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Stufenlos regelbares. Verstellgetriebe, insbesondere zur Übertragung
auf Verstellglieder von Brennstoffeinspritzpumpen bei Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich :auf Ausgleichsgetriebe, wie sie beispielsweise bei Brennkraftmaschinen
zur Übertragung der Bewegung eines Reglers auf die Verstellglieder von Brennstoffpumpen
Verwendung finden. Bei derartigen Getrieben soll das Übersetzungsverhältnis veränderlich
sein, damit @es möglich ist, trotz eines gegebenen Verstellweges des Reglers je
nach Bedarf eine verschieden große Verstellung der Pumpenverstellglieder zu erwirken.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, diese Aufgabe dadurch zu lösen,
daß man die übertragung der Bewegung einer mit einem Regler verbundenen Zahnstange
auf eine zweite, die Verstellglieder der Brennstoffeinspritzpumpe betätigende Zahnstange
mittels zweier durch eine Achse miteinander verbundener Zahnsegmente bewerkstelligt,
wobei jedes Zahnsegment in leine der sich gegenüberliegende] Zahnstangen eingreift.
Der Drehungsmittelpunkt der beiden Segmente ist bei dieser Einrichtung verschiebbar,
so daß die Einstellung eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses durch Verschieben
des Drehungsmittelpunktes auf der die Zahnsegmente verbindenden Achse vorgenommen
werden kann. Derartige Getriebe sind zwar unbedingt betriebssicher, biedingen aber
einen verhältnismäßig hohen Kraftverbrauch, da. die für einen bestimmten Abwälzradius
passende Verzahnung der Segmente für verschieden große Abwälzradien verwendet werden
muß, welche durch die Verschiebung des Drehmittelpunktes entstehen. Außerdem handelt
es sich hierbei lediglich umeinfache Kraftübertragungen und nicht um Ausgleichsgetriebe.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verstellgetriebe zur Übertragung
der Reglerbewegung auf Verstellglieder von Brennstoffpumpen bei Brennkraftmaschinen
zu schaffen, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos regelbar ist und das bei jedem
eingestellten Übersetzungsverhältnis unter gleich günstigen Bedingungen arbeitet.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
das Verstellgetriebe ,als Ausgleichsgetriebe ausgebildet und so gestaltet ist, daß
durch Veränderung des irbersetzungsverhältnisses die miteinander
in
Eingriff stehenden Verzahnungen über den ganzen Verstellbereich hinweg leine Abstands-bzw.
Mittelpunktsänderungen erfahren. Außerdem schafft das Getriebe während des Betriebes
einen gewissen Ausgleich, indem sein Übersetzungsverhältnis im Verlauf eines Verstellweges
selbsttätig verändert wird, beispielsweise zu- oder abnimmt.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise des Verstellgetriebes gemäß der Erfindung
sind nachstehend an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel desselben darstellt,
beschrieben.
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Abb. i zeigt das Verstellgetriebe in Draufsicht nach der Linie I-I
der Abb. 2, während Abb. 2 den Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. i darstellt.
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Die Bewegung des Reglers, der .auf der Zeichnung nicht mehr dargestellt
ist, wird durch eine mit ihm verbundene Zahnstange i auf ein Zahnsegment 2 übertragen,
das mittels Zapfen 3 im Getriebsgehäuse 4 (Abb. 2) gelagert ist. Das Zahnsegment
2 steht mit einem Ritzel 5 in Eingriff, das seinerseits wieder in die Innenverzahnung
.eines mit Innen- und Außenverzahnung versehenen Kranzes 6 eingreift. Der Zahnkranz
6 ist auf dem gleichen Zapfen 3 gelagert wie das Zahnsegment 2 und steht mit seiner
Außenverzahnung mit einer oder zwei Zahnstangen 7 und 8 in Eingriff, welche zu den
einzelnen Verstellgliedern der Brennstoffeinspritzpumpen führen und diese in bekannter
Weise betätigen. Die Bewegung des Reglers wird also von der Zahnstange i über Zahnsegment
2, Ritzes 5 und Zahnkranz 6 auf die Zahnstangen 7 und 8 übertragen. Dies wäre :eine
starre Zahnradübertragung, wenn das Ritzel 5 auf der Achse II-II unverrückbar in
bezug auf das Zahnsegment 2 angeordnet wäre. Das Ritzel 5 ist jedoch mittels eines
Zapfens 9 auf einem Hebel Io gelagert, der seinerseits um den auf dem Zahnsegment
2 befestigten Zapfen i i schwenkbar angeordnet ist. Der Hebel Io nimmt dadurch an!
