DE4115301A1 - Steuerkapsel fuer einen fliehkraftdrehzahlregler - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Steuerkapsel für einen Fliehkraftdrehzahlregler gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Fliehkraftdrehzahlregler wird in Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung verwendet.

Ein Fliehkraftregler für die Drehzahl hat die grundsätz­ liche Aufgabe, die zulässige Höchstdrehzahl oder eine konstante Drehzahl in einer Brennkraftmaschine einzu­ halten. Darüber hinaus hat er noch Steuerungsaufgaben zu erfüllen, zu denen die Veränderung der Kraftstoffmenge für den Vollastbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl, die sogenannte Angleichung gehört; sie ermöglicht eine optimale Ausnutzung des in der Brennkraftmaschine er­ zeugten Drehmoments und geht von der größten, im belast­ baren Bereich der Brennkraftmaschine geförderten und rauchfrei verbrennenden Kraftstoffmenge aus, siehe hierzu Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbauch, 20. Auflage, Seiten 384 bis 386, VDI-Verlag Düsseldorf 1987.

Aus der DE 26 56 261 C2 ist ein Fliehkraftdrehzahlregler bekannt, bei dem die Verstellungen der Fliehgewichte in­ folge der Drehzahl der Brennkraftmaschine über ein eine Steuerkapsel umfassendes Reglerverstellglied und einen übersetzenden Hebelmechanismus in Verbindung mit einem Korrekturglied auf ein Fördermengenverstellglied über­ tragen wird, das die Kraftstoffmenge der Einspritzung reguliert. Dabei ist es wichtig, daß die Steuerkapsel an der Schulter einer Führungshülse anliegt, wenn der Angleichvorgang mit Hilfe des Korrekturgliedes, das aus einem Tastfinger und einer Anschlagkurvenbahn besteht, beginnt. Durch unvermeidbare Toleranzen im Fliehkraft­ drehzahlregler ist das bisher nur mit erheblichem Justieraufwand möglich, indem das Reglerverstellglied teilweise wiederholt demontiert und entsprechende Verstellungen einzelner Teile des Reglerverstellgliedes zueinander vorgenommen werden. Darüber hinaus sind unter Umständen Steuerkapseln mit unterschiedlich dicken, der Schulter der Führungshülse zugewandten stirnseitigen Böden erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuerkapsel mit den Merkmalen der Patentansprüche hat gegenüber den bekannten Lösungen den Vorteil, daß sie auf einfache Weise Toleranzen, die durch die fehlerhafte Ruhelage der Fliehgewichte, den Übertragungsmechanismus von den Fliehgewichten zum Reglerverstellglied und den fehlerhaften Abstand des stirnseitigen Bodens der Steuerkapsel selbst von der Schulter in der Führungshülse bedingt sind, ausgleichen kann. Während bisher die Verwendung von Steuerkapseln mit unterschiedlich dicken stirnseitigen Böden üblich war und der Innenaufbau des Reglerverstellgliedes in jedem Fall der jeweils verwendeten stirnseitigen Bodendicke angepaßt werden mußte, hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß von vornherein gleichdicke stirnseitige Böden mit unterschiedlichen Stufenhöhen in großen Stückzahlen herstellbar sind und daß in Abhängigkeit vom jeweiligen Toleranzfall ein stirnseitiger Boden mit geeigneter Stufenhöhe zum Einsatz kommt. Dadurch wird nicht nur der Justier- sondern auch der Herstellungsprozeß vereinfacht.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert, die einen Fliehkraftdrehzahl­ regler teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht darstellt.

Ausführungsbeispiel

Auf einer Antriebswelle 1 sind mittelbar Bolzen 2 im wesentlichen rechtwinklig zur geometrischen und Drehachse X-X befestigt, die an ihren freien Enden mit Federtellern 3 versehen sind. Gegen die Federteller 3 stützen sich mit ihren entsprechenden Enden Schraubenfedern 4, 5 ab, von denen die äußeren Schraubenfedern 4 als Leerlauffedern und die inneren als Endregelfedern 5 bezeichnet werden. Auf den Bolzen 2 sind hohlzylindrische Fliehgewichte 6 mit der Antriebswelle 1 zugewandten Böden 7 in Richtung einer gemeinsamen Achse Y-Y entgegengesetzt verstellbar angeordnet, von denen in der Zeichnung das obere Flieh­ gewicht geschnitten und das untere in Ansicht dargestellt ist. Der Axialschnitt des oberen Fliehgewichtes 6 läßt erkennen, daß der Boden 7 der beiden gleich ausgebildeten Fliehgewichte 6 ein Loch 8 aufweist, durch das der Bolzen 2 mit seinem Sockel 9 größeren Durchmessers hindurchragt. Auf dem Sockel 9 liegt ein zweiter Federteller 10 bei in Ruhe befindlichem Fliehkraftdrehzahlregler auf. Gegen den Federteller 10, der mit einem Kragen 11 versehen ist, stützt sich eine Angleichfeder 12 mit einem Ende ab, die sich über einen wesentlichen Teil ihrer Länge in einer Kapsel 13 befindet, die ebenfalls auf dem Bolzen 2 gleitet und gegen deren Muffenteil 14 sich die Angleichfeder 12 mit ihrem anderen Ende abstützt. Die Kapsel 13 besitzt an ihrem dem Federteller 10 zugewandten offenen Ende einen Flansch 17, der einerseits als Anlage für den Federteller 10 dienen kann und andererseits zur Abstützung der Endregelfeder 5 dient. Zwischen Angleichfeder 12 und Federteller 10 einerseits und Bolzen 2 andererseits befindet sich eine Hülse 15, die an den Bewegungen der Kapsel 13 teilnimmt. Die Leerlauffeder 4 stützt sich mit ihrem der Antriebs­ welle 1 zugewandten Ende gegen den Boden 7 des Fliehge­ wichts 6 ab. In der dargestellten Ruhelage des Flieh­ kraftdrehzahlreglers liegen die Fliehgewichte 6 durch die Wirkung der Leerlauffedern 4 mit ihrem Boden 7 mittelbar an der Antriebswelle 1 an, und der Federteller 10 wird durch die Endregelfeder 5 und die Angleichfeder 12 gegen den Sockel 9 gedrückt. Die den Bolzen 2 umgebenden Teile sind mit diesen koaxial zur Achse Y-Y angeordnet und bilden sein Meßwerk 16.

Eine Nabe 18 ist mit der Antriebswelle 1 mittelbar verbunden und mit Lagern 19 für Winkelhebel 20 versehen, die einerseits an die Fliehgewichte 6 und andererseits in einem gemeinsamen Anlenkpunkt 21 an ein Teil 22 einer Angleichmuffe 23 angelenkt sind, die in einer Reglermuffe 24 gleitend und parallel zur Achse X-X verschiebbar gelagert ist. Angleichmuffe 23 und Reglermuffe 24 sind je mit einem Stützteil 25 bzw. 26 versehen, gegen die sich eine Angleichsteuerfeder 27 abstützt. Außerdem weist die Reglermuffe 24 eine Schulter 28 auf, die sich ebenso wie die Stützteile 25 und 26 in einer Steuerkapsel 29 befinden. Die Reglermuffe 24 ist mit ihrem Stützteil 26 und ihrer Schulter 28 in der Steuerkapsel 29 entgegen der Wirkung einer Ausweichfeder 30 parallel zur Achse X-X verschieb­ bar gelagert. Dabei stützt sich die Ausweichfeder 30 einerseits gegen die Schulter 28 und andererseits gegen den stirnseitigen Boden 31 der Steuerkapsel 29 ab. Durch den stirnseitigen Boden 31 ragt das Angleichmuffenteil 22 mit dem Anlenkpunkt 21 hindurch. Der stirnseitige Boden 31 hat eine Dicke d und ist ausgehend von der Durchführung des Angleichmuffenteils 22 mit einer radial verlaufenden Abstufung 32 versehen, deren Stufenhöhe von den obengenannten Toleranzen abhängt. Die Steuerkapsel 29 gleitet axial in einer Führungshülse 33, deren Innenraum 34 sich im zentralen Teil der Nabe 18 fortsetzt und die mit einer Schulter 35 als Anschlagfläche für den peripheren Teil 36 des stirnseitigen Bodens 31 versehen ist.

