DE3529421C2 - Fliehkraftdrehzahlregler für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Fliehkraftdrehzahlregler für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einem durch die DE-AS 22 24 755 bekannten Fliehkraftdrehzahlregler dieser Art ist der Führungshebel als U-förmig gebogener Hebel ausgebildet, an dessen die Schenkel des U verbindenden Stegs ein Kugelkopf mit Hals als Mitnahmezapfen eingesetzt ist, der in eine Hülse an einer mit dem Gelenkkopf des Fliehkraftdrehzahlreglers außermittig verbundenen Lasche eingreift und so die Reglermuffe mit dem Führungshebel koppelt. Zusätzlich ist der Gelenkkopf noch an einem Spannhebel geführt. Für die Qualität eines Drehzahlreglers ist maßgebend, inwieweit die Ist-Werte der eingegebenen Kenngrößen wie Drehzahl, Last usw. in wiederholbarer Qualität zu einer Einspritzmengensollgröße umsetzbar sind. Hierfür spielt nicht nur die innere Reibung des Reglers eine Rolle, sondern auch die Verwindungssteifigkeit des Gestänge- und Hebelsystems sowie die last- und drehzahlabhängig sich laufend ändernde Zuordnung der Reglerteile. Ein allergischer Punkt eines solchen Reglers ist die Kraft und Bewegungsübertragung zwischen Gelenkkopf und doppelarmigem Führungshebel. Bei beispielsweise außermittigem Kraftangriff der Fliehgewichte an der Verstellmuffe entstehen einseitige Belastungen am Gelenkkopf, die zu einer Verhakung der beiden Teile zueinander führen können, wenn an dieser Koppelung nicht ein ausreichendes Spiel vorhanden ist. Es entstehen ungewünschte Querkräfte mit Erhöhung der Reibung und Verspannung des Hebelsystems. Dies führt dazu, daß die Kennlinie eines solchen Drehzahlreglers nicht den gewünschten scharfen Knick an der Übergangsstelle der Lastregelung zur Endabregelung aufweist, sondern daß vielmehr ein weicher Übergang gegeben ist, der sich zudem bei Wiedereinstellen gleicher Grunddaten wie Drehzahl und Last nicht wiederholt. Wenn aber ein Regler keine sichere Wiederholbarkeit der Kennlinie aufweist, ist er auch nicht an die tatsächlichen Forderungen des Motors anpaßbar.

In ähnlicher Ausgestaltung zu vorstehend genannten Fliehkraftdrehzahlregler gemäß der DE-OS-22 24 757 ist bei diesem bekannten Fliehkraftdrehzahlregler statt der oben erwähnten Lasche eine Hülse auf dem Gelenkkopf aufgeschraubt, die eine radial liegende Sackbohrung aufweist, in die wiederum einseitig angelenkt der Mitnahmezapfen eingreift, um die Kopplung zwischen Führungshebel und Gelenkkopf herzustellen.

Die bekannten Fliehkraftdrehzahlreglerausgestaltungen haben ferner den Nachteil, daß die Führung des Gelenkkopfs und die Kopplung des Gelenkkopfes mit dem Führungshebel zur Mengenverstellung über verschiedene Hebel erfolgt und eine eine einwandfreie Funktion erlaubende Konstruktion dieser Verbindungen und ihre Montage mit erheblichem Aufwand verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fliehkraftdrehzahlregler gemäß der Gattung so weiterzubilden, daß eine einwandfreie Funktion des Reglers und eine einfache Herstellung und Montage ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein solcher Fliehkraftdrehzahlregler hat dabei den Vorteil, daß die Übertragung der Verstellkräfte auf den Gelenkkopf querkraftfrei erfolgen kann, da die Kraftübertragung vom Gelenkkopf auf die Führungshebelarme über die Achse des Mitnahmezapfens erfolgt und somit über eine weitgehend parallel zu den Führungshebelarmen verlaufende Linie. Dabei greift der Mitnahmezapfen mittig zur Verstellachse des Gelenkkopfes an diesem an, so daß keine Querkräfte auftreten. Durch die Führung des Gelenkkopfes in Schlitzen an den Führungshebelarmen erhält man eine momentenfreie Festlegung der Gelenkkopflage, wobei sich eine einfache Montage ergibt, indem die Achsstummel nach Einschieben des Mitnahmezapfens in die Führungsbohrung durch Drehen um die Achse des Mitnahmezapfens in die Schlitze gleiten können und dort eine im Betrieb gesicherte Lage einnehmen. Da die Achsstummel nicht bis an das Ende der Schlitze eingeschoben werden, ergibt sich für den Gelenkkopf, welcher eine Axialführung mit der Verstellmuffe bildet, ein entsprechender Freiheitsgrad in Bezug auf die Führungshebelkoppelung. Diese erfindungsgemäße Koppelung arbeitet nicht nur querkraftfrei und reibungsarm, sondern sie bietet auch erhebliche Vorteile bei der Herstellung. Das Führungshebelpaar muß nur mit dem Zapfen in die Führungsbohrung eingesteckt werden, wonach durch Verdrehen des Gelenkkopfes bei gleichzeitigem Einschieben der Achsstummel in die Schlitze die Koppelung montiert ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungswesentlichen Teile des Reg­ lers mit schematischen Ergänzungen;

