DE3522434A1 - Drehzahlregler fuer kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Drehzahlregler nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs aus. Bei einem durch das DE-GM 17 84 561 bekannten Drehzahlregler dieser Art weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe zur Verstellung der Fördermenge eine Regelstange auf, die über einen zweiarmigen Hebel mit einem Fliehkraftversteller gekoppelt ist. Die eine Seite der Stellmuffe des Fliehkraftverstellers wird von einer Regelfeder beaufschlagt, deren Vorspannung durch einen Hebel verstellbar ist. Ferner greift an der Regel­ stange eine Zusatzfeder an, deren anderes Ende am Ende eines Schwenkarmes befestigt ist, der um einen gehäuse­ festen Punkt mit Hilfe eines Stellhebels verdrehbar ist. Diese Zusatzfeder kann hinsichtlich ihrer Wirkrichtung mit Hilfe des Schwenkarmes verstellt werden, wobei sie in der Grundeinstellung in Unterstützung der Regelfeder wirkt. Durch Veränderung der Winkellage der Achse der Zusatzfeder zur Regelstange läßt sich die in Richtung Regelstange wirkende Kraftkomponente verändern, was eine Änderung der Gesamtcharakteristik von Regelfeder und Zusatzfeder ergibt. Wegen der Abweichung der Drehachse des Schwenk­ hebels vom Befestigungspunkt der Zusatzfeder an der Regelstange ergibt sich bei der Veränderung der Winkel­ lage der Zusatzfeder auch eine Änderung der Vorspannung derselben. Diese Einrichtung dient zur Veränderung der Ab­ regelsteilheit des Drehzahlreglers, wobei sich jedoch zu­ gleich auch eine Änderung der Lasteinstellung ergibt. Die Einrichtung ist dabei sehr aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Drehzahlregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur eine einzige Regelfeder vorgesehen werden braucht und durch die Winkellage der Regelfederachse und die Vor­ spannung der Regelfeder sowohl die Abregelsteilheit bzw. der P-Grad und auch die Abregeldrehzahl einfach an einer einzigen Stelle der Kraftstoffeinspritzpumpe einstellbar sind. Die Einrichtung ist demzufolge wenig aufwendig und raumsparen und kann insbesondere bei Verteilereinspritz­ pumpen, die sich durch besonders kleine Baugröße auszeich­ nen, zum Einsatz gebracht werden. Insbesondere ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe, die mit einem solchen Regler ausgestattet ist, vorteilhaft für den Einsatz bei Brenn­ kraftmaschinen geeignet, mit denen wie zum Beispiel bei der Stromerzeugung exakte Drehzahlen eingehalten werden müssen, mit einem genau festgelegten Abregelverhalten (P-Grad).

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausgestaltung nach Anspruch 1 ist durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 gegeben, wo mit Hilfe des Exzenters eine sehr feine Ein­ stellung der Vorspannung vorgenommen werden kann. Die Ein­ stellung erfolgt in beiden Fällen, sowohl für die Winkel­ lage als auch die Vorspannung durch Drehstellbewegungen, was Vorteile bezüglich der Handhabung mit sich bringt. Eine andere Ausgestaltung des Gegenstands nach Anspruch 2 ist vorteilhaft durch den Anspruch 3 gegeben, womit in be­ sonders einfacher Weise und mit einem großen Verstellbereich die Vorspannung der Feder verändert werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen, sie werden mit ihren Vor­ teilen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe bekannter Bauart mit den wesentlichen Teilen des Drehzahlreglers,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Längsachse der Welle des Schwenkarmes beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil­ schnitt durch eine Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe für ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Längs­ schnitt durch die Welle des Schwenkarmes beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 3,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbei­ spiel als Teilschnitt durch die Welle des Schwenkarmes,

Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch die Welle des Schwenkarmes in Abwandlung zum Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 4 bis 5 und

