 ist ganz zusammengedrückt, wenn sich der Kolben nur ein kurzes Stück bzw. bis zum Punkte P in Abb. 10 bewegt hat. Die Doppelfeder 15, 16 liegt im einen Ende des Kolbens N gegen ein inneres Widerlager 23 des Kolbens, das vorzugsweise hülsenförmig ist und über welches die Feder paßt. Der Innenraum der Hülse dient als Spielraum für eine Federtragstange 24, welche die anderen Federn 17, 18, 19 von verschiedener Stärke und Steigung trägt.

Die Stange 24 trägt auch eine Widerlagerscheibe 25, die entfernbar mit dem abgesetz-

ten oder entsprechend geformten Ende 26 des Kolbens verbunden ist, so daß, wenn der Kolben in einer Richtung gegen die Federn 15, 16 durch den Unterdruck gezogen wird, die Federn 17, 18, 19 am Punkt P¹ aufgefangen werden und ihr Widerstand zu dem der Federn 15 und 16 zugesetzt wird. Bei weiterer Kolbenbewegung wird zuerst die Feder 18 als schwächste und am engsten gewickelte Feder

ίο der zweiten Gruppe 17, 18, 19 ganz zusammengedrückt. Der Kolben steht dann am Punkt P² der Abb. 10. Die Feder 17, die enger gewickelt und schwächer ist als die Feder 19, ist, wenn der Kolben den Punkt P³ in Abb. 10 erreicht hat, ganz zusammengedrückt.

Von diesem Punkte an drückt die weitere Kolbenbewegung die verhältnismäßig steifen Federn 16 und 19 zusammen, was einen verstärkten geradlinigen Widerstand gegen die weitere Bewegung des Kolbens entsprechend der nahezu geradlinigen Unterdruckwirkung auf den Kolben nach Abb. 10 ergibt. Dabei wird die Widerlagerscheibe 25 gegen die Feder 17 gedrückt, diese gegen die Feder 18 und letztere gegen die Feder 19. Die Federtragstange 24 ist in einer Kappe 27 an einem Ende des Kolbengehäuses E einstellbar.
Die Öffnungen in der Scheibe und den Drosselsitzen decken sich gewöhnlich, um eine verhältnismäßig ungehemmte Brennstoffströmung durch die Einlaßleitung zu gestatten. Steigt nun der Unterdruck durch Beschleunigung des Motors, so bewegt der vom Unterdruck beeinflußte Kolben sofort die Scheibe, um den Querschnitt aller Öffnungen gleichförmig abzusperren. Die Öffnungen in der Scheibe und den Drosselsitzen sind im wesentlichen von der Scheibenachse her erweitert. Daher haben die Öffnungen eine verhältnismäßig lange Wander und eine verhältnismäßig kurze radiale Wand y, die durch eine Bogenwands verbunden sind, welche quer exzentrisch zur Achse der Scheibe ist.

Die Anordnung zwischen den zusammenlaufenden Seitenwänden y und ζ der Scheibe ist so, daß eine rasche Verminderung im Querschnitt der Öffnungen bewirkt wird, wenn der Kolben B die Scheibe A in Pfeilrichtung (Abb. 3) bewegt. Die fortgesetzte Bewegung der Scheibe nach ihrer Schlußlage hin sperrt einen fortschreitend sich verkleinernden Querschnitt der Öffnung ab. Wenn der Unterdruck unter dem Einfluß steigender Motorgeschwindigkeit zu wachsen sucht, dreht der Kolben B selbsttätig die Scheibe A, wodurch der Öffnungsquerschnitt verringert und so eine wesentlich gleichmäßige Motorgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Andererseits wird, wenn die Belastung gesteigert und die Handdrossel M geöffnet wird, der Unterdruck verringert; die Federn bewegen den Kolben zurück und die Scheibe A in oder gegen die Offenlage, so daß die Öffnungen ganz oder teilweise so weit freigelegt werden, daß die Motorgeschwindigkeit aufrechterhalten werden kann.

