Fliehkraftregler, insbesondere zum Regeln der Brennstoffzufuhr von Einspritzbr ennkr aftmaschinen. Die Erfindung hat einen Fliehkraftregler zum Gegenstand, der insbesondere zum Re geln der Brennstoffzufuhr von Einspritz- brennkraftmaschinen dient.
Diese Regler sol len bei einer verhältnismässig niederen Leer laufdrehzahl bereits ausreichende Verstell- wege und vor allem genügende Verstellkräfte hervorbringen. Da die Verstellkräfte im quadratischen Verhältnis mit der Drehzahl ansteigen, ergibt sich bei den bekannten Fliehkraftreglern der Nachteil,
.dass die mit Rücksicht auf die einwandfreie Leerlauf regelung verhältnismässig schwer bemessenen Fliehgewichte in dem wesentlich über der Leerlaufdrehzahl liegenden Betriebsdrehzahl bereich oder gar bei der Höchstdrehzahl sehr grosse Kräfte entwickeln.
Diese Kräfte müs sen ausgeglichen werden durch innerhalb des Reglers unterzubringende Federn, deren Kennwerte (Vorspannung, Steifigkeit) so ge wählt werden müssen, dass auch im untern Betriebsdrehzahlbereich der zulässige Un- gleichförmigkeitsgrad nicht überschritten wird.
Mit Rücksicht auf diese Zusammen- bänge liegt bei den bekannten Fliehkraft reglern das grösstmögliche Verhältnis der höchsten Drehzahl zur niedersten Leerlauf drehzahl etwa bei dem Werte 5 : 1.
Nun ist es aber insbesondere bei Ver- brennuugskraftmaschinen erwünscht, unter Beibehaltung der bisher üblichen Leerlauf drehzahlen die Höchstdrehzahl wesentlich zu steigern. Diesem Bestreben können die bis her üblichen Fliehkraftregler aus dem vor genannten Grunde nicht nachkommen,
auch wenn als Reglerbelastung mehrere nachein ander zur Wirkung kommende Federsätze mit abgestufter Vorspannung und Steifigkeit angewendet oder (nach einem andern bekann ten Vorschlag) ein Teil der Fliehgewichts masse nach einem bestimmten Hube durch an der Reglerwelle angebrachte Anschläge abge- fangen und im Bereiche der höheren Dreh zahlen nur der restliche Teil der ursprünglich wirksamen Masse zur Regelung benutzt wird.
In beiden Fällen sind nämlich im obern Drehzahlbereich die mit der Reglerwelle um laufenden Massen sehr gross und erfordern eine entsprechend kräftige Ausführung des gesamten Reglers.
Durch die Erfindung werden die genann ten Schwierigkeiten überwunden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwi schen die Reglerwelle, um die die Fliehge wichte umlaufen, und die Antriebswelle ein mindestens zweistufiges Wechselgetriebe ein geschaltet ist, dessen Übersetzung sich selbst tätig ändert, wobei jedem Übersetzungsver hältnis ein Drehzahlbereich der Antriebs welle zugeordnet ist und die Änderung des Übersetzungsverhältnisses eine solche ist, dass mit zunehmender Drehzahl der Antriebswelle das Übersetzungsverhältnis abnimmt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform mit einem zweistufigen Wechselgetriebe ist die Reglerwelle über eine Fliehkraftkupplung, die oberhalb der Leerlaufdrehzahl die Regler welle freigibt, mit dem mit höherer Dreh zahl umlaufenden angetriebenen Getriebeteil des Wechselgetriebes verbunden, während der mit niederer Drehzahl umlaufende ange triebene Getriebeteil des Wechselgetriebes über eine Freilaufkupplung die Reglerwelle anzutreiben vermag.
Durch den Erfindungsgegenstand kann somit erreicht werden, dass bereits bei nie deren Drehzahlen der Antriebswelle, also im Leerlaufbereich, die Reglerwelle mit solcher Geschwindigkeit umläuft, dass ausreichende Verstellkräfte zur Verfügung stehen, wäh rend anderseits auch im Bereiche der Höchst drehzahlen keine unzulässig ,grossen Massen kräfte auftreten.
Ein Ausführungs.heispiel des Erfindungs- gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Auf der Zeichnung ist: Fig.1 ein Längsschnitt durch einen Flieh- kraftregler und Fig. 2 ein senkrechter Mittelschnitt durch einen Teildes in Fig.1 dargestellten Reglers.
