DD159897A1

DD159897A1 - Verstellvorrichtung zur drehzahlabhaengigen aenderung der gegenseitigen drehlage zweier wellen

Info

Publication number: DD159897A1
Application number: DD81231056A
Authority: DD
Inventors: Heribert Kubis
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1983-04-13
Also published as: IT8122437A0; IT1137096B; JPS5738624A; KR830006580A; GB2079405A; AR226603A1; BR8103978A; SU1034614A3; SE8104028L; FR2502715A1; DE3024344A1

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer Verstellvorrichtung zur drehzahlabhaengigen Aenderung der gegenseitigen Drehlage zweier Wellen liegt, welche eine Verichtung anzugeben, bei der der Einfluss der Reibung bzw. Maengel der Oberflaechenstruktur an den Gleitbahnen von Fliehgewichten und Fuehrungsstuecken unterbunden ist. Als Loesrichtung anzugeben, bei der der Einfluss der Reibung bzw. Maengel der Oberflaechentruktur an den Gleitbahnen von Fliehgewichten und Fuehrungssteucken unterbunden ist. Als Loesuundenen Fuehrungsstueck und das andere an dem mit dem Sekundaerteil fest verbundenen Fuehrungsstueck abstuetzt.

Description

Verstellvorrichtung zur drehzahlabhängigen Änderung der gegenseitigen Drehlage zweier Wellen

Anwendungsgebiet deP_- Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung zur drehzahlabhängigen Änderung der gegenseitigen Drehlage zweier gleichachsig angeordneter Wellen», Derartige Verstellvorrichtungen v/erden für die Anpassung des Förderbeginnes an die Motordrehzahl bei Schnellaufenden Dieselmotoren z. B„ für Nutzfahrzeuge, oder dergleichen, aber auch zur Einstellung des Zündzeitpunktes bei anderen Verbrennungsmotoren benötigt, um den Förder- oder Spritzzeitpunkt . geschwindigkeitsabhängig anzupassen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verstellvorrichtung der vorgenannten Art bestehen im allgemeinen (vgl, DE-OS 27 27 121) aus einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Primärteil und einem mit einer Welle für die Einspritzpumpe festverbundenen Sekundärteil, wobei .diese Teile relativ zueinander so verstellt werden können, • daß mit wachsender Drehzahl die Einspritzung des Kraftstoffes früher erfolgt.

Dabei geschieht die gegenseitige Verstellung mit Hilfe von Fliehgewichten, die bei ihrer drehgeschwindigkeitsabhängigen

Radialbewegung innerhalb des das Primärteil bildenden Gehäuses zv/ei Führungsstücke entgegen der Kraft einer Feder .auseinanderbewegen (auseinanderdrücken), wobei eines der !Führungsstücke fest mit dem Primärteil und das andere fest mit dem Sekundärteil verbunden ist. Die Fliehgewichte selbst haben im wesentlichen eine scheibenförmige Ausbildung und gleiten auf den Führungsstückeh, die mit ihren den Fliehgewichten zugewandten Seiten entsprechend gekrümmt sind.

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Derartige Verstellvorrichtungen haben sich wegen ihrer kompakten und relativ kostengünstigen Bauart in den verschiedensten Ausführungsformen durchgesetzt.

Nachteilig an diesen Versteilvorrichtungen ist, daß besonders der Einfluß der Reibung, aber auch die Macro-und Micro-Struktur der Gleitbahnen an den Führungsstücken und den Fliehgewichten zu einer starken Streuung der Verstellcharakteristik führt« Insbesondere, wenn die ruhende Reibung am Anfang der Fliehbewegung bei noch geringer Fliehkraft überwunden werden muß, kommt es zu unerwünscht großen Streuungen, mit unzulässigen Abweichungen zwischen den Ist- und Soll-Werten«, Darüberhinaus werden ärhebliche Funktionsstörungen auch im Langzeitbetrieb durch den notwendig eintretenden .Reibverschleiß verursacht.'

Während der negative Einfluß der Oberflächenformstruktur durch eine besonders präzise - allerdings auch kostenintensive - Bearbeitung unterdrückt werden kann, gelingt es wegen fertigüngsbedingter Streuungen dagegen nicht, den Reibwert in so engen Grenzen zu halten, daß der negative Einfluß der Reibung auf die Verstellcharakteristik ein vertretbares Maß erreicht.