In der dargestellten Funktionslage des Fliehkraftdrehzahlreglers haben die Schulter 35 (ringförmiger Anschlag) und der periphere Teil 36 einen Abstand l, die Stützteile 25 und 26 einen axialen Abstand a, der Boden 7 und der Kragen 11 einen Abstand m sowie der Kragen 11 und der Flansch 17 einen Abstand b voneinander. Dabei gilt a= oder <b, wenn l= oder <m ist. Dabei entspricht der Abstand l der Leerlaufstufe; er ergibt sich ebenso wie der Abstand a aus dem Zusammenspiel der Kräfte der Angleichsteuerfeder 27 und der Ausweichfeder 30. In gleicher Weise stellen sich die Abstände m und b aufgrund der Kräfte der Schraubenfedern 4, 5 und 12 ein. Angleichmuffe 23, Reglermuffe 24 und Steuerkapsel 29 mit den darin enthaltenen Bauteilen stellen das Reglerverstellglied 61 dar, das koaxial zur Achse X-X angeordnet ist. An den Enden, mit denen die Angleichmuffe 23 und die Reglermuffe 24 sich nicht in der Steuerkapsel 29 befinden, sind sie mit Ringnuten 37, 38 versehen.

In die Ringnut 37 greift das eine Ende eines auf einer gehäusefesten Welle 40 gelagerten zweiarmigen Hebels 41 ein, dessen anderes Ende an einem mit einer Kulissen­ führung 42 versehenen Angleichhebel 43 angelenkt ist. Am noch freien Ende des Angleichhebels 43 befindet sich eine Tastnase 44, die mit einer Anschlagkurvenbahn 45 zusammenarbeitet, die nacheinander die unterschiedlichen Regelwege für den Start, das Saugen, die Angleichung und das Abregeln enthält. Die Anschlagkurvenbahn 45 ist mit ihrem Träger 46 mit Hilfe einer im andeutungsweise dargestellten Gehäuse 47 gelagerten Stellschraube 48 justierbar angeordnet.

In die Ringnut 38 greift ein mit einer Kulissenführung 49 versehener Regelhebel 50 mit einem Ende ein. Sein anderes Ende ist an eine mit einem Kraftspeicher 51 versehene Lasche 52 angelenkt, die mit ihrem anderen Ende mit einer Regelstange 53 verbunden ist und an der ein Kulissenstein 54 befestigt ist, der in die Kulissenführung 42 des Angleichhebels 43 eingreift. Der Kraftspeicher 51 speichert den nicht realisierten Weg der Regelstange 53 und die Startbegrenzung. In der Kulissenführung 49 gleitet ein Kulissenstein 55, der an einem Ende eines Lenkhebels 56 angebracht ist, welcher mit einem Verstellhebel 57 fest verbunden und um die am Gehäuse 47 gelagerte Welle 40 zwischen zwei gehäusefesten Anschlägen, dem Stopanschlag 58 und dem Vollastanschlag 59 schwenkbar ist.

Die Antriebswelle 1 und die Regelstange 53 ragen durch einen Teil des Einspritzpumpengehäuses 60 in den Flieh­ kraftregler hinein.

In der dargestellten Lage befindet sich der Fliehkraft­ drehzahlregler in Ruhe, die Antriebswelle 1 dreht sich nicht und der Verstellhebel 57 liegt am Stopanschlag 58 an. Wird die Brennkraftmaschine angelassen, und läuft sie im Leerlauf, so werden die Fliehgewichte 6 entlang der Bolzen 2 um einen Betrag nach außen bewegt, die Leerlauffedern 4 entsprechend zusammengedrückt und über die Winkelhebel 20 die Steuerkapsel 29 um den gleichen Betrag nach links bewegt, so daß sich der Boden 7 dem Federteller 10 und der stirnseitige Boden 31 der Schulter 35 um denselben Betrag nähert bzw. die entsprechenden Abstände l und m um dasselbe Maß verringert werden. Wird der Verstellhebel 57 vom Stopanschlag 58 auf die Leerlaufstellung 62 vorgelegt, ändern sich weder die Bauteile in der Steuerkapsel 29 noch die Kapsel 13 bezüglich des Federtellers 10 hinsichtlich ihrer Lage.