der Drehbewegung des Zahnsegments 2 um den Zapfen 3 teil, verändert jedoch gleichzeitig
seine Winkellage zu dem Segment 2, da er an seinem freien Ende von einem Zapfen
12 gehalten wird, der im Gehäuse 4 in der Nut i4 verstellbar angeordnet ist und
der in einer entsprechenden Kulisse 13 des Hebels Io gleiten kann.. Die Bohrung
15 im Hebel Io, in die der Zapfen i i hineinragt, wird zweckmäßig als Langloch ausgeführt,
damit der Hebel i o die zur Veränderung seiner Winkellage in bezug auf das Segment
2 erforderliche Bewegungsfreiheit in seiner Längsrichtung besitzt.
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Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird durch die Tatsache
ermöglicht, daß der Hebel i o, auf dem das Ritzel 5 sitzt, seine Winkellage zum
Segment 2 verändert, d. h. daß das eine Hebelende, mit dem Ritzel 5 vorn Zapfen
i i mitgenommen, während das andere freie Ende vom Zapfen 12 festgehalten wird.
Der Grad der Übersetzung richtet ', sich nach der Winkellage, die Hebel Io und Segment
2 zueinander einnehmen. Diese Winkellage ist wiederum abhängig von dem Verhältnis
der Länge x des Hebels i o zum Abstand y des Zapfens i i vom Mittelpunkt des Segments
2. Zur Regelung der über-Setzung ist daher lediglich notwendig, den Zapfen 12 in
der Nut 14 zu verschieben, wodurch die wirksame Länge des Hebels i o verändert wird.
Bei der in der Zeichnung gezeigten Einstellung des Getriebes wird bei Verstellung
des Segments 2 durch die mit dem Regler verbundene Zahnstange i in Richtung des
Pfeiles a der Verstellweg verkleinert, weil der Winkel, den der Hebel Io dabei beschreibt,
kleiner ist als der Winkel, um den das Segment 2 verdreht wird. Die wirksame Länge
des Hebels Io ist nämlich in diesem Fall größer als der Radius des Segments 2. Wenn
aber der Hebel Io eine andere Winkelverstellung erfährt als das Segment 2, so tritt
zwischen Segment 2 und Ritzel 5 eine Relativbewegung ein. Wird der Winkel des Hebels
Io in kleinerem Maße verstellt als der Winkel des Segments 2, so wird das Ritzel5
durch die Verstellung des Segments 2 nicht nur in Richtung des Pfeiles a mit nach
oben genommen, sondern es .-wälzt sich einen gewissen Betrag um seine Achse 9, und
zwar im umgekehrten Drehsinne wie das Segment 2. Durch diese gegenläufige Eigenbewegung
des Ritzels 5 wird die Bewegtalg des vom Ritzel 5 mitgenommenen Zahnkranzes 6, der
seinerseits mit den Zahnstangen 7 und 8 in Eingriff steht, verzögert.
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Nach Lösen der Mutter 16 kann man den Zapfen 12 in der Nut
14 des Gehäuses 4 verschieben. Stellt man Zapfen 12 im Drehungsmittelpunkt des Segments
2 fest, also räumlich unter den Zapfen 3, so fällt der Drehmittelpunkt des Hebels
io mit dem des Siegments 2 zusammen, so daß die wirksame Länge des Hebels i o dem
Radius des Segments 2 gleich ist. Der Winkel, den der Hebel io bei Verdrehung des
Segments 2 beschreibt, ist dann derselbe wie der des Segments 2. Es tritt also keine
Relativbewegung zwischen Segment 2 und Ritzel 5 auf, so daß das ü ber setzungsverhältnis
in diesem Fall I : I ist.