Fig. 7 eine Aus­ sicht auf den Schwenkarm des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Zeichnung Fig. 1 ist ein Teil einer Verteiler­ kraftstoffeinspritzpumpe bekannter Bauart wiedergegeben mit einem Pumpenkolben 1, der durch nicht weiter gezeigte Mittel in eine hin- und hergehende und zugleich drehende Bewegung versetzt wird und in einer im Gehäuse 2 der Kraft­ stoffeinspritzpumpe eingesetzten Buchse 3 geführt wird. Das Gehäuse schließt einen Pumpensaugraum 4 ein, der mit Kraftstoff gefüllt ist, welcher in der Regel zur Durch­ führung von Steuerfunktionen auf einem drehzahlabhängig gesteuerten Druck gehalten wird. Auf dem Pumpenkolben ist als Mengenverstellorgan ein Ringschieber 6 angeordnet, der die Mündung einer vom hier nicht dargestellten Pumpen­ arbeitsraum herführenden Entlastungsleitung 7 in den Pumpensaugraum steuert. Der Ringschieber ist dazu auf dem Pumpenkolben verschiebbar, wobei in der gezeigten Ausgestaltung die pro Pumpenhub unter Hochdruck geför­ derte Kraftstoffeinspritzmenge um so größer ist, je wei­ ter zum oberen Totpunkt des Pumpenkolbens der Ringschie­ ber verschoben ist.

Zur Einstellung des Ringschiebers 6 ist ein Drehzahlreg­ ler vorgesehen, der einen Reglerhebel 9 aufweist, der um eine im wesentlichen gehäusefeste, einstellbare Achse 10 schwenkbar ist und dabei über einen Kopf 11 an seinem einen Ende mit dem Ringschieber 6 gekoppelt ist und diesen verstellt. Dieser Reglerhebel kann grundsätzlich als einziger Reglerhebel vorgesehen werden, im ausgeführten Beispiel ist jedoch eine Reglerhebelanordnung mit mehreren Hebeln vorgesehen. Dabei handelt es sich bei dem Regler­ hebel 9 um einen Starthebel, der unmittelbar von einer Verstellmuffe 13 eines nur angedeuteten Fliehkraft­ drehzahlgebers 8 beaufschlagt wird. Auf der Achse 10 ist ferner ein einarmiger Schlepphebel 14 angeordnet, an dessen äußerstem Ende eine Regelfederanordnung 15 an­ greift. Diese wirkt der Kraftwirkung der Verstellmuffe 13 entgegen. Unter Einwirkung der drehzahlabhängigen Stell­ kräfte der Verstellmuffe 13 kann der Starthebel 9 zur Anlage an den Schlepphebel 14 gebracht werden. Zwischen Starthebel und Schlepphebel ist eine Blattfeder als Start­ feder 17 angeordnet, die bei diesem Vorgang komprimiert wird. Am Ende des verstellmuffenseitigen Hebelarms des Reglerhebels 9 ist eine als Druckfeder ausgebildete Leer­ laufregelfeder 18 angelenkt, die sich an einem verstell­ baren gehäusefesten Anschlag 19 abstützt. Dieser Anschlag weist eine durch die Wand des Gehäuses 2 geschraubte Schraube 20 auf, die von außen einstellbar und fixierbar ist. Die dem Starthebel und Schlepphebel gemeinsame Achse 10 ist auf einem Justierhebel 23 gelagert, der in hier nicht weiter gezeigter Weise z. B. entgegen Federkraft um einen Gehäusefestpunkt zur Einstellung der Achse schwenkbar ist. Die Einstellung erfolgt eben­ falls durch eine durch die Gehäusewand geschraubte Schraube 66, die am Ende des Einstellhebels angreift.

Die Regelfederanordnung 15 besteht im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einer auf Zug belasteten Schraubenfeder 21, deren eines Ende in eine Öse 22 am Schlepphebel 14 eingehängt ist und deren anderes Ende an einen Zapfen 24 eingehängt ist. Dieser befindet sich, wie der Fig. 2 ent­ nehmbar ist, am Ende eines Schwenkarmes 25, der auf einer Welle 26 gelagert ist. Diese durchdringt das Gehäuse 2 innerhalb einer Exzenterbuchse 28 und weist am nach außen ragenden Ende einen Verstellhebel 29 auf. Die Welle 26 ist in der Exzenterbuchse dicht geführt und sitzt außer­ mittig zur Achse der Buchse, die ihrerseits wiederum durch das Gehäuse geführt ist und am außen liegenden Ende einen Stellhebel 30 aufweist. Mit diesem kann die Dreh­ lage der Exzenterbuchse und damit die Lage der Welle 26 verändert werden, wobei die Winkellage der Exzenter­ buchse mittels einer Schraube 31 fixierbar ist, die durch ein Langloch 32 im Stellhebel 30 geführt in das Pumpengehäuse eingeschraubt ist.