Fig. 2 eine Ansicht nach II aus Fig. 3 von Gelenkkopf und Führungshebel;

Fig. 3 einen Schnitt bzw. eine Ansicht nach III in Fig. 2 und

Fig. 4a und b einen Schnitt und eine An­ sicht nach IV in Fig. 2 mit Führungshebel und Gelenk­ kopf in voneinander getrenntem Zustand.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der perspektivischen Darstellung in Fig. 1 ist mit 1 ein Fliehgewichtsversteller bezeichnet, der auf einen Gelenkkopf 2 wirkt, welcher über ein Hebelsystem 3 auf ein nur schematisch dargestelltes Mengensteuerglied 4 (Regelstange) wirkt. In das Hebelsystem 3 kann willkür­ lich über einen Verstellhebel 5 eingegriffen werden indem durch Schwenken des Verstellhebels 5 die Kraft einer Regelfeder 6 änderbar ist, die eine Kraftverbin­ dung zwischen dem Verstellhebel 5 und dem Hebelsystem 3 darstellt. Der ganze Regler arbeitet als Alldrehzahlreg­ ler, wobei sämtliche Einstellungen am Verstellhebel 5 und Wege des Gelenkkopfes 2 beim Anstreben des Gleich­ gewichtszustandes über das Hebelsystem 3 auf das Men­ gensteuerglied 4 übertragen werden. In Fig. 1 sind das Mengensteuerglied 4, der Verstellhebel 5 und die Regel­ feder 6 nur schematisch dargestellt.

Bei dem rein schematisch dargestellten Fliehgewichts­ versteller 1 wirken Fliehgewichte 7 über Winkelhebel 8 auf den Gelenkkopf 2, wobei die Verstellkräfte den Fliehkräften entsprechen. Der Fliehgewichtsversteller wird über eine Welle 9 angetrieben, auf deren Ende der Gelenkkopf 2 mit einer Innenbohrung 10 geführt ist. Für den Gegenstand der Erfindung unwesentliche Teile wie die Verstellmuffe des Fliehgewichtsverstellers 1 und das Axiallager zwischen drehenden und nur axial verschieb­ baren Teilen sind nicht dargestellt.

Wie auch den Fig. 2-4 entnehmbar ist, weist das Hebel­ system 3 einen doppelarmigen Führungshebel 11 auf, der um eine ortsfeste (im Gehäuse gelagerte) gemeinsame Achse 12 drehbar ist und dessen Arme über einen Stift 13 und eine Traverse 14 miteinander verbunden sind. Ebenfalls um die Achse 12 drehbar ist ein Spannhebel 15 vorgesehen, an dem die Regelfeder 6 angreift und der sich für seine Ruhelage an einem nicht dargestellten der Achse 12 abgewandten Anschlag abstützt. Der Verbindungsstift 13 weist einen Achsstummel 16 auf, der über den einen Arm des Führungshebels 11 seitlich hin­ ausragt und auf dem ein Regelhebel 17 schwenkbar gela­ gert ist, der nur schematisch dargestellt ist und der einerseits an das Mengensteuerglied 4 gekoppelt ist und dessen anderes Ende 18 eine Schwenklagerung im Reg­ lergehäuse aufweist.

An der Traverse 14 ist ein Mitnahmezapfen 19 befestigt, der ein kugeliges Ende 20 aufweist, das von einem Hals 21 getragen wird, mit dem dieser Mitnahmezapfen 19 an der Traverse 14 befestigt ist. Die Mittelachse I die­ ses Mitnahmezapfens verläuft weitgehend lotrecht zur Verstellrichtung V des Gelenkkopfes 2.

Im Gelenkkopf 2 ist zur Aufnahme des Mitnahmezapfens 19 eine zentrale Bohrung 22 vorhanden, deren Durchmesser dem Durchmesser des kugeligen Endes 20 entspricht, so daß dieser kugelige Abschnitt 20 weitgehend spielfrei in der zentralen Bohrung 22 geführt wird. Aufgrund der kugeligen Ausbildung und des im Durchmesser kleineren Halses 21 kann der Gelenkkopf 2 auf dem Mitnahmezapfen 19 in einem ausreichenden Bereich in jeder Richtung ver­ dreht werden, ohne daß deshalb die für den Kraftschluß erforderliche Linienberührung zwischen dem kugeligen Ende 20 und der Innenwand der Bohrung 22 verlassen wird.