Wird nun der Verstellhebel 57 gegen den Vollastanschlag 59 gelegt, bewegt sich der Kulissenstein 55 auf einem Kreisbogen um die Welle 40, drückt den Regelhebel 50 nach links und legt einen momentanen Drehpunkt für den Regelhebel 50 fest. Die Leerlaufstufe ist vorüber, die Rotation der Antriebswelle 1 wird beschleunigt, der Fliehgewichts­ boden 7 legt sich gegen den Federteller 10; vorausge­ setzt wird, daß die Abstände l=m und a=b sind. Außerdem werden die Winkelhebel 20 und mit ihnen der Anlenkpunkt 21 so bewegt, daß der periphere Teil 36 gegen die Schulter 35 drückt. Die Ausweichfeder 30 wirkt auf den Regelhebel 50 ein, der dadurch um den Kulissenstein 55 geschwenkt wird und die Lasche 52 nach links bewegt. Da außerdem die Angleichmuffe 23 nach links bewegt wird, erfährt der zweiarmige Hebel 41 eine Schwenkung im Uhrzeigersinn und damit der Angleichhebel 43 eine Bewegung nach oben. Die Tastnase 44 bewegt sich dabei entlang der Anschlagkurvenbahn 45. Während zu Beginn der Angleichung der Boden 7 am Federteller 10 und der periphere Teil 36 an der Schulter 35 anliegt, drücken am Ende der Minus- und Plusangleichung, die durch die Angleichfeder 12 in der Kapsel 13 im Zusammenwirken mit der Anschlagkurven­ bahn 45 bewirkt wird, der Flansch 17 gegen den Kragen 11 und das Stützteil 25 der Angleichmuffe 23 gegen das Stützteil 26 der Reglermuffe 24. Dementsprechend werden die Federkräfte der Angleichfeder 12 und der Angleichsteuerfeder 27 überwunden, die damit ihre größte Spannung erreicht hat. Von da an laufen die Angleichmuffe 23 und Reglermuffe 24 wieder gemeinsam. Mit Beginn der Abregelung entfernt sich die Tastnase 44 wieder von der Anschlagkurvenbahn 45, die Schraubenfedern 4, 5, 12 im Meßwerk 16 und die Schraubenfeder 30 im Reglerverstellglied 61 bzw. in der Steuerkapsel 29 werden auf ein Höchstmaß zusammen­ gedrückt, die Regelstange 53 bewegt sich in Stoprichtung.

Durch die Erfindung ist es möglich, stirnseitige Böden 31 als selbständige Bauteile für die Steuerkapsel 29 mit zu- oder abnehmenden Höhen für die Abstufung 32 herzustellen und entsprechend den Fertigungstoleranzen einzusetzen. Da die stirnseitigen Böden 31 immer die gleiche Dicke d haben, verändert sich zwar die Höhe der Leerlaufstufe l, die Lage n der Stützteile 26 und 25 und somit Abstand a sowie die Federvorspannung der Angleichsteuerfeder 27 bleiben erhalten.

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

Claims (2)

1. Steuerkapsel für einen Fliehkraftdrehzahlregler, die in einer Führungshülse (33) axial verstellbar ange­ ordnet ist und eine Reglermuffe (24) und in dieser eine Angleichmuffe (23) enthält, die sich gegenein­ ander durch eine Schraubenfeder (27) abstützen, wobei die Angleichmuffe (23) mit einem Ende durch die gleichliegenden Stirnseiten von Reglermuffe (24) und Steuerkapsel (29) hindurchragt und mit diesem Ende an Fliehgewichte (6) des Fliehgewichtsdrehzahl­ reglers angelenkt ist und wobei die Führungshülse (33) in ihrem der Stirnseite (36) der Steuerkapsel (29) in axialer Richtung benachbart liegenden Teil einen ringförmigen Anschlag (35) für die Stirnseite der Steuerkapsel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Boden (31) der Steuerkapsel (29) mit einer in radialer Richtung des ringförmigen Anschlags (35) vorspringenden Abstufung (32) versehen ist, daß der stirnseitige Boden (31) eine konstante Dicke (d) aufweist und daß die Lage des Teiles (36) des stirnseitigen Bodens (31), der zur Anlage an den ringförmigen Anschlag (35) kommt, innerhalb des Dickenbereichs (d) variabel ist.

2. Steuerkapsel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Boden (31) der Steuerkapsel (29) ein selbständiges, auswechselbares Bauteil ist.