Von der Antriebswelle 10,,die eine (nicht gezeichnete) Einspritzpumpe antreibt, wird über ein Zahnräderpaar 11, 12 eine Hülse 15 und über ein weiteres Zahnräderpaar 13 und 14 mit grösserer Geschwindigkeit eine auf der Hülse für sich drehbar gelagerte Buchse 16 angetrieben. Die Zahnräderpaare 11, 12 und 1'3,
14 bilden ein zweistufiges Wechselge- triebe. Das Wechselgetriebe könnte auch mehr als zwei Stufen aufweisen. Die Hülse 15 ist ebenfalls für sich drehbar gelagert auf einer am Reglergehäuse 9 in Kugellagern <B>1.7</B> und 18 gelagerten Reglerwelle 2.0.
In dies,-, sind zwei Führungsspindeln 2,1 für zwei durch Federn 22 belastete Fliehgewichte 23 eingesetzt, .die mittels zweier Winkelhebel 24 an einem in einer Bohrung der Welle 20 längsversehieblich gelagerten Verstellbolzen 25 angreifen. Dieser trägt eine Muffe 26, in der ein Gleitring<B>27</B> gelagert ist.
Dieser greift an einem Arm eines in einer Achse 28 ge- lagerten Hebels 29 an, dessen anderer Hebel arm durch einen Lenker 31 mit einem Regel- glied 30 der Einspritzpumpe verbunden ist.
Die Achse 28 ist an einem Schalthebel 32 an gebracht, der durch ein ausserhalb des Ge- häuses 9 befindliches (nicht b zeichnetes) Schaltglied zwecks Veränderung der vom Regler einzuhaltenden Drehzahl um eine A chse 33, verschwenkt werden kann.
Mit der Welle 2-0 ist ein eine Trommel bildender schmaler, hohlzylindriger Teil 34 fest verbunden; diese Trommel besitzt eine nach der Antriebsseite offene Aussparung, in der eine mit der Hülse 15 in, Eingriff stehende Freilaufkupplung untergebracht ist, die aus zwei Rollen 3,5 und einem Freilauf kern M besteht, in den zwei an d er Hülse 15 angebrachte Mitnehmerklauen 19 eingreifen.
Am Aussenmantel der Trommel 34 greifen Kupplungsbacken 3 7 an, die durch Fad-ern 38 belastet sind. Die Widerlager 3,9 dieser Fe- dern;
sind am Innenrand eines mit der Buchse 1-6 verbundenen schalenförmigen Teiles 40 abgestützt, der mit einem einwärts gestellten Randteil 41 die Kupplungsbacken teilweise übergreift und diese sicher und ohne Anwen dung besonderer Befestigungsmittel in der in Fig. 1 d.argesstellten Lage hält.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind zwischen :die Kupp lungsbacken 37 noch Füllstücke 42 gelegt, die zur Führung der Backen dienen und zweckmässig mit diesen aus einer ringför- migen.Scheibe ausgeschnitten sind. Die Teile 37-40 bilden eine Fliehkraftkupplung. Die Teile,37, :42i sind im Hohlraum des Teils 40 unterrgehracht.
Die Wirkungsweise des Reglers ist fol gende: Bei niedriger Drehzahl (Leerlauf) werden die Kupplungsbacken 37 durch die Federn 38 gegen den Aussenmantel der Trommel 34 ge- presst, die Welle 2;0 wird also,durch die mit der schnell umlaufenden. Buchse 16 verbun dene Kupplungsschale 40 angetrieben, wäh- rend:
die Rollen 3,5 nicht mit der Innenwand der Trommel 34 in Eingriff kommen können, die langsamer umlaufende Hülse 15 folglich leerläuft. Dabei üben ,die mit verhältnis mässig :grosser Übersetzung angetriebenen Fliehgewichte, auch wenn die Antriebswelle 110 mit niedrigen Drehzahlen umläuft, bereits ausreichende Verstellkräfte aus., um die Leer laufbrennstoffmenge mit Sicherlheit beherr schen zu können.
Wird die Drehzahl gestei- gert, so lösen sich die Kupplungsklauen 37 unter dem Einfluss :der Fliehkraft vom Trom melumfang und bewegen sich entgegen der Kraft der 'Federn 38 gegen den Innenrand der Kupplungssehale :40.
Die nunmehr von der Büchse 16 abgekuppelte Welle 20 wird jetzt von der langsamer als :die Buchse um- laufenden Hülse 1,5 mitgenommen, @da die Rollen 3,5 :durch den mit Leitkurven ver- sehenen Freilaufkern @36 nunmehT fest ,gegen die Innenwand,d:er Trommel 34 .gepresst wer den.
Der Teil 1!6 bildet :den mit höherer Dreh zahl umlaufenden angetriebenen Getriebeteil, der Teil 15 den mit niederer Drehzahl um laufenden angetriebenen Getriebeteil des Wechselgetriebes.
Die zwei Übersetzungsverhältnisse sind m it Hilfe der Zahnräder<B>111,</B> 12,<B>18,</B> und- 14 i zweckmässig so einzurichten, :da die Flieh- gewichte <B>23</B> des Reglers nachdem Abschalten der Fliehkraftkupplung 37, 40 durch die langsamer umlaufende Hülse 15 noch mit einer Drehzahl angetrieben werden, die :aus.
reicht, um ein. Zurückfallen der Fliehge- wichte 2131 gegen,die Welle 20 zu verhöben. Oberhalb derjenigen Drehzahl der Antriebs- welle 10, bei der die Fliehkraftkupplung ab- gescUaltst, das heisst oberhalb des Leerlauf drehzahlbereiches, beginnt der Betriebsdreh zahlbereich, innerhalb dessen der Regler mit tels des Schalthebels 32 - zweckmässig un ter Benutzung :
der in Patent Nr. 188 399 ge kennzeichneten Massnahmen - auf beliebige Drehzahlen eingestellt werden kann, die innerhalb des zulässigen Ungleichförmig- keits:grades vom Regler .selbsttätig aufrecht erhalten werden.
Wenn der mit höherer Geschwindigkeit umlaufende getriebene Ge- triebeteil, im Ausführungsbeispiel die Buchse 16, mit der Kupplungsschale 40 nicht schon im Bereich der Leerlaufdrehzahl durch die Fliehkraftkupplung abgeschaltet wird, son dern erst nach Überschreiten einer bereits innerhalb der Betriebsdrehzahlen liegenden untern Grenze, kann der Regler sowohl im untern wie auch im obern Betriebs@drehzahl- bereieh durch Verschwenken des Schalt hebels 32 auf beliebige Drehzahlen einge stellt werden.
Wie ersichtlich, ändern sich die Übersetzungsverhältnisse selbsttätig der art, dass mit zunehmender Drehzahl der An triebswelle das Übersetzungsverhältnis ab nimmt.
Centrifugal governor, in particular for regulating the fuel supply to fuel injection machines. The subject matter of the invention is a centrifugal governor which is used in particular to regulate the fuel supply of injection internal combustion engines.
At a relatively low idling speed, these regulators should already produce sufficient adjustment paths and, above all, sufficient adjustment forces. Since the adjustment forces increase in a quadratic ratio with the speed, the known centrifugal governors have the disadvantage
.that the flyweights, which are relatively heavy with regard to proper idling control, develop very large forces in the operating speed range that is significantly higher than the idling speed or even at the maximum speed.
These forces must be balanced by springs to be accommodated inside the controller, the characteristics of which (preload, rigidity) must be selected so that the permissible degree of irregularity is not exceeded even in the lower operating speed range.
With this in mind, with the known centrifugal governors, the greatest possible ratio of the highest speed to the lowest idle speed is around 5: 1.
Now, however, it is particularly desirable in internal combustion engines to increase the maximum speed significantly while maintaining the idle speeds that have been customary up to now. The centrifugal governors that have been customary up to now cannot meet this endeavor for the reasons mentioned above,
even if several spring sets that come into effect one after the other with graduated preload and rigidity are used as regulator load or (according to another known suggestion) part of the flyweight mass is intercepted after a certain stroke by stops attached to the regulator shaft and in the area of higher rotation pay only the remaining part of the originally effective mass is used for regulation.
In both cases, the masses moving with the controller shaft in the upper speed range are very large and require a correspondingly powerful design of the entire controller.
The invention overcomes the difficulties mentioned. This is achieved according to the invention in that between tween the controller shaft, around which the flyweights revolve, and the drive shaft, an at least two-stage gearbox is switched on, the translation of which changes itself actively, with a speed range of the drive shaft being assigned to each transmission ratio and the A change in the transmission ratio is such that the transmission ratio decreases as the speed of the drive shaft increases.
In an advantageous embodiment with a two-stage gearbox, the governor shaft is connected via a centrifugal clutch, which releases the governor shaft above the idle speed, with the driven gear part of the gearbox rotating at a higher speed, while the gearbox part of the gearbox rotating at low speed is connected via a Overrunning clutch able to drive the governor shaft.
The subject matter of the invention can thus ensure that the controller shaft rotates at such a speed that sufficient adjusting forces are available even when the drive shaft is never at its speeds, i.e. in the idle range, while on the other hand no inadmissible, large mass forces are also available in the range of the maximum speeds occur.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. The drawing shows: FIG. 1 a longitudinal section through a centrifugal force regulator and FIG. 2 a vertical central section through part of the regulator shown in FIG.
From the drive shaft 10, which drives an injection pump (not shown), a sleeve 15 is driven via a pair of gears 11, 12 and a bushing 16 rotatably mounted on the sleeve is driven via another pair of gears 13 and 14 at greater speed. The gear pairs 11, 12 and 1'3,
14 form a two-stage change gear. The change gear could also have more than two stages. The sleeve 15 is also rotatably mounted on a controller shaft 2.0 mounted on the controller housing 9 in ball bearings 1.7 and 18.
In this, -, two guide spindles 2, 1 for two flyweights 23 loaded by springs 22 are used, which, by means of two angle levers 24, act on an adjusting bolt 25 mounted in a longitudinally displaceable manner in a bore of the shaft 20. This carries a sleeve 26 in which a sliding ring <B> 27 </B> is mounted.
This engages on one arm of a lever 29 mounted in an axis 28, the other lever arm of which is connected by a link 31 to a control element 30 of the injection pump.
The axis 28 is attached to a switching lever 32 which can be pivoted about an axis 33 by a switching element (not shown) located outside the housing 9 in order to change the speed to be maintained by the controller.
A narrow, hollow-cylindrical part 34, which forms a drum, is firmly connected to the shaft 2-0; This drum has a recess open to the drive side, in which a freewheel clutch is in engagement with the sleeve 15, which consists of two rollers 3, 5 and a freewheel core M, in which two driving claws 19 attached to the sleeve 15 intervention.
Coupling jaws 37, which are loaded by threads 38, engage on the outer surface of drum 34. The abutments 3,9 of these springs;
are supported on the inner edge of a shell-shaped part 40 connected to the socket 1-6, which partially overlaps the coupling jaws with an inwardly positioned edge part 41 and holds them securely and without the use of special fasteners in the position shown in FIG.
As can be seen from FIG. 2, between: the coupling jaws 37, filler pieces 42 are also placed, which serve to guide the jaws and are expediently cut out of an annular disk with them. The parts 37-40 form a centrifugal clutch. The parts, 37,: 42i are housed in the cavity of part 40.
The mode of operation of the controller is as follows: At low speed (idling) the clutch jaws 37 are pressed by the springs 38 against the outer surface of the drum 34, the shaft 2; 0 is thus, through the rapidly rotating. Socket 16 connected coupling shell 40 driven, while:
the rollers 3, 5 cannot come into engagement with the inner wall of the drum 34, and the slower rotating sleeve 15 consequently runs idle. The flyweights, which are driven with a relatively large gear ratio, already exert sufficient adjusting forces, even when the drive shaft 110 rotates at low speeds, in order to be able to control the idle fuel quantity with certainty.
If the speed is increased, the clutch claws 37 loosen under the influence of the centrifugal force from the drum circumference and move against the force of the springs 38 against the inner edge of the clutch shell: 40.
The shaft 20, which has now been decoupled from the bushing 16, is now carried along by the sleeve 1.5 running around the bushing more slowly than: the bushing, @ since the rollers 3.5: by the free-wheeling core @ 36 provided with guide curves, now firmly against the Inner wall, the drum 34. Pressed who the.
Part 1! 6 forms: the driven gear part rotating at a higher speed, part 15 the driven gear part of the gearbox running at low speed.
The two gear ratios are to be set up appropriately with the aid of the gears <B> 111, </B> 12, <B> 18, </B> and - 14 i: because the centrifugal weights <B> 23 </ B > After the centrifugal clutch 37, 40 has been switched off, the controller is still driven by the slower rotating sleeve 15 at a speed that: off.
enough to get one. Falling back of the flyweights 2131 counter to elevate the shaft 20. Above the speed of the drive shaft 10 at which the centrifugal clutch is disengaged, i.e. above the idle speed range, the operating speed range begins, within which the controller by means of the shift lever 32 - usefully using:
the measures identified in patent no. 188 399 - can be set to any speed that is automatically maintained by the controller within the permissible non-uniformity.
If the driven gear part rotating at a higher speed, in the exemplary embodiment the socket 16, with the clutch shell 40 is not switched off by the centrifugal clutch in the idling speed range, but only after a lower limit already within the operating speed has been exceeded, the controller can Both in the lower and in the upper operating range, the speed range can be set to any speed by swiveling the switch lever 32.
As can be seen, the gear ratios change automatically in such a way that the gear ratio decreases with increasing speed of the drive shaft.