Der hier dargestellte Regler ist ein Alldrehzahlregler, bei dem durch die Verstellung der Vorspannung der Regel­ feder 21 die Drehzahl eingestellt wird, bei deren Über­ schreiten der Schlepphebel 14 zusammen mit dem Start­ hebel 9 ausgelenkt und der Ringschieber 6 nach unten verschoben wird. Im Prinzip kann der Reg ler auch mit nur einem Hebel arbeiten, an dem dann der Fliehkraftdrehzahl­ geber und die Regelfedern angreifen. In dieser Stellung des Ringschiebers kommt eine geringere Kraftstoffeinspritz­ menge zur Einspritzung, was wiederum die zuvor erreichte Drehzahl reduziert. Entsprechend geringer ist dann wie­ derum die Stellkraft an der Verstellmuffe 13, so daß der Schlepphebel 14 wieder in eine Schwenklage kommt, die einer höheren Kraftstoffeinspritzmenge entspricht. Je nach Größe der Vorspannung tritt dieser Regelvorgang bei niedrigeren oder höheren Drehzahlen auf. Die Vorspannung wird dabei durch die Lage der Welle 26 eingestellt, die mittels der Exzenterbuchse 28 verstellbar ist.

Weiterhin ist aber auch zusätzlich noch die Abregelge­ schwindigkeit veränderbar, das heißt die Steilheit des Kraftstoffeinspritzmengen-Kennlinienverlaufes zwischen Vollastbetrieb und Leerlauf. Zu diesem Zweck ist die Winkellage der Achse der Schraubenregelfeder 21 zum Schlepphebel 14 veränderbar, was durch Drehen des Ver­ stellhebels 29 bewirkt wird. In Fig. 1 sind einzelne Stellungen der Schwenklage des Schwenkarmes 25 einge­ zeichnet. Wenn man dann jeweils die Verlängerung der Achse der Schraubenfeder 21 bildet, erkennt man, daß sich mit zunehmender Auslenkung der wirksame Hebel­ arm bezüglich der Achse 10 verringert verbunden mit dem Durchgriff der Vorspannung der Schraubenfeder 21 auf den Abregelvorgang. Auf diese Art und Weise kann die wirksame Federcharakteristik, die in der Steilheit des Abregelvor­ gangs bei Erreichen der eingestellten Drehzahl zum Aus­ druck kommt, variiert werden. Mit der mit dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 möglichen Verschwenkung der Winkel­ lage der Schraubenfeder 21 zum Reglerhebel 14 läßt sich sehr genau eine gewünschte Abregelsteilheit (P-Grad) ein­ stellen. Vorteilhaft liegt die Achse der Schraubenfeder 21 dabei in der Schwenkebene, die die Öse 22 bei Aus­ lenkung des Schlepphebels 14 beschreibt.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante zum Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 und stimmt bis auf die Ausgestaltung des Schwenkarmes und seiner Betätigung mit der Ausführung gemäß Fig. 1 überein. Es wird deshalb bezüglich dieser Teile auf die Beschreibung dieser Figur Bezug genommen.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist bei Fig. 3 ein Schwenkarm 35 vorgesehen, der um eine gehäuse­ fest gelagerte Welle 36 schwenkbar ist, wie der Fig. 4 entnehmbar ist. Der Schwenkarm 35 ist im vorliegenden Fall zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Träger­ arm 37 und einem auf diesem verschiebbaren Teil 38, auf dem am äußersten Ende der Zapfen 24 befestigt ist, in dem das Ende der Schraubenfeder 21 eingehängt ist. Der verschieb­ bare Teil hat die Form eines Blechstreifens und weist ein erstes Langloch 39 und ein zweites Langloch 40 auf. Diese Langlöcher werden von jeweils einem Niet 41 und 42 durchdrungen, über die der verschiebbare Teil 38 mit dem Trägerarm 37 gekoppelt ist. In Höhe der Achse der Welle 36, mit der der Trägerarm 37 fest verbunden ist, weist der verscbiebbare Teil 38 eine Ausnehmung 44 auf mit einer in Verschieberichtung längs des Trägerarms 37 weisenden Schulter 45.