Die Tauchtiefe des Mitnahmezapfens 19 innerhalb der zentralen Führungsbohrung 22 wird durch zwei am Gelenk­ kopf 2 angeordnete, quer zur Verstellrichtung des Gelenk­ kopfes verlaufende Achsstummel 23 bestimmt, die in in gleicher Richtung verlaufende Schlitze 24 des Führungs­ hebels 11 greifen. Von diesen Schlitzen 24 ist einer in - und der andere entgegen der Verstellrichtung offen, so daß für die Montage der Gelenkkopf 2 (Fig. 4b) zuerst mit der Führungsbohrung 22 über den Mitnahmezapfen 19 geschoben und danach mit den Achsstummeln 23 in die Schlitze 24 gedreht wird. In dieser "Arbeitslage" wird der Gelenkkopf 2 durch das Ende der Welle 9 gehalten, indem dieses in die Innenbohrung 10 greift.

Der erfindungsgemäße Fliehkraftdrehzahlregler arbeitet wie folgt: Wenn aufgrund einer Verstellung des Verstell­ hebels 5 die Vorspannung der Regelfeder 6 geändert wird, wird über den Spannhebel 15 und den Führungshebel 11 der Mitnahmezapfen 19 und der Gelenkkopf 2 so lange verschoben, bis bezüglich der durch die Fliehgewichte 7 erzeugten vom Fliehgewichtsversteller 1 am Gelenkkopf 2 angreifenden Kraft wieder ein Gleichgewicht entsteht. Da über den Achsstummel 16 der Regelhebel 17 mitgenommen und um das Ende 18 geschwenkt wird, erfolgt eine ent­ sprechende Verstellung des Mengensteuergliedes 4 und damit eine Änderung der Einspritzmenge, die wiederum eine Drehzahländerung zur Folge hat. Wenn am Gelenkkopf 2 entweder vom Hebelsystem 3 oder vom Fliehgewichtsver­ steller 1 her unsymmetrische Kräfte angreifen, beispiels­ weise durch einseitiges Angreifen der Winkelhebel 8 oder durch Verwinden des Führungshebels 11, so bleibt aufgrund der Linienkraftübertragung zwischen Mitnahme­ zapfen 19 und Innenbohrung 22 die resultierende Stell­ größe unverändert und außerdem wird die innere Reibung des Reglers vermindert. Da die Schlitze 24 für die Ar­ beitsstellung des Gelenkkopfes 2 so lang sind, daß die Achsstummel 23 nicht an den Schlitzenden anliegen, ist auch hier ein Kraftschluß in Stellrichtung zwischen Achsstummeln 23 und Führungshebel 11 vermieden. Die den Schlitzen 24 abgewandte Stirnseite 25 des Gelenkkopfes 2, die üblicherweise mit einer hier nicht näher darge­ stellten Angleichvorrichtung zusammenwirkt, erhält so­ mit ihre exakt quer zur Verstellrichtung verlaufende Einstellung, so daß eine ungewünschte Angleichung durch Verdrehung dieser Stirnseite 25 nicht mehr möglich ist.

Claims (3)

1. Fliehkraftdrehzahlregler für Brennkraftmaschinen mit einem durch einen synchron zur Brennkraftmaschinendrehzahl angetriebenen Flieh­ gewichtsversteller (1) entgegen einer Rückstellkraft verschiebbaren Ge­ lenkkopf (2), mit einem am Gelenkkopf (2) angelenkten, mit dem För­ dermengenverstellglied (4) mindestens mittelbar verbundenen doppel­ armigen Führungshebel (11), wobei der Gelenkkopf (2) in der Mitte zwischen den beiden Führungshebelarmen (11) eine quer zur Verstell­ richtung (V) verlaufende Führungsbohrung (22) aufweist, in die ein an einer die beiden Arme des Führungshebels (11) verbindenden Tra­ verse (14) mittig angeordneter Mitnahmezapfen (19) mit einem gegen­ über einem tragenden Hals (21) des Mitnahmezapfens (19) abgesetzten, kugeligen Ende (20) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß am Ge­ lenkkopf (2) quer zu seiner Verstellrichtung (V) und lotrecht zur Mitnahmezapfenachse (I) zwei Achsstummel (23) vorgesehen sind, die zur Fest­ legung der Eintauchtiefe des kugeligen Endes (20) des Mitnahmezapfens (19) in die Führungsbohrung (22) je in einem in Verstellrichtung (V) des Gelenk­ kopfes (2) verlaufenden Schlitz (24) der beiden Hebelarme des doppelarmigen Führungshebels (11) geführt sind.

2. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schlitze (24) in Verstellrichtung (V) und der andere der Schlitze (24) entgegen der Verstellrichtung (V) offen ist, so daß die Achsstummel (23) nach Einschieben des Mitnahmezapfens (19) in die Führungsbohrung (22) durch Drehen um die Achse (I) des Mitnahme­ zapfens (19) in die Schlitze (24) gleiten.

3. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf (2) mit einer in Stellrichtung (V) des Ge­ lenkkopfes (2) verlaufenden Innenbohrung (10) auf dem freien Ende einer Welle (9) des Fliehgewichtsverstellers (1) axial geführt ist.