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Diese Erfindung betrifft eine Regleranordnung für einen Verbrennungsmotor.
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In einem Dieselverbrennungsmotor ist es üblich, daß ein Dosierventil bereitgestellt wird, um die
Menge an Kraftstoff zu steuern, die den Einspritzventilen des Motors zugeführt wird, wobei ein derartiges
Dosierventil unter dem Einfluß einer Regleranordnung funktionsfähig ist.
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Fig. 1 veranschaulicht eine Regleranordnung, in der Gewichte 1 drehbar mit Bezugnahme auf eine
Welle 2 montiert sind, die angeordnet ist, damit sie mit einer Drehzahl in Verbindung mit der
Motordrehzahl gedreht wird. Die Gewichte 1 sind so angeordnet, daß sie mit einer Druckbuchse 3
zusammenwirken, so daß bei Drehung der Welle 2 die Gewichte 1 dazu neigen, daß sie sich nach außen
bewegen, wobei die Druckbuchse 3 in einer axialen Richtung mit Bezugnahme auf die Welle 2 gedrückt
wird, wobei zwischen den Gewichten 1 und der Druckbuchse 3 eine Unterlegscheibe 9 vorhanden ist.
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Die Druckbuchse 3 kommt mit einem Hebel 4 in Eingriff, der mittels einer Reglerfeder 5
vorgespannt wird, um der Bewegung der Druckbuchse 3 durch die Gewichte 1 entgegenzuwirken. Der
Hebel 4 ist mit einem Dosierventil 6 mittels einer geeigneten Kupplungsanordnung 7 gekuppelt, so daß die
Bewegung des Hebels 4 zu einer Öffnungs- oder Schließbewegung des Dosierventils 6 führt.
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Bei Anwendung werden die Gewichte 1 bei einer speziellen Motordrehzahl eine vorgegebene
Position einnehmen, was dazu führt, daß die Druckbuchse 3, der Hebel 4 und daher das Dosierventil 6
vorgegebene Positionen einnehmen. Wenn sich die Motordrehzahl verändert, werden sich die Positionen
der Gewichte 1 ebenfalls verändern, wodurch eine Veränderung bei der Einstellung des Dosierventils 6
bewirkt wird.
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Die Unterlegscheibe 9 wird zwischen den Gewichten 1 und der Druckbuchse 3 bereitgestellt, um
den Verschleiß dazwischen zu minimieren, wobei sich die Unterlegscheibe 9 mit Bezugnahme auf sowohl
die Gewichte 1 als auch die Druckbuchse 3 ungehindert drehen kann. Es wurde ermittelt, daß die
Unterlegscheibe 9 dazu neigt, eher stationär zu bleiben, als daß sie sich mit den Gewichten 1 dreht, was
dazu fuhrt, daß der meiste Verschleiß zwischen den Gewichten 1 und der Unterlegscheibe 9 auftritt, wobei
der Verschleiß der Gewichte 1 dazu führt, daß sich die Kenndaten der Regleranordnung verändern. Es wird
erkannt, daß, wenn sich die Unterlegscheibe 9 nicht dreht, die Drehung der Gewichte 1 so ist, daß die
Reibungskräfte zwischen der Unterlegscheibe 9 und den Gewichten 1 relativ klein sind; folglich bewirken
relativ kleine Veränderungen bei der Drehzahl der Welle 2 eine Veränderung der radialen Positionen der
Gewichte 1.
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Es wurde außerdem ermittelt, daß die Unterlegscheibe 9 gelegentlich rutscht und sich mit den
Gewichten 1 zu drehen beginnt. Wenn eine derartige Bewegung der Unterlegscheibe 9 auftritt, wird die
Verringerung der relativen Drehzahl der Unterlegscheibe 9 mit Bezugnahme auf die Gewichte 1 zu einer
Erhöhung der Reibungskräfte dazwischen führen. Die radiale Bewegung der Gewichte 1 neigt dazu, daß sie
plötzlich auftritt, wenn die Reibungskräfte überwunden werden, eher als daß das gleichmäßig erfolgt, wie in
dem Fall, wo sich die Unterlegscheibe nicht mit den Gewichten 1 dreht. Eine derartige ruckartige
Bewegung der Gewichte 1 wird mittels der Druckbuchse 3, des Hebels 4 und der Kupplungsanordnung 7
auf das Dosierventil 6 übertragen.
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Als Hintergrund der vorliegenden Erfindung offenbart das US 3199499 eine Regleranordnung für
einen Verbrennungsmotor, die eine Vielzahl von Gewichten umfaßt, die mit einer Antriebswelle drehbar
sind, und die mit Bezugnahme auf die Antriebswelle drehbar sind. Die Gewichte sind so angeordnet, daß sie
mit einer Druckplatte in Eingriff kommen, die zwischen den Gewichten und einer rohrförmigen
Reglerbuchse angeordnet ist, so daß die Drehbewegung der Gewichte zur axialen Bewegung der
Druckplatte und der Reglerbuchse führt. Die Druckplatte wird durch ein Druckkugellager getragen, das
dazu dient, die Drehbewegung zwischen der Druckplatte und der Reglerbuchse zu begünstigen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Regleranordnung bereitgestellt, die aufweist:
eine Vielzahl von Gewichten, die mit Bezugnahme auf eine und mit einer drehbaren Welle drehbar sind,
wobei die Gewichte so angeordnet sind, daß sie mit einer Unterlegscheibe in Eingriff kommen, die
zwischen den Gewichten und einer Druckbuchse angeordnet ist, so daß die Drehbewegung der Gewichte zu
einer axialen Bewegung der Unterlegscheibe und der Druckbuchse führt; eine Lagereinrichtung, um die
Drehbewegung zwischen der Unterlegscheibe und der Druckbuchse zu begünstigen; und eine
Antriebsanordnung zusätzlich zu den Gewichten, die so angeordnet ist, daß eine Rotationsbewegung der
Unterlegscheibe mit Bezugnahme auf die Druckbuchse bei Beginn der Drehung der Welle begünstigt wird.
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Die Bereitstellung der Lagereinrichtung verringert das Risiko, daß die Unterlegscheibe
dahingehend tendiert, stationär zu bleiben, aber gelegentlich sich mit den Gewichten zu drehen.
Die Bereitstellung der Antriebsanordnung verringert außerdem das Risiko, daß die
Unterlegscheibe stationär bleibt.
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Die Antriebsanordnung weist aus Gründen der Zweckmäßigkeit ein ringförmiges Element auf, das
so angeordnet ist, daß es sich mit der Antriebswelle dreht, wobei die Unterlegscheibe so angeordnet ist, daß
sie mit dem ringförmigen Element in Eingriff kommt, wenn die Antriebswelle stationär ist, und wenn sich
die Antriebswelle mit einer Drehzahl dreht, die kleiner ist als die niedrigste Drehzahl, bei der die Bewegung
der Gewichte eine axiale Bewegung der Druckbuchse bewirkt. Das ringförmige Element weist aus Gründen
der Zweckmäßigkeit einen Gummiring oder einen Ring aus einem Material auf, das gummiartige Qualitäten
aufweist. Alternativ kann das ringförmige Element einen oder mehrere Zähne umfassen, die so angeordnet
sind, daß sie in entsprechenden Aussparungen in der Unterlegscheibe in Eigriff kommen, wenn die
Unterlegscheibe durch das ringförmige Element angetrieben werden soll.
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Aus Gründen der Zweckmäßigkeit weist die Lagereinrichtung eine hydrodynamische
Lageranordnung auf.
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Die Erfindung wird außerdem als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, bei denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile kennzeichnen, und die zeigen:
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Fig. 1 eine zeichnerische Veranschaulichung einer Regleranordnung;
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Fig. 2 eine zeichnerische Darstellung eines Teils einer Regleranordnung, die eine Ausführung der
Erfindung bildet;
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Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A in Fig. 2; und
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Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Druckbuchse aus der in Fig. 2 und 3
veranschaulichten Ausführung.
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Die Teile einer Regleranordnung, die in Fig. 2 bis 4 veranschaulicht wird, sind für eine
Verwendung in einer Regleranordnung der Ausführung gedacht, die in Fig. 1 veranschaulicht wird. Wie in
Fig. 2 veranschaulicht wird, weist die Regleranordnung auf eine Antriebswelle 2, die so angeordnet ist, daß
sie sich mit einer Drehzahl in Verbindung mit der Motordrehzahl dreht; ein Gehäuse 8, das mit der
Antriebswelle 2 verkeilt ist, um sich damit zu drehen, wobei das Gehäuse 8 axial mit Bezugnahme auf die
Antriebswelle 2 befestigt ist. Eine Vielzahl von Gewichten 1 ist innerhalb des Gehäuses 8 montiert, wobei
jedes Gewicht 1 einen Bereich 1a aufweist, der so angeordnet ist, daß er mit dem Gehäuse 8 in Eingriff
kommt, damit sich die Gewichte 1 mit Bezugnahme auf das Gehäuse 8 drehen. Die Gewichte 1 sind so
angeordnet, daß sie sich mit dem Gehäuse 8 drehen können. Jedes Gewicht 1 weist außerdem einen Fuß 1b
auf, der mit einer Fläche einer Druckscheibe 9 in Eingriff kommen kann, die die Antriebswelle 2 umgibt.
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Die Regleranordnung weist außerdem eine Druckbuchse 3 auf, die in der axialen Richtung der
Antriebswelle 2 beweglich ist, wobei die Druckbuchse 3 die Antriebswelle 2 umgibt. Wie in der in Fig. 1
veranschaulichten Anordnung ist die Druckbuchse 3 so angeordnet, daß sie mit einem Hebel 4 in Eingriff
kommt, der mittels einer Reglerfeder 5 vorgespannt wird, um die Druckbuchse 3 nach links zu drücken, wie
in Fig. 2 gezeigt wird. Der Eingriff der Druckbuchse 3 mit dem Hebel 4 begrenzt außerdem die
Rotationsbewegung der Druckbuchse 3. Wie in Fig. 2 veranschaulicht wird, ist die Druckscheibe 9
zwischen den Füßen 1b der Gewichte 1 und einem freien Endbereich der Druckbuchse 3 angeordnet.
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Die Antriebswelle 2 ist mit einer Ringnut versehen, in der ein Gummiring 10 eingesetzt ist. Die
Nut ist so positioniert, daß, wenn die Antriebswelle 2 stationär ist und die Gewichte 1 ihre innerste Position
infolge dessen einnehmen, daß die Druckbuchse 3 in ihre äußerste linke Position mittels der Feder 5
getrieben wird, die Druckscheibe 9 zwischen dem Ring 10 und dem freien Ende der Druckbuchse 3
eingeschlossen wird. Bei Drehung der Antriebswelle 2 wird veranlaßt, daß sich die Unterlegscheibe 9 mit
der Antriebswelle 2 infolge des Eingriffs zwischen der Unterlegscheibe 9 und dem Ring 10 dreht. Wenn die
Drehzahl der Antriebswelle 2 erhöht wird, wird eine Drehzahl erreicht, über die hinaus die Gewichte 1 dazu
neigen, sich nach außen zu drehen, wobei deren Bereich 1a in Kontakt mit dem Gehäuse 8 bleibt, so daß
eine derartige Drehbewegung der Gewichte 1 die Füße 1b mit der Unterlegscheibe 9 in Kontakt bringt,
wobei der Eingriff zwischen den Gewichten 1 und der Unterlegscheibe 9 gegen die Kraft wirkt, die die
Unterlegscheibe 9 mit dem Ring 10 in Eingriff drückt. Es wird erkannt werden, daß eine weitere Bewegung
der Gewichte 1 zu einer axialen Bewegung der Unterlegscheibe 9 führt, um den Eingriff zwischen der
Unterlegscheibe 9 und dem Ring 10 zu unterbrechen.
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Fig. 3 ist eine Darstellung des Endes der Druckbuchse 3, wobei Fig. 4 eine perspektivische
Darstellung des Teils des Endes der Druckbuchse 3 ist. Wie in Fig. 3 und 4 veranschaulicht wird, umfaßt
das Ende der Druckbuchse eine ringförmige erhabene Fläche 11, und radial nach innen von der Fläche 11
ist eine Vielzahl von geneigten Flächen 12 vorhanden, wobei jede der geneigten Flächen 12 von den
restlichen Flächen 12 durch entsprechende Nuten 13 beabstandet ist.