Die genaue Form der Öffnungen kann bei verschiedenen Typen schwanken, doch ist ein unterscheidendes Merkmal dieser Öffnungen, daß zwei zusammenlaufende Seiten derselben mit einer festen Seite im Drosselsitz zusammenwirken, oder umgekehrt, so daß eine bestimmte Anfangsbewegung der Scheibe eine sehr beträchtliche Verkleinerung des Öffnungsquerschnittes bewirkt, während jede gleiche fortgesetzte gleichförmige Bewegung der Scheibe einen fortschreitend kleineren Teil des Öffnungsquerschnittes absperrt.

Die Drosselwirkung der Scheibe^ ist folgende:

Bei offener Hauptdrossel genügt der Unterdruck im Brennstoffkanal stromabwärts von der Scheibe nicht, um den Kolben zu bewegen, bis die bestimmte Motorgeschwindigkeit, auf die die Regelvorrichtung eingestellt ist, ungefähr erreicht ist, worauf die Scheibe bei rasch anwachsendem Unterdruck in die Schlußlage bewegt wird. Das teilweise Schließen der Hauptdrossel bei Teilbelastung des Motors bewirkt einen solchen Anstieg im Unterdruck vor Erreichung der vorher bestimmten Geschwindigkeit des Motors, daß der Kolben die Scheibe nach der Schlußlage zu, stets aber in eine Lage bewegt, in der der freigelegte Teil der Öffnung oder der Öffnungen, mit denen die Scheibe zusammenwirkt, wesentlich ebenso groß wie der offene Querschnitt um die Hauptdrossel M herum ist, bis die vorherbestimmte Geschwindigkeit erreicht ist, für die die Regelvorrichtung eingestellt ist.

Abb. 11 veranschaulicht z. B. die Möglichkeiten der Erfindung unter Darstellung der Idealform der Öffnung in der Scheibe und den Drosselsitzen, die eine wesentlich gerade Unterdrucklinie ergeben würde, die durch eine einzige Feder ausgeglichen werden könnte. Da aber eine Scheibe mit solcher Idealöffnung einen praktisch zu großen Durchmesser der Vorrichtung für manche Kraftwagentypen ergeben würde, so ist die Einrichtung nach den anderen Abbildungen bevorzugt.

Die Verwendung einer Drehscheibe mit mehreren radial angeordneten Öffnungen ergibt eine bessere und gleichförmigere Verteilung des Brenngemisches in der Einlaßleitung. Auch wird durch diese Konstruktion die Lage der Scheibe gegen den Anprall des Gemisches und den Unterdruck ausgeglichen. Die Venturidrosselsitze unterstützen ebenso erheblich die Bewegung des Brenngemisches durch den Einlaßkanal und bewirken eine vollkomme-

nere Zerstäubung der Mischung und damit eine bessere Vergasung.

Claims

Patentansprüche:

i. Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der eine Gemischdrossel durch einen Steuerteil bewegt wird, der vom Unterdruck beeinflußt wird und eine Scheibe mit Öffnungen aufweist, die eine fortschreitend abnehmende Verkleinerung des Querschnittes der Öffnungen in der Drossel bei Bewegung der Scheibe bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (i) der Scheibe (A) sich mit Öffnungen (5) in der Drossel (C, C) decken können und zwei Seiten (x, y) besitzen, die in der Richtung der Relativbewegung der Scheibe und der Drossel auseinanderlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Steuerteil ein Kolben ist, der auf der einen Seite dem Druck in der Gemischzuführleitung, auf der anderen Seite dem Luftdruck unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Reihe nach zusammendrückbarer Federn (15 bis 18) vorhanden ist, um den Kolben (B) einem verstärkt anwachsenden Widerstand bei einer durch den Unterdruck hervorgerufenen Bewegung zu unterwerfen.

.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen