DE3625985A1

DE3625985A1 - Fliehkraftdrehzahlregler von kraftstoffeinspritzpumpen

Info

Publication number: DE3625985A1
Application number: DE19863625985
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Bruehmann; Ernst Dipl Ing Ritter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE3661148D1; US4735182A; EP0232393B1; EP0232393A1; WO1987001162A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Fliehkraftdrehzahl regler von Kraftstoffeinspritzpumpen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Drehzahlregler sind als Verstellregler oder Leerlaufenddrehzahl regler von der Firma Bosch unter der Bezeichnung EP/RSV und EP/RSF auf dem Markt. Bei diesen in Großserie hergestellten Drehzahlreglern weichen die theoretisch sehr genau festgelegten Lager - und Angriffspunkte infolge Fertigungsfehlern von den vorgesehenen Stellen ab. Diese Abweichungen können entweder durch nachträgliche und damit teure Bearbeitung der betroffenen Teile korrigiert werden oder sie müssen durch entsprechende Aus bildung der Reglerteile kompensiert werden. Eine solche Kompensation ist beispielsweise beim doppelarmigen Führungshebel mit seiner kastenförmigen Konstruktion erreicht, indem dieser torsionsweich ausgeführt ist. Die Torsions weichheit hat jedoch den Nachteil, daß dadurch die Regelung im Ganzen ungenau wird und zu großen Streuungen neigt und daß dadurch die Einstellbar keit des Reglers wesentlich erschwert wird.

Wenn der Regler zudem mit einer Angleichvorrichtung arbeitet, bei der, wie bei diesen EP/RS-Reglern, eine "Kraftstoffangleichung" erzielt wird, indem der Gelenkkopf mit seiner dem Fliehkraftversteller abgewandten Seite auf einen durch eine Angleich feder belasteten Angleichbolzen stößt, so besteht die Gefahr, daß immer dann, wenn aufgrund der Torsion des Führungshebels der Gelenkkopf schräg zur Angriffsfläche des Angleichbolzens steht, eine Angriffspunktverschiebung und dadurch unge wünschte Änderung der vorgesehenen "Angleichung" stattfindet.

Hinzu kommen Regelungsfehler, die auf Reibungsver luste des Reglers zurückzuführen sind, welche beispielsweise bei der Übertragung der Fliehgewichts verstellkräfte auf den Führungshebel und von dort auf das Fördermengenverstellglied auftreten. Diese Reibungsverluste nehmen naturgemäß zu, wenn aufgrund von Torsionsweichheit oder sonstigen Verwindungen im Reglergestänge Verspannungen auftreten. Reibungsverluste und Verwindungen entstehen besonders bei Fluchtungsfehlern, das heißt, wenn die Kraftübertragung nicht in der durch die Fliehkraftverstellerachse bestimmten Verstellrichtung erfolgt, so daß Kippmomente entstehen, was sich besonders nachteilig an den Stellen auswirkt, an denen die Kraftübertragung über Formschlußflächen statt über Punkte oder Linien erfolgt. Abweichungen von der Verstell richtung können beispielsweise einen außermittigen Kraftangriff der Fliehkräfte des Fliehkraftver stellers zur Folge haben, wobei diese einseitigen Belastungen in bestimmten Drehzahlbereichen zu einer Verhakung der relativ zueinander ver schiebbaren Teile führen kann. Diese ungewünschten Querkräfte bewirken auch deshalb eine Verschlechterung der Reglerqualität, weil die tatsächlichen Kraft übertragungslinien von den ursprünglich vorgesehenen fluchtenden Linien abweichen.

In Bezug auf die jedem Regler zugrundeliegende Reglerkurve wirken sich diese beschriebenen Mängel einerseits darin aus, daß diese Reglerkurve eine verhältnismäßig große Streuung aufweist und daß außerdem beim Übergang zur Abregelung ein weicher Übergang statt eines scharfen Knickes vorhanden ist. Zur Definition einer exakten Reglerkurve ist es aber erforderlich, daß Rast punkte für die Einstellung gegeben sind, beispiels weise beim Übergang zur Abregelung. Diese Nachteile wirken sich besonders beim Leerlaufenddrehzahl regler aus, bei dem die Abregelung zur Vermeidung von insbesondere Motorschäden dadurch erst ab einer bestimmten Drehzahl beginnen darf, die durch einen nicht vorhandenen Rastpunkt nicht einstellbar ist. Nur wenn die Höchstdrehzahl des Motors über die Kraftstoffeinspritzpumpe sehr präzise eingeregelt werden kann, ist die volle Ausnutzung dieser Enddrehzahl des Motors möglich.