Das anzustrebende Ziel, einen exakten Förderbeginn über den gesamten Motordrehzahlbereich sicherzustellen, kann daher mit Verstellvorrichtungen bisheriger Bauart, die nach Oben erläutertem Funktionsprinzip arbeiten, nicht erreicht werden. Eine exakte Einhaltung des Förderbeginnes bei Dieselmotoren ist jedoch im 'Hinblick auf gute Wirtschaftlichkeit, geringe Rauchemission und lange Lebens- dauer unbedingt erforderlich. Insbesondere erfordern auch inzwischen ergangene, gesetzliche Auflagen besonders hinsichtlich der Einhaltung bestimmter Emissionswerte eine exakte Einhaltung des Förderbeginnes.

- .3 - ' 59 239 27 ZjLeI₁ der Erfindung · '

Ziel der Erfindung 1st, eine Verbesserung der Verbrennung durch, exaktes Verstellen des Spritz- bzw· Zündpunktes in Abhängigkeit von der Mötordrehzahl zu erreichen«,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstellvorrichtung anzugeben, die auf dem oben erläuterten Punktionsprinzip beruht, bei der aber sowohl die Reibung zwischen Führungsstücken und Fliehgewichten elemeniert ist als auch Fehlfunktionen infolge Oberflächenformstrukturraängeln an dem vorgenannten" Teil unterbunden sind. ......

Erfindungsgemäß wird' die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fliehgewichte zweiteilig aus zwei frei zueinander drehbaren Teilen gebildet sind, von denen das eine sich, an dem mit dem Primärteil festverbundenen Pührungsstück und das andere an dem mit dem Sekundärteil fest verbundenen Führungsstück abstützt.

Bei der Verstellvorrichtung nach der Erfindung ist also im Gegensatz zu bisher üblichen Verstellvorrichtungen der vorgenannten Bauart das Fliehgewicht nicht mehr ein einfacher massiver Zylinder oder eine einfache Scheibe, sondern er besteht aus mindestens zwei Scheiben, welche frei zueinander drehbar sind, wobei durch geeignete Wahl von Durchmesser und/oder der Angriffsflächen an den Führungsstücken eine der Scheiben an dem mit dem Primärteil (Nockenwelle) verbundenen Führungsstück anliegt, während die andere an dem mit dem Sekundärteil (Pumpwelle) verbundenen Führungsstück sich abstützt. Durch diese Maßnahme können dann beide Teile auf den entsprechenden Flächen der Führungsstücke abrollen, wodurch die vorgenannten Nachteile voll vermieden •werden.

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Vorzugsweise sind die beiden vorgenannten Scheiben auf einem Zentralbolaen geführt« ·

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pliehgewichte aus zwei auf einem Zentralbolzen zusammen mit einem Distanzring angeordneten Scheiben, die auf dem Zentralbolzen unverdrehbar befestigt, vorzugsweise aufgepresst und verstemmt sind bestehen und daß auf dem Distanzring eine Mittelscheibe frei drehbar geführt ist*

Zweckmäßig ist ebenfalls, wenn die Mittelscheibe auf einem Rollenlager auf dem Distanzring geführt ist»

Vorteilhafterweise ist die Mittelscheibe mittels eines Gleitlagers auf dem Distanzring geführt.

Als günstig hat es sich auch gezeigt, wenn die freidrehbaren Teile gleichen Durchmesser aufweisen»

Im Sinne der Erfindung ist außerdem, daß die Kraft der Rückstellfedern durch an ihren Enden aufgeschraubte Muttern verstellbar ist,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert,' In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Verstellvorrichtung;

Pig. 2 eine Seitenansicht der Verstelleinrichtung nach Pig« 1 im Schnitt;·

Pig. 3 eine Ausführungsform eines in einer Verstellvorrichtung nach der Fig. 1 verwendbaren Pliehgewichtes;

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Pig. 4 eine andere Ausführungsform eines Fliehgewichtes.

In den Pig* 1 und 2 ist das Antriebsrad der Nockenwelle dargestellt, in welchem die für die Verstelleinrichtung notwendigen Teile untergebracht' sind. Dieses Antriebsrad stellt das Primärteil 1 der Verstellvorrichtung nach der Erfindung dar. Das zu verstellende Rad wird im folgenden verallgemeinernd als Sekundärteil 2 der Verstellvorrichtung bezeichnet, '

ti. . l.

Im Inneren des Primärteiles 1 sind vier Pührungsstücke 3,. 4_S 5 und 6 in Form von Segmenthebel gelagert, wobei die Führungsstücke 3 und 4 fest im Hockenwellenrad befestigt sind, während die Führungsstücke 5 und 6 am Sekundärteil 2 befestigt sind.

