DE1038831B - Selbsttaetiger Einspritz- oder Zuendzeitpunktversteller fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind selbsttätige Einspritz- oder Zündzeitpunktversteller für Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen die anzutreibende und die angetriebene Welle durch eine schräg verzahnte Buchse verbunden sind, die unter Fliehkrafteinnuß axial verschoben wird, so daß sich die beiden Wellen gegeneinander verdrehen.

Bei diesen Verstellern sind die Fliehgewichte an einem der umlaufenden Teile angelenkt. Es sind ferner Spritz- und Zündversteller bekannt, bei denen die beiden Wellen unmittelbar durch unter Fliehkrafteinfluß nach außen wandernden Kugeln gegeneinander verdreht werden. Diese Versteller haben den Nachteil, daß das Antriebsdrehmoment über die Kugeln übertragen wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Versteller so zu bauen, daß zwar unter Fliehkrafteinfluß nach außen wandernde Kugeln verwendet werden, aber die Drehmomentübertragung nicht über diese Kugeln erfolgt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Versteller, bei dem sich die beiden Wellen durch Verschieben einer schrägverzahnten Buchse gegeneinander verdrehen, unter Fliehkrafteinfluß nach außen wandernde Kugeln sich auf einen axial festen Teller abstützen und einen trichterförmigen Kugelteller verschieben, der eine gewölbte Lauffläche aufweist und über ein Kugellager mit der Buchse verbunden ist. Es sind zwar Fliehkraftregler bekannt, bei denen unter Fliehkrafteinfluß nach außen wandernde Kugeln sich auf einen axial festen Teller abstützen und einen trichterförmigen Kugelteller verschieben. Diese bekannten Fliehkraftregler dienen jedoch nicht dem gegenseitigen Verdrehen zweier Wellen, sondern sie verschieben eine übliche Reglermuffe. Durch die erfindungsgemäße Wölbung der Lauffläche des trichterförmigen Kugeltellers wird erreicht, daß die Verstellung des Einspritz- oder Zündzeitpunktes in einer gewünschten Abhängigkeit von der Motordrehzahl erfolgt. Es ist zwar auch bekannt, bei Verstellern mit nach außen wandernden Kugeln die von den Kugeln verschobenen Teile derart gewölbt auszuführen, daß eine gewünschte Verstellcharakteristik entsteht. Bei diesen bekannten Verstellern handelt es sich jedoch um diejenigen, welche das Antriebsdrehmoment über die Kugeln übertragen.

Da die Gewindegänge in der Buchse bekanntlich steil sein müssen, um zu verhindern, daß das Moment der Pumpe zurückwirkt und der Regler reversibel ist, ergibt sich bei einer bestimmten Axialbewegung der Buchse lediglich eine relativ kleine Drehung der Abgegen die Antriebswelle, was einem kleinen Verstellbereich entspricht. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird daher vorgeschlagen, die Schrägverzahnungen der Buchse, die große Steigun-Selbsttätiger Einspritzoder Zündzeitpunktversteller
für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Ste. Anme. Ateliers de Construction
Lavalette, Saint-Ouen, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Cohausz, Patentanwalt,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Desire Schmitt, Eauxbonnes, Seine-et-Oise (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

gen besitzen, in an sich bekannter Weise zueinander gegenläufig anzuordnen, so daß im Zusammenwirken mit den entsprechenden Verzahnungen der An- und der Abtriebswelle ein doppelt so großer Voreilbereich bei gleicher Steigung der Gewinde erreicht wird wie bei axial verschieblich verzahnten Buchsen, die mit einem Element axial verschieblich und drehfest und mit dem anderen durch eine Schrägverzahnung verbunden sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert.

Auf der Welle 1 der nicht dargestellten Einspritzpumpe ist die Buchse 2 mit Hilfe des Keiles 3 und der Hohlschraube 4 festgekeilt. Die Buchse 2 empfängt abtriebsseitig das Drehmoment. Die Hohlschraube 4 stützt sich mit einem Ansatz über den Ring 5 gegen die Buchse 2 ab und wird durch die Schraube 6 arretiert. Ein Kupplungsstück 7 stellt die Verbindung mit dem Motor her und ist gegen die Buchse 2 axial unbeweglich, aber drehbar. Seine Axialbewegung wird einerseits durch den Ring 5 und andererseits durch einen Ansatz der Buchse 2 verhindert.

Das Kupplungsstück 7 und die Buchse 2 trägen beide Außen verzahnungen 25 und 26 sehr großer Steigung, deren Richtungen einander entgegengesetzt sind. Ist beispielsweise die Schrägverzahnung der Buchse 2 linksgängig, so ist die des Kupplungsstückes 7 rechtsgängig, und umgekehrt. Buchse 2 und Kupplungsstück 7 sind durch eine Buchse 8 verbun-

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den, die das Drehmoment überträgt und als Einstellorgan für den Voreilwinkel dient. Die Buchse 8 trägt zwei Innengewinde einander entgegengesetzter Richtung, die den Gewinden 25 und 26 entsprechen und mit diesen zusammenarbeiten.

Zwischen dem Kupplungsstück 7 und der Buchse 8 ist eine zylindrische Schraubendruckfeder 9 angeordnet, die sich direkt gegen die Buchse 8 und über einen Ring 10 gegen das Kupplungsstück 7 abstützt. Diese Feder besitzt eine gewisse Vorspannung.

An die Buchse 8 ist der Mitnehmer 11 für die Kugeln angeschraubt. Ein versenkter Bolzen 12 dient als Befestigung des Mitnehmers. Die Buchse 8 trägt außerdem vermittels des Kugellagers 14 den Kugelteller 13. Gegen die innere entsprechend geformte Oberfläche dieses Kugeltellers stützen sich die Kugeln 15 ab, deren Zahl veränderlich ist, entsprechend den Eigenschaften, die erreicht werden sollen.

Auf die Buchse 2 ist der Ring 16 fest aufgepreßt, der eine Scheibe 17 trägt, die drehbar um diesen Ring gelagert ist. Die Scheibe 17, die den Axialschub der Kugeln 15 aufnimmt, stützt sich gegen den Anschlag des Ringes 16 über ein Kugellager 18 ab.

Die ganze Vorrichtung ist in ein Gehäuse 19 eingeschlossen, das zu gleicher Zeit als Lagerwand für die Einspritzpumpe dient. Das Gehäuse 19 trägt das Kugellager 20 der Nockenwelle 1 der Pumpe. Der Deckel 21 des Gehäuses besitzt eine Dichtungsfuge 22, die die Dichtigkeit des Gehäuses nach der Antriebsseite sichert.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Die Schraubendruckfeder 9, die eine gewisse Vorspannung besitzt, übt in ruhendem Zustand einen Druck von rechts nach links auf die Buchse 8 aus. Diese überträgt über das Lager 14 diesen Druck der Feder auf den Kugelteller 13, der sich seinerseits gegen die Kugeln 15 abstützt und dieselben schräg gegen die Fläche 23 des Mitnehmers und gegen die Fläche 24 der Scheibe 17 drückt.

Der Regler wird nun durch das Kupplungsstück 7 angetrieben, und die Antriebsdrehzahl nimmt stetig zu. Wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht hat, beginnen die Kugeln 15 sich radial aus ihrer Ruhestellung gegen den Druck der Feder 9 zu entfernen, denn die Kugeln werden durch den Mitnehmer 11 in eine drehende Bewegung versetzt, während dieser seinerseits über die Buchse 8 und das Kupplungsstück 7 angetrieben wird.

Wenn nun diese Drehung des Reglers eine Rechtsdrehung ist, wie durch den Pfeil .F₁ angedeutet, muß, da der Voreilwinkel als Funktion der Drehzahl positiv sein soll, d. h. im Sinne der Rechtsdrehung vorauseilend, die Steigrichtung der Gewindegänge 25 rechts- und die der Gewindegänge 26 linksgängig sein.

Die Kugeln 15, die sich radial aus ihrer Ruhestellung entfernen, stoßen den entsprechend geformten Kugelteller 13 von links nach rechts, während sie sich gegen die Scheibe 17 abstützen. Der Kugelteller 13 überträgt seine axiale Bewegung auf die Buchse 8 über das Kugellager 14. Da die Gewindegänge auf Buchse 2 rechtsgängig steigen, gibt die Buchse 8 der Pumpenwelle 1 eine Drehung um sich selbst in Richtung des Pfeiles F₁, und zwar über die Buchse 2, die auf dieser Welle festgekeilt ist (wobei zu beachten ist, daß die Pumpenwelle 1 axial nicht verschieblich ist). Zu gleicher Zeit gleitet jedoch die Buchse 8 mit ihren äußeren Gewindegängen 26 auf dem Kupplungsstück 7. Da dieses Gewinde linksgängig ist und das Kupplungsstück 7 seinerseits axial unbeweglich, erhält die Buchse 8 selbst, während sie von links nach rechts gleitet, in Richtung des Pfeiles F₁ eine schwache Rechtsdrehung in bezug auf das Kupplungsstück 7.

Die beiden Relativdrehungen der Welle 1 zur Buchse 8 und der Buchse 8 zum Kupplungsstück 7 addieren sich und bilden die unterschiedlichen Voreilbeträge.

Wenn die Kugeln in Ruhelage sind, ist die Veränderung gleich Null, d. h. also, wenn der Regler steht, sich mit geringer Drehzahl dreht, oder auch bis er die Ablösedrehzahl für die Kugeln 15 erreicht.

Hat die Drehzahl einen festgelegten Wert erreicht, so hat die Buchse 8 den gesamten Weg C durchlaufen, und der Voreilwinkel hat seinen größten Wert erreicht.

