-
Einrichtung an Einspritzbrennkraftmaschinen für das Umsteuern der
Brennstoffeinspritzpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an umsteuerbaren
Einspritzbrennkraftmaschinen zum Umsteuern der Brennstoffeinspritzpumpe. Es ist
eine Einrichtung bekannt, die aus einer zwischen der Brennstoffpumpe und der zugehörigen
Antriebswelle eingeschalteten Schleppkupplung besteht; hierbei ist deren Schleppwinkel
gleich dem Umsteuerwinkel, um den bei Anwendung symmetrischer Antriebsnocken für
die Einspritzpumpe die Pumpennockenwelle zum Zwecke des Umsteuerns gegenüber ihrer
Antriebswelle verdreht werden muß. Diese Schleppkupplung nimmt bei Drehrichtungsumkehr
der Maschine die Pumpenwelle erst dann in der neuen Drehrichtung mit, wenn der Schleppwinkel
durchlaufen und damit die Pumpennockenwelle und deren Antriebswelle um den Umsteuerwinkel
gegeneinander verdreht worden sind. Bei diesen Schleppkupplungen besteht die Gefahr,
daß sich während des Betriebes in gleichbleibender Drehrichtung unter dem Einfluß
des von der Brennstoffeinspritzpumpe aufgenommenen stark schwankenden Drehmomentes
die Kupplungsklauen voneinander abheben, um anschließend wieder hart aufeinander
aufzuschlagen. Während der Einspritzung verdreht sich nämlich die Antriebswelle
elastisch unter dem dann sehr hohen von der Pumpennockenwelle aufgenommenen Drehmoment.
Im Augenblick des Einspritzens fällt das Drehmoment durch das Entlasten des Pumpenraumes
plötzlich auf einen Bruchteil seines vorherigen Betrages. Als Folge davon entspannt
sich die vorher elastisch verdrehte Antriebswelle und beschleunigt die Pumpenwelle
in ihrer Drehrichtung. Die Pumpenwelle behält zufolge ihrer Massenträgheit die ihr
erteilte höhere Geschwindigkeit bei, nachdem
die Antriebsreelle
schon wieder entspannt ist, und deshalb eilt letzterer unter Abheben der Kupplungsklauen
voraus. Durch den nächsten Einspritzbeginn wird die Pumpennockenwelle plötzlich
stark gebremst. Dadurch treffen die Kupplungsklauen mit hartem Schlag wieder aufeinander.
Da die Masse der bewegten Pumpenteile und die Drehelastizität der Antriebs= welle
ein schwingungsfähiges System darstellen, besteht außerdem Gefahr, daß sich in bestimmten
Resonanzbereichen die Schläge auf die Kupplungsklauen zu untragbarer Härte steigern.
-
Diesen Mangel der Schleppkupplung hat man' dadurch zu beseitigen versucht,
daß man deren Kupp= lungsklauen durch eine Reibungskupplung überbrückte und deren
Rutschmoment größer wählte als das geschilderte Drehmoment, welches das Abheben
der Schleppkupplungsklauen verursacht, jedoch kleiner als das Einspritz- oder Antriebsdrehmoment
der Einspritzpumpe, damit das Verdrehen der Schleppkupplungshälften beim Umsteuern
ermöglicht wird. Eine solche Reibungskupplung vermag zwar das Abheben der Schleppkupplungsklauen
während des normalen Betriebes zu verhindern. Sie arbeitet jedoch unzuverlässig,
da das Antriebsdrehmoment der Brennstoffpumpe erfahrungsgemäß nur wenig größer ist
als das im Sinne des Abliebens_der Schleppkupplungsklauen wirkende Drehmoment. Es
genügen schon geringfügige Änderungen der Reibung zwischen den Reibflächen der Reibungskupplung,
um entweder während des normalen Betriebes das unbeabsichtigte Abheben der Klauen
wieder zuzulassen oder beim Umsteuern das beabsichtigte Abheben derselben und damit
das gegenseitige Verdrehen der Pumpennockenwelle und der Antriebswelle um den Umsteuerwinkel
zu verhindern.