Die Druckfedern 7 und 8, deren Kraft.einwirkung durch je eine Mutter verstellbar ist, wirken auf diese Segmenthebel 3» 4, 5 und 6 im Sinne einer Annäherung der Gleitflächen dieser Führungsstücke» Zwischen diesen Gleitflächen sind Fliehgewichte 9 angeordnet, wobei die Fliehgewichte 9 abhängig vom Druck der Federn 7 und 8 über die Gleitflächen nach innen gedrückt werden. Das oben dargestellte Fliehgewicht 9 ist im Ausgangszustand wiedergegeben, während das untere Fliehgewicht in einer mittleren Stellung gezeigt ist. · · · .

Arbeitsweise und Funktion einer derartigen Verstellvorrichtung sind bekannt, so daß nur zusammenfassend darauf hinzuweisen ist, daß bei ihrem Weg nach außen die Fliehge- ' wichte 9 die "Führungsstücke entgegen der Kraft der Federn 7 und 8 auseinander drücken und damit das Sekundärteil 2 in der dargestellten Ausführungsform entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zum Primärteil 1 verstellen.

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In der Schnittdarstellung nach Pig. 2 ist der Aufbau der Fliehgewichte 9 zu erkennen. Um die Übersichtlichkeit dieser Pig« 2 nicht rai"b zu vielen Bezugs zeichen zu belasten, ist darüberhinaus in Fig. 3 das entsprechende Fliehgewicht 9 in einer etwas abgewandelten Form im einzelnen dargestellt. Dabei sind bei der Darstellung nach Fig. 3 die den Fliehgewichten zugewandten Teile der Führungsstücke in einer auseinander gezogenen Darstellung wiedergegeben, obwohl diese natürlich im eingebauten Zustand aufgrund der Kraft der Federn 7 und 8 unmittelbar an'den einzelnen Scheiben der Fliehgewichte, deren Aufbau nun erläutert wird, anliegen«

Das einzelne Fliehgewicht 9 besteht aus einem Zentralbolzen 15, auf welchem zunächst ein Distanzring 13 fest aufgebracht ist und seitlich zwei Scheiben 11 aufgepresst und zum Beispiel durch Verstemmen mit dem Zentralbolzen 15 unverdrehbar verbunden sind. Zwischen den beiden Scheiben 11 ist eine Mittelscheibe 12 geführt, die frei drehbar in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einem •Rollenlager 14 gelagert ist. Dabei ist die Mittelscheibe etwas schmaler als der Distanzring 13, damit eine freie reibungslose Führung innerhalb der S_eitenscheiben 11 gewährleistet ist. .

Das Fliehgewicht 9 stützt sich in einer derartigen Ausführungsform beispielsweise über die Außenscheiben 11, die fest /auf dem Bolzen 15 ruhen, an dem mit dem Hockenwellenrad festverbundenen Führungsstück 3 ab, während die Mittelscheibe 12 sich an dem mit dem Sekundärteil 2 befestigten Führungsstück 5 abstützt. Dabei können die einzelnen Scheiben 11, 12 auf den entsprechenden Anlageflächen der Führungsstücke bei ihrem Weg nach außen (vgl. Fig. 1) sich abwälzen, so daß eine' Gleitreibung vermieden ist.

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Aus einem Vergleich der Pig. 2 und 3 sieht man, daß der Durchmesser der einzelnen Scheiben 11, 12 gleich sein kann (Fig. 2) oder aber auch unterschiedlich (Fig. 3). Da die beiden Teile frei drehbar zueinander angeordnet sind, spielt der Durchmesser an sich, auf die Funktion und insbesondere auch das einwandfreie Abrollen keine Rolle. In jedem Fall ist nur die Anlagefläche der Führungsstücke 3 bis 6 so auszubilden, daß das entsprechende Führungsstück von dem ihm zugeordneten Oberflächenbereich des Fliehgewichtes 9 (also beispielsweise bei einer Ausführungsform nach Fig. 3) das Führungsstück 3 von den äußeren Scheiben 11 und das Führungsstück 5 von der Mittelscheibe 12, betätigt wird. .

Dabei ist darauf hinzuweisen, daß selbstverständlich auch der Durchmesser der Mittelscheibe 12 kleiner als der der äußeren gehalten v/erden kann, wobei in diesem Fall das entsprechende Führungsstück mit einem entsprechend in den Bereich zwischen den Außenscheiben 11 eingreifenden Führungssteg versehen werden müßte.