Die Welle 36 weist eine Stufenbohrung 46, 47 auf, in deren zum Saugraum angrenzenden Teil mit größerem Durchmesser 46 koaxial ein Stellstift 49 dicht geführt ist, der an seiner in den Pumpensaugraum 4 ragenden Stirnseite eine zu seiner Achse geneigte Fläche 50 in Form eines Keils hat, die in die Ausnehmung 44 ragt und dort mit der Schulter 45 zusammenarbeitet. Je nach Eintauchtiefe der geneigten Fläche 50 in die Ausnehmung 44 wird der Teil 38 mehr oder weniger weit längs des Trägerarms 37 verschoben und damit die Schraubenfeder 21 mehr oder weniger stark vorgespannt. Zur Verstellung des Stellstiftes 49 wird durch den im Durchmesser kleineren Stufenbohrungsteil 47 ein Stift 52 geführt, der auf die Stirnseite des Stellstiftes 49 drückt und von außen in ein Gewinde 53 in der Welle 36 einge­ schraubt ist. Die Einschraubstellung wird mit Hilfe einer Kontermutter 54, die auf das Ende des Stiftes 52 geschraubt wird, fixiert. Je nach Einschraubtiefe des Stiftes 42 wird damit auch der Stellstift 49 verstellt.

Auch mit dieser Ausgestaltung läßt sich durch Einstellung der Schwenklage des Schwenkarmes 35 die Charakteristik der Schraubenfeder 21 im Regelsinne beeinflussen. Die Vor­ spannung wird unabhängig von der Schwenklage in einfacher Weise über den Stift 52 und den Stellstift 52 variiert. Auch durch diese Art des Eingriffs läßt sich in feinsten Schritten eine gewünschte Vorspannung einstellen. Man erhält einen sehr genau einstellbaren Regler, der für den Betrieb von Aggregatstriebwerken geeignet ist.

Statt einer keilförmig ausgebildeten Spitze des Stell­ stiftes 49 kann dieser auch eine kegelige Spitze 56 auf­ weisen, wie das in Fig. 5 gezeigt ist. In diesem Falle spielt es keine Rolle, welche Drehlage der Stellstift 49 einnimmt und es kann anstelle der einzelnen Stifte 49 und 52 ein einziger Stellstift 49′ verwendet werden, der zur Änderung der Einschraubtiefe verdreht und ebenfalls mit einer Kontermutter 54 gesichert wird.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 der Schwenkarm 35′ auf einer gleichermaßen wie bei Fig. 3 ausgebildeten Welle 36 gelagert ist. Der Schwenkarm 35′ besteht auch hier aus einem Trägerarm 37 und einem darauf verschiebbaren Teil 38′, das ein erstes Langloch 39 und ein zweites Langloch 40 aufweist. Wie bei Fig. 3 wird der verschiebbare Teil 38 über durch die Langlöcher 39 und 40 greifende Niete 41 und 42 mit dem Trägerarm 37 verbun­ den. Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hat jedoch der verschiebbare Teil 38′ eine seitlich offene Ausnehmung 44′, in die nun ein Zapfen 57 eingreift, der exzentrisch auf der Stirnseite eines Stellorgans 59 gela­ gert ist. Das Stellorgan 59 besteht aus einem Bolzen, der dicht in einer axialen Bohrung 60 in der Welle 36 gelagert ist. An die Bohrung 60 schließt sich nach außen eine Ge­ windebohrung 61 an, durch die der Gewindeteil 62 des Bolzens 59 geschraubt ist. Am nach außen die Welle 36 überragenden Ende des Gewindeteils 62 weist dieser eine Formschlußfläche 63 auf, über die der Bolzen 59 verdrehbar ist. Zur Siche­ rung der Drehstellung des Bolzens ist auf das Gewindeteil 62 eine Kontermutter 64 geschraubt. Auch bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Welle 36 über den Verstell­ hebel 29 verdrehbar, womit die Schwenklage der Schrauben­ feder 21 einstellbar ist. Durch Verstellung des Bolzens 59 und des Zapfens 57, der auf eine Schulter 65 an der Ausnehmung 44′ greift, wird die Verschiebestellung des verschiebbaren Teils 38′ bestimmt. Dabei ist von Vorteil, daß über die in der Breite dem Zapfendurchmesser des Zapfens 57 angepaßte Ausnehmung unabhängig von der Rück­ stellkraft der Feder 21 der verschiebbare Teil 38′ sowohl hin- als auch herverstellbar ist. Wenn an der Stirnseite des Bolzens weiterhin auch noch eine Scheibe 66 aufge­ setzt ist, auf der dann der Zapfen 57 sitzt, kann der Verstellbereich des verschiebbaren Teils gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 4 noch vergrößert werden.