Bei einem anderen bekannten Fliehkraftdrehzahl regler der eingangs genannten Art (DE-PS 10 11 223) ist das als Verstellmuffe ausgebildete Verstell stück auf einem Wellenstummel des Fliehgewichts verstellers geführt und greift über ein Wälzlager, in das der Gelenkkopf mit einem entsprechenden Zapfen gesteckt ist, axial an diesem an. Der Gelenkkopf weist quer zur Verstellrichtung ver laufende Achsstummel auf, an denen die Laschen des Führungshebels über nach unten offene Lang löcher angreifen. Diese Ausführung hat den Nach teil, daß konstruktive Ungenauigkeiten der Hebel lager sowie Fluchtungsfehler der Stellbewegungen entweder nicht ausgeglichen werden oder durch Torsionsnachgiebigkeit des Führungshebels ausge glichen werden, was beides entweder zu hoher Reibung oder den obengenannten Reglerfehlern führt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Fliehkraftdrehzahlregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber verschiedene Vorteile:

- Der Führungshebel kann weitgehend torsionsstarr ausgebildet werden, um mit einem derartigen steifen Führungshebel eine nahezu fehlerfreie Übertragung der einseitig angreifenden Regel hebelkraft zu erzielen und außerdem auch eine Verringerung der Nacharbeit am Führungshebel zu erhalten;
- Fertigungsbedingte Ungenauigkeiten, die vor allem zu Fluchtungsfehlern führen, können vollständig und ohne Verwindungsproblem der Hebel bzw. ohne Kraftaufwand ausgeglichen werden;
- Die Kraftübertragung vom Gelenkkopf auf den Führungshebel erfolgt über Linienberührung innerbalb des Kreuzlagers anstatt über Punkt berührung, wie beispielsweise beim Kugelkopf, so daß erstens ein geringerer Verschleiß auf tritt und zweitens eine höhere Belastung mög lich ist;
- Die Kraftübertragung der Verstellkräfte beispiels weise vom Verstellstück auf den Gelenkkopf kann querkraftfrei erfolgen, da sich die Achse aufgrund der Ovalität der die Achse aufnehmenden Bohrung in dem erforderlicben Maß um das Kreuz lager schwenken läßt, so daß vor allem auch der Kraftangriff weitgehend in der Mitte der Achse und somit in der gewünschten Kraftlinie erfolgt. Der doppelarmige Führungshebel kann sich dann auch noch bei einseitigem größeren Widerstand leicht verwinden, ohne daß deshalb der Kraftangriffspunkt aus dieser Kraftlinie verschoben wird, beispielsweise zu einem der beiden Laschen hin.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Kreuzlager ein den Gelenkkopf mindestens teilweise und die Achse durchdringender Bolzen vorhanden, so daß die Zentrierung auf einen Kraftangriffspunkt exakt zwischen den beiden Laschen des Führungshebels gewährleistet ist. Die Lösung kann bevorzugt bei einem Regler ange wendet werden, bei dem in an sich bekannter Weise der Führungshebel mit seitlichem Spiel auf dem Schwenklager angeordnet ist.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Kreuzlager ein den Gelenk kopf mindestens teilweise durchdringender von der Achse durchdrungener Kreuzbolzen vorhanden, wodurch eine einfachere Konstruktion für die Montage erzielbar ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Gelenkkopf und den Laschen ein Spiel vorhanden, wodurch ein leichtes seitliches Verschieben des Gelenkkopfes in Bezug auf den Führungshebel und in Bezug auf die zentrale Kraftlinie möglich ist, wenn beispielsweise ein fertigungsbedingter seitlicher Versatz von Führungshebel zu Fliehgewichtsversteller gegeben ist. Diese Verschiebung des Gelenkkopfes kann auf der Achse erfolgen oder aber durch Verschieben der Achsenden in den Laschen des Führungshebels.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung sind die Achsenden fest mit den Laschen des Führungshebels verbunden, um dadurch dessen Steifigkeit zu verbessern. In gleiche Richtung geht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß der zwischen den Laschen als eine der Querverbindungen nahe des Schwenklagers des Führungshebels ein beiderseits fest mit den Laschen verbundener - beispielsweise vernieteter - Abstandsbolzen vorhanden ist.