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Bei Benutzung ist die Regleranordnung innerhalb eines Gehäuses vorhanden, das einen Kraftstoff
mit relativ niedrigem Druck enthält. Bei Drehung der Antriebswelle 2 neigt der Kraftstoff, der zwischen der
Antriebswelle 2 und der Druckbuchse 3 vorhanden ist, dazu, sich radial nach außen in die Nuten 13 und auf
die geneigten Flächen 12 zu bewegen. Die Drehung der Unterlegscheibe 9 mit Bezugnahme auf das Ende
der Druckbuchse 3 neigt dazu, den Kraftstoff aus den Nuten 13 auf den geneigten Flächen 12 nach oben zu
ziehen, und, da die Trennung der Unterlegscheibe 9 von den geneigten Flächen 12 nicht gleichmäßig ist,
wobei sie sich in der Richtung der Drehung der Unterlegscheibe 9 verringert, nimmt der Druck des
Kraftstoffes zu. Ein derartiger Druckanstieg führt dazu, daß die Tendenz besteht, daß die Unterlegscheibe 9
durch den Kraftstoff vom Ende der Druckbuchse 3 weg gehalten wird, wodurch ein hydrodynamisches
Lager gebildet wird. Bei normaler Betriebsdrehzahl neigt eine derartige hydrodynamische Schmierung
zwischen der Unterlegscheibe 9 und dem Ende der Druckbuchse 3 dazu, die Drehung der Unterlegscheibe 9
mit Bezugnahme auf die Druckbuchse 3 beizubehalten.
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Es wird erkannt, daß, obgleich die Schmierung zwischen der Unterlegscheibe 9 und der
Druckbuchse 3 verbessert wird, eine Reibung dennoch vorhanden ist, und daß daher Kräfte vorhanden sind,
die zur Verringerung der Drehzahl der Unterlegscheibe 9 tendieren, wobei jene Kräfte geringer sind als die
Reibungskräfte zwischen den Füßen der Gewichte 1 und der Unterlegscheibe 9. Derartige Reibungskräfte
führen dazu, daß sich die Unterlegscheibe 9 mit einer Drehzahl dreht, die etwas langsamer ist als die
Drehzahl der Gewichte 1. Das geringe Maß der relativen Drehung zwischen der Unterlegscheibe 9 und den
Gewichten ist darin vorteilhaft, daß der Verschleiß, der an der Unterlegscheibe 9 auftritt, eher gleichmäßig
um die Unterlegscheibe 9 herum verteilt wird, als daß er auf relativ kleine Flächen begrenzt wird. Es wurde
ermittelt, daß eine relative Drehzahl von annähernd 1 Umdrehung pro Minute zu verzeichnen ist.
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Die Bereitstellung der erhabenen Fläche 11, die die geneigten Flächen 12 und die Nuten 13
umgibt, schützt die geneigten Flächen 12 vor einem Verschleiß und begrenzt zusätzlich ein radiales
Austreten von Kraftstoff aus den Nuten 13 und den geneigten Flächen 12, wodurch der Wirkungsgrad der
hydrodynamischen Schmierung verbessert wird. Es wird jedoch verstanden, daß die erhabene Fläche 11
nicht wichtig ist.
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Bei Anwendung der Regleranordnung bewirken Veränderungen der Motordrehzahl, die zu
Veränderungen der Drehzahl der Antriebswelle 2 führen, daß die Gewichte 1 unterschiedliche
Drehpositionen mit Bezugnahme auf die Antriebswelle 2 einnehmen, wodurch bewirkt wird, daß die
Druckbuchse 3 eine unterschiedliche axiale Position einnimmt. Eine derartige Bewegung der Druckbuchse
3 wird auf das Dosierventil 6 mittels des Hebels 4 und einer geeigneten Kupplungsanordnung 7 übertragen,
wie beispielsweise in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung. Es wird verstanden, daß die Funktion der
Regleranordnung vom Niveau des Spannens der Reglerfeder 5 abhängig ist, und, wie in der konventionellen
Anordnung gezeigt wird, die in Fig. 1 veranschaulicht wird, kann ein manuell betätigbarer Hebel 14
bereitgestellt werden, um das Niveau des Spannens der Reglerfeder 5 zu steuern.