-
Gemäß der Erfindung wird während des Umsteuerns der Maschine der Unterschied
zwischen dem auf Abhebung der Schleppkupplungsklauen wirkenden Drehmoment und dem
Antriebsmoment der Brennstoffpumpe durch eine auf die Pumpennockenwelle wirkende
Bremse vergrößert, deren Schaltgestänge mittels des Umsteuergestänges der Maschine
in der «leise betätigt wird, daß die Bremse während des Umsteuerns angezogen und
während des normalen Betriebes gelöst ist. Dadurch ist es möglich, das Rutschmoment
der Reibungskupplung so groß zu bemessen, daß es mit Sicherheit größer ist als das
das Abheben der Schleppkupplungsklauen verursachende Drehmoment, und das von der
Pumpennockenwelle geforderte Drehmoment durch däs zusätzliche Brerrismoment der
Bremse während des Umsteuerns so groß zu bemessen, daß es mit Sicherheit größer
als das Rutschmoment der Reibungskupplung ist und deshalb das gegenseitige Verdrehen
der Antriebswelle und der Pumpennockenwelle um den durch die Schleppkupplung bestimmten
Umsteuerwinkel mit Sicherheit ermöglicht.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
im Schnitt dargestellt.
-
. Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch die Einrichtung; Abb. 2 zeigt
einen Querschnitt nach Linie A-A.
Die Brennstoffeinspritzpumpe i weist symmetrische
Nocken 2 für den Antrieb der Einzelpumpen 3 auf. Das, vom Nocken auf die Einzelpumpen
übertragene Bewegungsgesetz ist somit bei Vorwärts- und Rückwärtslauf der Pumpe
dasselbe. Die Brennstoffpumpennocken haben jedoch mit Rücksicht auf das Einspritzgesetz
einen bestimmten Voreilwinkel gegenüber der zugehörigen Kurbelstellung der Maschinenkurbelwelle;
denn die Brennstoffeinspritzung findet vor der inneren Kolbentotlage statt. Beim
Betrieb der Maschine in der anderen Drehrichtung muß deshalb die andere Flanke der
Brennstoffpumpennocken in die für die richtige Einspritzung erforderliche Winkellage
zur Kurbelwelle gebracht w-,rden, was durch Verdrehen der Pumpennockenwelle 4 gegenüber
ihrer Antriebswelle um einen bestimmten Winkel, den Umsteuerwinkel, erreicht wird.
Zu diesem Zweck ist zwischen, der Pumpennockenwelle 4 und der über das Zahnrad 5
mit der Kurbelwelle der Maschine gekuppelten Antriebswelle 6 eine Schleppkupplung
7, 8 vorgesehen, deren Schleppwinkel a gleich dem Umsteuerwinkel ist, um den die
Nockenwelle 4. und ihre Antriebswelle 6 beim Umsteuern gegeneinander verdreht werden
müssen.
-
Sobald die Brennkraftmaschine und damit die Antriebswelle 6 die neue
Drehrichtung aufnimmt, heben sich die Klauen 9, g', io, io' der Schleppkupplung
voneinander ab und kommen in der anderen Drehrichtung erst wieder zur gegenseitigen
Anlage, nachdem sich die Antriebswelle 6 um den Schleppwinkel a gegenüber der Pumpennockenwelle
verdreht hat und damit letztere in die für die neue Drehrichtung richtige Winkellage
zur Kurbelwelle der Maschine gelangt ist.
-
Um zu vermeiden, daß sich während des Betriebes die Kupplungsklauen
unter dem Einfluß des stark schwankenden Drehmomentes der Pumpennockenwelle 4 und
der Drehelastizität der Antriebswelle 6 periodisch voneinander abheben und mit harten
Schlägen wieder aufeinandertreffen, ist eine Reibungskupplung ii vorgesehen. Die
eine Reibfläche 12 der Reibungskupplung ist an der auf der Nockenwelle 4 sitzenden
Schleppkupplungshälfte 7 und die andere Reibfläche 13 an der auf der Antriebsweile
6 sitzenden Schleppkupplungshälfte 8 angebracht. Die Reibungskupplung i i überbrückt
somit die Schleppkupplung7, B. Zum Zwecke der genauen Einstellung des Rutschmomentes
der Reibungskupplung ii sind zwei Sch--iben 14, 15 in Längsverzahnungen der Schleppkupplungshälfte
8 verschiebbar, von denen die eine den Reibbelag 13 trägt. Zwischen den beiden Scheiben
14, 15 ist -eine Anzahl Druckfedern 16 angeordnet, die durch Verschieben der Scheibe
15 mittels einer Mutter 17 beliebig stark vorgespannt werden und die Scheibe 14
mit ihrem Reibbelag 13 gegen den Reibbelag 12 an der Schleppkupplurngshälfte 7 pressen.