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

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungswesentlichen Teile des Reglers mit schematisch dargestellten ergänzenden Teilen des Reglers;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bereich des Fliehgewichtsverstellers und Gelenkkopfes des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gelenkkopf nach Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 bis 6 das zweite Ausführungsbeispiel in drei Schnitten bzw. Ansichten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der allgemeinen perspektivischen Darstellung eines erfindungsgemäßen Reglers in Fig. 1 ist mit 1 ein Fliehgewichtsversteller bezeichnet, der auf ein Verstellstück wirkt, welches über ein Hebelsystem 3 auf ein nur schematisch darge stelltes Mengensteuerglied 4 wirkt. In das Hebel system 3 kann willkürlich über einen Verstellhebel 5 eingegriffen werden.

Bei dem in Fig. 1 rein schematisch und in Fig. 2 dargestellten Fliehgewichtsversteller 1 wirken Fliehgewichte 6 über Winkelhebel 7 auf das Verstell stück 2, wobei die Verstellkräfte den Fliehkräften und dadurch der Drehzahl entsprechen. Der Flieh gewichtsversteller 1 wird. Über eine Welle 8 ange trieben, deren Ende 9 in einer Innenbohrung 10 des Verstellstückes 2 geführt ist. Die Fliehge wichte 6 mit Hebeln 7 sind an Traversen 11 gelagert, welche mit der Welle 8 rotieren.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Verstellstück 2 jeweils in anderen Teilschnitten dargestellt. Das Verstell stück 2 weist einen Bund 12 auf, der drehsymmetrisch ausgebildet ist und an dessen dem Fliehgewichtsver steller 1 zugewandten Seite unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers 13 die Hebel 7 des Fliehgewichtsver stellers 1 angreifen. Innerhalb des Wälzlagers 13 ist ein Muffenteil 14 des Verstellstückes 2 angeordnet, in dessen Innenbohrung 10 das Ende der Welle 8 ragt, auf dem das Verstellstück 2 axial verschiebbar ist. Auf der diesem Muffen teil 14 abgewandten Seite des Bundes 12 ist ein Gelenkkopf 15 vorgesehen, der bei diesem ersten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Verstell stück 2 ausgebildet ist und der ein Kreuzlager aufweist mit einer Querbohrung 16 länglichen Quer schnitts (Langloch), durch die eine Achse 17 ragt. Gelenkkopf 15 und Achse 17 werden durch einen beide durchquerenden Bolzen 18 zueinander fixiert, so daß die Achse 17 um einen bestimmten durch den Querschnitt der Querbohrung 16 begrenzten Winkel um den Bolzen 18 schwenkbar ist (Fig. 3).

Von dem dargestellten Hebelsystem 3 sind auf den freien Achsenden 19 der Achse 17 die Enden von Laschen 20 eines doppelarmig ausgebildeten Führungshebels 21 und die Enden eines ebenfalls doppelarmig ausge bildeten Umlenkhebels 22 gelagert. Das Umlenk hebelpaar 22 ist durch einen Stift 23 miteinander verbunden. Am einen Arm des Umlenkhebels 22 greift über eine Kurbel 24, die nur schematisch dargestellt ist, der Verstellhebel 5 an. Am freien Ende des anderen Armes des Umlenkhebels 22 ist eine Schwenk achse 25 für einen Regelhebel 26 angeordnet, welcher am einen Ende 27 im Reglergehäuse gelagert ist und am anderen Ende 28 das Mengensteuerglied 4, insbesondere eine Regelstange, anlenkt. Die der Achse 17 abgewandten Enden des Führungshebels 21 sind über ein ortsfestes Schwenklager 29, auf dem auch das Ende eines Krafthebels 30 gelagert ist, im Reglergehäuse schwenkbar angeordnet. An dem Krafthebel greift eine der Fliehkraft entgegen wirkende Reglerfeder 31 an. Der Krafthebel 30 stützt sich mit seinem Ende 32 an einem Anschlag 33 des Gehäuses ab. Zwischen Gelenkkopf 15 und Krafthebel 30 ist eine Angleichvorrichtung 34 mit Angleichfeder 35 vorgesehen, welche erst ab einer bestimmten Fliehkraft bzw. Drehzahl nachgibt und damit die bis dahin durch die Reglerfeder 31 bestimmte Kennlinie des Reglers beeinflußt. Die Einspritzmenge wird so der vom Motor rußfrei verbrennbaren Menge "angeglichen".