Die Fig. 4 zeigt noch anschaulich, daß das Fliehgewicht in einer Verstellvorrichtung nach der Erfindung auch auf andere Weise realisierbar ist. Bei .der in dieser Fig. dargestellten Ausführungsform sind zwei Scheiben nebeneinander frei drehbar auf dem gemeinsamen Bolzen 15* angeordnet, nämlich die Scheibe 11' und die Scheibe 12'. Hierbei steht die Scheibe 11' mit dem Führungsstück 3¹ in Berührung, während die Scheibe 12' mit dem Führungsstück.5♦ zusammenarbeitet. Beide Scheiben 11· und 12' sind dabei über Rollenlager 14^f auf dem Zentralbolzen 15' gehalten und gelagert.

Die vorliegende Erfindung kann .in verschiedenen Punkten konstruktiv abgeändert werden. So können beispielsweise die Seitenscheiben 11 bei einer Ausführungsform nach Fig. 2

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bzw» Fig_e 3 drehbar auf den Bolzen gelagert werden. Die Mittelscheibe kann in Sonderfällen auch mit Hilfe eines einfachen Gleitlagers oder eines Kugellagers geführt sein* Auch bei einer Ausführungsform nach. Fig* 4 kann bei. einem . der Scheiben ein Lager.ganz entfallen und die Scheibe fest aufgesetzt sein₅ während die andere beispielsweise auch nur über ein Gleitlager geführt sein kann. In jedem Fall wird, der angestrebte Vorteil erreicht, daß an der Grenzfläche zwischen Fliehgewicht und Anlagefläche der Führungsstücke keine'Gleitreibung auftritt, die die Arbeitsweise der Verstellvorrichtung, wie eingangs, erläutert, unregelmäßig und nachteilig beeinflussen '-würde.

Claims

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1e Verstelleinrichtung zur drehzahlabhängigen Änderung der gegenseitigen Drehlage zweier gleichaxig angeordneter Wellen zur Veränderung des Spritz- oder Zündzeitpunktes ' bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei schneilaufenden Dieselmotoren, mit einem beispielsweise von einer Kurbelwelle angetriebenen 'Primärteil und einem beispielsweise mit einer Welle für die Einspritzpumpe festverbundenen Sekundärteil und mit einerseits an Führungsstücken des Primärteiles und andererseits an Führungsstücken des Sekundärteiles sich abstützenden Rückstellfedern, die dem von zwischen den Führungsstücken geführten Fliehgewichten dusgehenden Druck bei zunehmender.Drehzahl entgegenwirken, gekennzeichnet dadurch, daß die Fliehgewichte (9) •zweiteilig aus zwei frei zueinander drehbaren Teilen gebildet sind, von denen das eine sich an dem mit dem Primärteil (1) festverbundenen Führungsstück (3 bzw. 4) und das andere an dem mit dem Sekundärteil (2) festverbundenen Führungsstück (5 bzw. 6) abstützte

2« Verstellvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fliehgewichte (9) aus mindestens zwei Scheiben (11, 12) bestehen, von denen mindestens eine frei drehbar· auf einem Zentralbolzen (15) geführt ist.

3< Verstellvorrichtung nach Punkt -1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die FÜehgewichte (9) aus zwei auf einem Zentralbo.lzen (15) zusammen mit einem Distanzring (13) angeordneten Scheiben (11), die auf dem Zentralbolzen (15) unverdrehbar befestigt, vorzugsweise aufgepresst und verstemmt sind bestehen und daß auf dem Distanzring eine Mittelscheibe (12) frei drehbar geführt ist.

^{β w} ~ . - 10 - · · 59 239 27

4β Verstellvorrichtung nach Punkt.3» gekennzeichnet dadurch, daß die Mittelscheibe (12) auf einem Rollenlager (14) auf dem Distanzring (13) geführt ist. .

5f Verstellvorrichtung nach Punkt 3> gekennzeichnet dadurch, daß die Mittelscheibe (12) mittels eines Gleitlagers auf dem Distanzring (13) geführt ist,

6_e Verstellvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die freidrehbaren Teile gleichen Durchmesser aufweisen.

7. Verstellvorrichtung nach Punkt 1; gekennzeichnet dadurch, daß die Kraft der Rückstellfedern (7, 8) durch an ihren Enden aufgeschraubte Muttern verstellbar ist.

Hierzu ^.Seiten Zeichnungen