Eine Gegenmutter 18 sichert die mit der Mutter 17 eingestellte Lage der Scheibe
15.
-
Die auf der Nockenwelle sitzende Schleppkupplungshälfte 7 ist ferner
als Bremstrommel ausgebildet, an der eine Bremse i9 angreift. Die Bremse i9 wird
durch einen Nocken 2o betätigt, der über ein Gestänge 21, 22, 23 und einen Nocken
24 mit der Umsteuerwelle 25 der Maschine gekuppelt ist. Der Nocken 24 ist so ausgebildet
und angeordnet, daß die
Brems- längs des zwiscl_en den Stellungen
»Anlasen vora::s (A#'),1 und 2# Anfassen zurück (AZ) « liegenden Drel!winkels angezogen
und in den Stellungen .»Betrieb voraus (BV)« und »Betrieb zurück (BZ)« gelöst ist.
-
Während des normalen Betriebes der Maschine, z. B. in der Vorwärtsdrehrichtung,
steht der Umsteuerhebel H in der Stellung BV (vgl. Abb. i), und in dieser ist die
Bremse ig gelöst. Während der Brennstoffeinspritzung erfordert die Pumpennockenwelle
4 das größte Antriebsdrehmoment. Dieses wird vom Antriebszahnrad 5 aus über die
Antriebswelle 6 und die Schleppkupplung 7, g auf die Pumpennockenwelle 4 übertragen.
Hierbei verdreht sich die Antriebswelle 6 elastisch. Im Augenblick der Beendigung
der Einspritzung sinkt das von der Nockenwelle 4 geforderte Drehmoment plötzlich
auf einen Bruchteil seines vorherigen Betrages. Nunmehr entspannt sich die Antriebswelle
und beschleunigt die Nockenwelle in Drehrichtung. Letztere versucht nach dem Entspannen
der Antriebswelle zufolge ihrer Massenträgheit unter Abheben der Schleppkupplungsklauen
g, g', io, io' vorzueilen. Das wird jedoch durch die Reibungskupplung ii verhindert,
weil deren Rutschmoment größer bemessen ist als das die Nockenwelle beschleunigende
Drehmoment.
-
Zum Zwecke des Umsteuerns der Maschine wird der Umsteuerhebel H aus
der Stellung BV über die Halt-Stellung in die AZ-Stellung gedreht. Dabei wird die
Bremse ig mittels des Nockens 24 angezogen und dadurch das zum Drehen der Pumpennockenwelle
erforderliche Drehmoment beträchtlich vergrößert. Sobald die Maschine, durch die
Anlaßdruckluft getrieben, die neue Drehrichtung aufnimmt, verdreht sich zunächst
unter Abheben der Schleppkupplungsklauen g, g', io, io' die Antriebswelle 6 gegenüber
der Nockenwelle 4 um den durch die Schleppkupplung 7, 8 bestimmten Umsteuerwinkel,
ehe die Schleppkupplungsklauen in der neuen Drehrichtung wieder zur gegenseitigen
Anlage kommen. Während dieser Verdrehunggleitet die Reibungskupplung, da ihr Rutschmoment
kleiner ist als das zum Drehen der gebremsten Nockenwelle erforderliche Drehmoment.
Sobald der Umsteuerhelel H zum Zwecke des Brennstoffgebens in die Stel'.ung »Betrieb
zurück (BZ) « weitergedreht wird, löst der Nocken 24 die Bremse ig wieder. Die geschilderten
Vorgänge wiederholen sich analog beim Umsteuern der Maschine aus der Rückwärts-
in die Vorwärtsdrehrichtung.
-
Unter den Worten normaler Betrieb ist im obigen der Betrieb der Maschine
in gleichem Drehsinn verstanden.