Dieser erfindungsgemäße im ersten Ausführungsbei spiel als Leerlaufenddrehzahlregler ausgebildete Fliehkraftdrehzahlregler arbeitet wie folgt: Wenn bei einer bestimmten Einstellung des Verstellhebels 5 die Endabregeldrehzahl überschritten wird, wird durch die Fliehkraft der Fliehgewichte 6 über die Winkelhebel 7 eine Kraft auf das Verstellstück 2 ausgeübt, die dieses entgegen der Kraft der Feder 31 bzw. 35 verschiebt. Hierbei wird über die Achse 17 das Führungshebelpaar 21 verschoben und nimmt dabei den Regelhebel 26 und Krafthebel 30 mit. Durch die Mitnahme des Regelhebels 26 wird das Mengensteuerglied 4 in eine Lage für geringere Einspritzmenge verschoben, und durch die Mitnahme des Krafthebels 30 muß die Feder 31 bzw. 35 überwunden werden solange, bis eine neue Gleichgewichtslage errreicht ist. Bevor diese Grenzdrehzahl erreicht wird, kann über den Verstell hebel 5 die Einspritzmenge zum Beschleunigen und Abbremsen des Motors willkürlich eingestellt werden. Hierfür wird durch die Kurbel 24 der Umlenkhebel 22 verstellt, wodurch über die Schwenkachse 25 ebenfalls der Regelhebel 26 in eine gewünschte Stellung geschwenkt wird. Die Regelung der Leer laufdrehzahl funktioniert im Prinzip wie die der Enddrehzahl mit dem Unterschied, daß, sobald der Motor eine gewisse Drehzahl unterschreitet, der Drehzahlregler das Mengensteuerglied 4 in eine Lage für größere Einspritzmengen bringt, bis auch hier wieder ein Gleichgewicht erzielt ist.

Natürlich ist die Erfindung nicht eingeschränkt auf Leerlaufenddrehzahlregler sondern ist genauso gut anwendbar bei Verstellreglern (Alldrehzahl reglern). Bei diesen Alldrehzahlreglern wird im Gegensatz zum Leerlaufenddrehzahlregler auch die Zwischendrehzahl geregelt, die bei letzterem will kürlich einstellbar ist, so daß die Hebelanordnung etwas von der in Fig. 1 gezeigten abweicht.

Der Umlenkhebel 22 ist nicht erforderlich und die Regelfeder greift einerseits wiederum am Krafthebel an, andererseits aber im Unterschied zum Leerlauf enddrehzahlregler an einem durch den willkürlich verstellbaren Verstellhebel verstellbaren Schwenk hebel, wobei sich je nach Schwenklage die Vor spannung der Regelfeder ändert. So ist es durchaus möglich, daß das zweite in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel bei Verstell reglern Anwendung findet, wie auch das erste Ausführungsbeispiel bei diesen Reglern verwendet werden kann. Da die Erfindung bei beiden Regler arten verwendbar ist, ist auf eine nähere Beschreibung eines Verstellreglers im einzelnen verzichtet.

Vom zweiten Ausführungsbeispiel ist nur der Führungshebel 121 in seiner kastenartigen Form und der Gelenkkopf 115 dargestellt und zwar in Fig. 4 als Längsschnitt, in Fig. 5 als Teil schnitt und Ansicht gemäß Linie V-V in Fig. 4 und in Fig. 6 als Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4.