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Verschiebt man den Zapfen 12 in Richtung des Zapfens i i über den
Drehmittelpunkt des Segments 2 hinaus, so wird die wirksame Länge des Hebels i o
kleiner als der Radius des Segments 2. Demzufolge ist der Winkel, um den der Hebel
io bei Verdrehung
des. Segments 2 geschwenkt wird, größer als der
Verdrehungswinkel des Segments 2. Nun tritt das Gegenteil vom ersten Fall ein. Das
Ritzel 5 führt wieder eine zusätzliche Eigenbewegung .aus, jetzt aber in demselben
Drehsinne wie das Segment 2, wodurch der Zahnkranz 6 einen zusätzlichen Antrieb
erfährt. Der Weg, um den die Zahnstangen 7 und 8 verstellt werden, ist demnach in
diesem Fall größer als der Verstellweg der Zahnstange i.
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Auf Grund der Bauart des Getriebes gemäß der Erfindung wirkt .es als
Ausgleichsgetriebe. Das Übersetzungsverhältnis ,erfährt nämlich während des Betriebes
desselben selbsttätig eine zusätzliche Veränderung. Wird das in der Zeichnung dargestellte
Getriebe in Pfeilrichtung a von der Zahnstange i betätigt, so wird die Bewegung
der Zahnstange i, wie schon erwähnt, auf die Zahnstangen 7 und 8 übertragen, wobei
der Anschlag ,gleichzeitig verkleinert wird. Der Grad der Verkleinerung. nimmt aber
mit fortschreitender Bewegung der Zahnstange i bzw. des Segments 2 ,ab, weil durch
die Drehung des Segments z in Pfeilrichtung sich die Zapfen i i und 12 einander.nähern,
so daß die wirksame Länge des Hebels i o immer kleiner wird.
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Der analoge Fall tritt ein, wenn das Getriebe .auf Vergrößerung der
Bewegung eingestellt, d. h. wenn der Zapfen 12 nahe am Zapfen i i festgestellt ist.
Durch Drehung des Segments 2 vergrößert sich der Abstand zwischen den Zapfen i.
i und 12, die wirksame Länge des Hebels Io nimmt zu und dementsprechend der Grad
der Vergrößerung des Ausschlages der Zahnstangen 7 und 8 ab.
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Es ergibt sich dadurch für das Ausgleichsgetriebe gemäß der Erfindung
der weitere Vorteil, daß man: die selbsttätige Zunahme bzw. Abnahme des Übersetzungsverhältnisses
in einfacher Weise in jede beliebige Phase der Verstellbewegung bringen kann. Hierzu
muß lediglich die Ausgangsstellung des Hebels i o verändert werden. Bringt man z.
B. den Hebel Io, bevor Zahnstange i -und Segment 2 in Eingriff gebracht sind, in
die durch Linie .B angedeutete Schräglage, so. daß er diese Lage als Grundstellung
einnimmt, dann wird die Verkleinerung der zu übertragenden Bewegung, d. h. die Untersetzung,
anfangs zunehmen, um bei Horizontallage des. Hebels Io ihren Höchstwert zu erreichen
und dann wieder abzunehmen. Ebenso kann man dem Hebel i o eine solche Ausgangsstellung
geben, daß das Übersetzungsverhältnis des Getriebes über einen bestimmten Verstellbereich
hinweg praktisch konstant bleibt. Es ist also auf die angegebene Art und Weise möglich,
durch entsprechende Veränderung der Ausgangsstellung des Hebels i o das Ausgleichsgetriebe,
allen Erfordernissen anzupassen, die bei der Regelung von Brennstoffeinspritzungen
auftreten.