Claims (8)

1. Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen mit wenigstens einem Reglerhebel (9, 14) zur Einstellung der pro Pumpenkolbenhub der Kraftstoffeinspritzpumpe zur Einspritzung kommenden Kraftstoffmenge, mit einer wenigstens mittelbar am Reglerhebel angreifenden, dreh­ zahlabhängigen Kraft und mit einer einerseits mit einem Punkt am Reglerhebel gekoppelten Regelfederanordnung (15), die andererseits an einem um eine im Gehäuse der Kraftstoff­ einspritzpumpe gelagerte Welle (26, 36) schwenkbaren Ab­ stützteil (25, 24; 35, 35′) befestigt ist, durch dessen Schwenken die Winkellage der Achse der Regelfederanordnung (25) zur Ausgangslage des Reglerhebels (14) änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil zusätzlich eine Einrichtung (28, 30; 38, 49; 38′, 59) aufweist, durch die der Abstand des Befestigungspunktes (24) der Regelfederanordnung (15) am Abstützteil vom Ankoppel­ punkt (22) der Regelfederanordnung am Reglerhebel (14) unabhängig von der Schwenklage des Abstützteiles änder­ bar ist.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am außerhalb des Kraftstoffeinspritzpumpengehäuses (2) befindlichen Ende der Welle (26) ein Verstellhebel (29) angeordnet und die Welle exzentrisch in einer Buchse (28) gelagert ist, die durch eine Dreheinrichtung (30) von außerhalb des Kraftstoffeinspritzpumpengehäuses verdreh­ bar ist und diese Drehstellung und die Schwenklage des Abstützteils fixierbar sind.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (35, 35′) einen mit der Welle (36) verbundenen, schwenkbaren Trägerarm (37) aufweist, der mit einem zweiten, in Längsrichtung zum Trägerarm ver­ schiebbaren Teil (38) gekoppelt ist, an dessen einem Ende die Regelfederanordnung befestigt ist.

4. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Teil (38) als über zwei Langloch-/ Stiftverbindungen (39, 40, 41, 42) mit dem Trägerarm (37) gekoppelt ist und durch ein koaxial durch die Welle (36) geführtes Stellorgan (49, 52; 59) verstellbar ist.

5. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan verschiebbar in der Welle gelagert ist und eine an einer Schulter (45) am verschiebbaren Teil (38) angreifende, zur Verschieberichtung von Verstellorgan (49) und verschiebbarem Teil (38) geneigte Fläche (50, 56) auf­ weist und eine axiale Verschiebestellung des Stellorgans (49, 52) zur Welle (36) gesichert ist.

6. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan (59) verdrehbar in der Welle (36) ge­ lagert ist und mit einer exzentrisch bewegbaren Anlage­ fläche (57) an eine Schulter (65, 44′) am verschiebbaren Teil (38′) angreift und die Drehstellung des Stellorgans (59) zur Welle zu sichern ist.

7. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (45, 65) eine Begrenzungskante einer Ausnehmung (44, 44′) im verschieb­ baren Teil (38, 38′) ist.

8. Drehzahlregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt, an dem die Regel­ federanordnung (15) am Abstützteil (25, 35, 35′) be­ festigt ist, in der Schwenkebene des Ankoppelpunktes (22) der Regelfederanordnung am Reglerhebel (14) liegt.