Der Führungshebel 121 weist auch hier seine zwei Laschen 120 auf, die durch die Achse 117 des Gelenkkopfes 115 und durch einen Abstands bolzen 37 am anderen Ende des Hebels fest mit einander verbunden sind. Die Verbindung ist hier durch Vernieten der Achsenden 119 bzw. der Enden des Abstandsbolzens 37 ausgeführt. Eine zusätzliche Versteifung wird durch eine Buchse 38 erreicht, die zwischen den beiden Laschen 120 eingeklemmt ist und in der ein Lagerbolzen 39 mit axialer Einspannung geführt ist; auf dem der Regelhebel 126 gelagert ist. Auf diese Weise entsteht ein verhältnismäßig verwindungssteifes System, bei dem die Anordung des ortsfesten Schwenklagers 129 zur Versteifung beiträgt.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist hier der Gelenkkopf 115 getrennt von dem Verstellstück 2 ausgebildet und weist zum Flieh kraftversteller hin ein Steckstück 40 auf. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel durchdringt hier die Achse 117 einen Kreuzbolzen 36, der jedoch ebenfalls den Gelenkkopf 115 durchquert. Zwischen dem Gelenkkopf 115 und den Laschen 120 ist ein Spiel 41 vorhanden, so daß auch eine quer zur durch den Doppelpfeil I angedeuteten Verstellrichtung mögliche Ver schiebung des Gelenkkopfes 115 auf der Achse 117 gegeben ist.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungs wesentlich sein.

Claims

1. Fliehkraftdrehzahlregler von Kraftstoffeinspritz pumpen für Brennkraftmaschinen

- mit einem eine axiale Verstellbewegung eines Verstellstückes entgegen der Kraft mindestens einer Feder bewirkenden und motordrehzahlsynchron angetriebenen Fliehge wichtsversteller;
- mit einem der mindestens mittelbaren Übertragung der Verstellbewegung auf ein Fördermengenver stellglied (Regelstange) dienenden, hierzu auf einem Schwenklager gelagerten und aus zwei fest miteinander verbundenen gleichlaufenden Laschen - somit doppelarmig - (kastenförmig) ausgebildeten Führungs hebel, an dem mindestens mittelbar die Feder angreift;
- und mit einem Gelenkkopf zwischen Verstell stück und Führungshebel, der einerseits zum Verstellstück hin eine in Verstellrichtung des Verstellstückes gegebene Verbindung hat und der andererseits über zwei nämlich je an einer der Laschen angreifenden Achs enden mit dem Führungshebel verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Laschen (20) über Querverbindungen (17, 37, 38) einen in sich steifen Rahmen bilden
- daß die Achsenden (19) solche einer den Gelenkkopf (15) durchdringenden Achse (17) sind
- daß die Achse (17) in einer im Gelenkkopf (15) vorhandenen weitgehend senkrecht zur Verstellrichtung und den Laschen (20) verlaufenden Bohrung (16) angeordnet ist
- daß die Bohrung (16) einen in Verstellrichtung länglich ausgebildeten (ovalen) Querschnitt aufweist und
- daß die Achse (17) durch ein senkrecht zu ihr und zur Verstellrichtung verlaufendes Kreuzlager (18, 36) etwa in der Längsmitte der Achse (17) in der Bohrung (16) gelagert ist, so daß sie eine begrenzte Schwenkbewegung in der Bohrung (16) um das Kreuzlager ausführen kann.

2. Fliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kreuzlager ein den Gelenkkopf (15) mindestens teilweise und die Achse (17) vollständig durchdringender Bolzen (18) vorhanden ist.

3. Flliehkraftdrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kreuzlager ein den Gelenkkopf (115) mindestens teilweise durch dringender und von der Achse (117) vollständig durchdrungener Kreuzbolzen (36) vorhanden ist.

4. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem Gelenkkopf (15) und den Laschen (20) des Führungshebels (21) ein Spiel vorhanden ist.

5. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Achsenden (119) fest mit den Laschen (120) verbunden sind.

6. Fliehkraftdrehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen den Laschen (120) nahe des Schwenklagers (129) des Führungshebels (121) ein als Querverbindung dienender beiderseits mit den Laschen fest verbundener Abstandsbolzen (37) vorhanden ist.