Die Regel, nach der sich der Voreilwinkel zwischen der Pumpen welle 1 und dem Kupplungsstück 7 als Funktion der Drehzahl einstellt, kann nach Wunsch vermittels der Form des Ablaufweges im Kugelteller 13 verwirklicht werden und ist zugleich von den Eigenschaften der Feder 9 abhängig.

Der Voreilregler kann sehr leicht jedem Verbrennungsmotor angepaßt werden. Diese Eigenschaft ist insofern sehr wertvoll, als das genaue Studium des Voreilmaßes als Funktion der Drehzahl immer notwendiger wird, da das wirtschaftliche Arbeiten der Motoren zum großen Teil von der richtigen Veränderung des Voreilwinkels als Funktion der Drehzahl abhängt.

Der Voreilregler ist irreversibel. Die Gewindegänge 25 und 26 besitzen im Verhältnis zu den Mittelachsen der Teile 2, 8 und 7 geringe Neigungen. Wie groß auch immer das durch das Kupplungsstück 7 auf die Pumpenwelle 1 vermittels der Buchsen 8 und 2 und ihre Gewindegänge 26 und 25 gerade übertragene Moment sein mag, kann es niemals eine axiale Kraft auf die Buchse 8 ausüben, da alle axialen Komponenten der auftretenden Tangentialkräfte, die von dem augenblicklichen Moment herrühren, durch die Reibung (gleichfalls die augenblickliche) zwischen den Gewindegängen aufgenommen werden.

Während der Dauer der Einspritzung ist die Buchse 8 unbeweglich. Eine Veränderung während dieser Zeit ist nicht möglich. Die Einspritzperiode dauert jedoch nur wenige Bogengrade der Umdrehung der Pumpenwelle (10 bis 20° bei einem Dieselmotor). Es vergeht also eine verhältnismäßig lange Periode zwischen zwei Einspritzungen, in der das Antriebsmoment der Einspritzpumpe praktisch auf Null fällt. Während dieser Leerlaufperioden wird der Regelvorgang durchgeführt.

Während eines Beharrungszustandes verbleiben die Kugeln 15 unbeweglich zu den Teilen 11,13 und 17, so daß eine Abnutzung derselben sowie der Kugeln 15 vermieden wird.

Angenommen, die Scheibe 17 wäre statt drehbar fest z. B. am Gehäuse 19 angebracht, dann wurden die Kugeln 15, indem sie sich auf einen festen Rollweg stützen, den Kugelteller 13 mit etwa der doppelten Geschwindigkeit der Welle 1 mitschleppen und sich gegen die Innenflächen des Mitnehmers reiben. Bei jeder Umdrehung würden die Kugeln eine ununterbrochene Drehung um sich selbst ausführen. Das würde zu einer dauernden Reibung der Kugeln 15 gegen die Mitnehmerarme 11 führen und zu einer schnellen Abnutzung dieser beiden Teile und auch des Kugeltellers 13 und des Lagers 14.

Das axiale Lager 18 gestattet der Scheibe 17, eine beliebige Winkelstellung zum Mitnehmer 11 einzunehmen.

Wenn die Scheibe 17 fest auf die Buchse 2 aufgekeilt wäre, würden sich die Kugeln immer auf der gleichen Bahn der Scheibe 17 abrollen. Der Verschleiß an den Laufflächen träte dann schnell ein.

Die relative Winkelbeweglichkeit der Scheibe 17 ermöglicht es, daß die Kugeln ihre Plätze wechseln, wenn die Beschleunigung ruckartig und nicht gleitend stattfindet, und jeweils eine indifferente Lage einnehmen.

Bei einem Beharrungszustand drehen sich die Teile 17 und 13 auf Grund der Zentrifugalkräfte, die die Kugeln 15 auf sie ausüben, mit der gleichen Drehzahl wie alle anderen beweglichen Teile, woraus sich ein Minimum an Abnutzung ergibt.

Claims (2)

15 PATENTANSPBOCHE:

1. Selbsttätiger Einspritz- oder Zündzeitpunktversteller für Brennkraftmaschinen, bei welchem die anzutreibende und die angetriebene Welle durch eine schräg verzahnte Buchse verbunden sind, die unter Fliehkrafteinfluß axial verschoben wird, so daß sich die beiden Wellen gegeneinander verdrehen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Fliehkrafteinnuß nach außen wandernde Kugeln (15) sich in an sich bekannter Weise auf einem axial festen Teller (17) abstützen und einen trichterförmigen Kugelteller (13) verschieben, wobei der verschiebbare Kugelteller (13) eine gewölbte Lauffläche aufweist und über ein Kugellager (14) mit der Buchse (8) verbunden ist.

2. Selbsttätiger Einspritz- oder Zündzeitpunktversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägverzahnungen der Buchse in an sich bekannter Weise sehr große Steigung besitzen und zueinander gegenläufig angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 322 122, 322 962,
621091, 685 345, 864 781;

deutsche Patentanmeldung L 10320 I a/46 b² (bekanntgemacht am 24. 9. 1953);

schweizerische Patentschriften Nr. 155870, 207582.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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