DE1576055C

DE1576055C - Centrifugal spherical governor, in particular for a fuel-air mixture control device for injection engines

Info

Publication number: DE1576055C
Application number: DE19651576055
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Knapp Heinrich Dipl.-Phys.Dr. 7251 Leonberg Meißner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1965-03-12
Publication date: 1973-03-15

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelfliehkraftregler, insbesondere für eine Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung für Einspritzmptoren, mit einem auf einer Antriebswelle befestigten Mitnehmerteil für Fliehkraftkugeln, einer auf der einen Seite des Mitnehmerteils angeordneten Anlaufscheibe für die Kugeln und . einer auf der entgegengesetzten Seite des Mitnehmerteils axial verschieblich gelagerten und federbelasteten Reglermuffe, die auf ihrer Berührungsseite mit den Kugeln glockenförmig ausgebildet ist.The invention relates to a spherical centrifugal governor, in particular for a fuel-air mixture control device for injection motors, with a driver part for centrifugal balls attached to a drive shaft, one on one side of the driver part arranged thrust washer for the balls and . one on the opposite side of the driver part axially displaceably mounted and spring-loaded Regulator sleeve, which is bell-shaped on the side in contact with the balls.

Kugelfliehkraftregler dieser Art sind bereits in Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung für Einspritzmotoren in Verwendung. Für die praktische Verwertung der Vorteile, die Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffeinspritzung hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Leistung bieten, ist die Ansprechempfindlichkeit der , Kraftstoff-Luft-Gemisch-Regeleinrichtung von Bedeutung. Dies gilt insbesondere für den Bereich der niederen Motordrehzahlen.Centrifugal spherical governors of this type are already used in fuel-air mixture control devices for injection engines in use. For the practical exploitation of the advantages, the internal combustion engines Offering fuel injection in terms of fuel economy and performance is responsiveness the, fuel-air mixture control device of importance. This is especially true for the range of low engine speeds.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu-The object of the present invention was to

gründe, die Ansprechempfindlichkeit der bekannten Regeleinrichtungen dieser Art in dem wichtigsten Bereich der niederen Motordrehzahlen zu erhöhen.reasons, the responsiveness of the known To increase control devices of this type in the most important area of the low engine speeds.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlaufscheibe für die Fliehkraftkugeln des Reglers in einen stillstehenden scheiben- oder ■ ringförmigen Innenteil und einen konzentrischen drehbaren Außenring unterteilt ist und daß mindestens eine der Berührungswände für die Kugeln im Bereich der radialen Stellungen, welche die KugelnThis object is achieved according to the invention in that the thrust washer for the centrifugal balls of the regulator into a stationary disk-shaped or ■ ring-shaped inner part and a concentric one rotatable outer ring is divided and that at least one of the contact walls for the balls in the Range of radial positions which the balls

ao bei niederen Drehzahlen einnehmen, kugelseitig mit flachen Mulden versehen ist.Take ao at low speeds, is provided with flat hollows on the ball side.

Durch den stillstehenden Innenteil der Anlaufscheibe werden die Fliehkraftkugeln, die beim Anlaufen und im niederen Drehzahlbereich der vom Einspritzmotor betriebenen Antriebswelle des Reglers an diesem Innenteil anliegen, zu einer Abrollbewegung gezwungen, während bei einer mitumlaufenden Anlaufscheibe im allgemeinen nur eine gleitende Bewegung der Kugeln in radialer Richtung unter dem.Einfluß der Fliehkraft auftritt. Durch die den Kugeln aufgezwungene Abrollbewegüng werden die einer radialen Verstellbewegung der Kugeln entgegenwirkenden Reibungskräfte und damit die Hysterese des Reglers vermindert. Die Ansprechempfindlichkeit des Reglers wird daher erhöht. Diese wird noch durch die flachen Mulden in einer oder beiden Berührungwänden verbessert, da durch diese Mulden auf die Kugeln zusätzlich Impulse ausgeübt werden, die von den Kugeln auf die glockenförmige Reglermuffe übertragen werden. Dadurch wird erreicht, daß die einer Verschiebebewegung der Reglermuffe und einer Verstel-, lung des angeschlossenen Reglergestänges entgegenwirkenden statischen Reibungskräfte verringert werden, wodurch die Hysterese der gesamten Gemischregeleinrichtung noch weiter verkleinert und die An-, Sprechempfindlichkeit des Reglers entsprechend vergrößert werden kann.Due to the stationary inner part of the thrust washer, the centrifugal force balls that are released when starting and in the lower speed range that of the injection engine operated drive shaft of the controller rest on this inner part, to a rolling movement forced, while with a rotating thrust washer generally only a sliding movement of the balls occurs in the radial direction under the influence of centrifugal force. Through the bullets Forced rolling movements will counteract a radial adjustment movement of the balls Frictional forces and thus the hysteresis of the controller are reduced. The responsiveness of the Controller is therefore increased. This is made possible by the flat troughs in one or both of the contact walls Improved, since these hollows on the balls also impulses are exerted by the balls can be transferred to the bell-shaped regulator sleeve. It is thereby achieved that a sliding movement the regulator sleeve and an adjustment of the connected regulator linkage counteracting static frictional forces are reduced, thereby reducing the hysteresis of the entire mixture control system further reduced and the response and speech sensitivity of the controller increased accordingly can be.

Eine besonders günstige Impulswirkung wird erzielt, wenn die Mulden gleichmäßig verteilt über den Umfang des Innenteils der Anlaufscheibe mit der gleichen Winkelteilung oder einem echten Bruchteil der Winkelteilung angeordnet sind, unter welcher die Fliehkraftkugeln im Mitnehmerteil gelagert sind. Auf diese Weise erhalten sämtliche Fliehkraftkugeln gleichzeitig einen Impuls, und die Impulswirkung wird dadurch erhöht.A particularly favorable impulse effect is achieved when the troughs are evenly distributed over the Circumference of the inner part of the thrust washer with the same angular division or a real fraction the angular division are arranged under which the centrifugal balls are mounted in the driver part. on In this way, all centrifugal balls receive an impulse at the same time, and the impulse effect is thereby increased.

Durch die Merkmale der vorliegeden Erfindung wird neben der Verkleinerung der Reglerhysterese eine Erhöhung der Laufruhe der Einrichtung und eine Verminderung ihrer Abnutzung erreicht. Der Weg der Verstellmuffe kann so weit vergrößert werden, daß auf die bisher gebräuchlichen Reglergestänge zur Vergrößerung des Regelweges verzichtet werden kann, und ein Raumnocken, mit welchem der Kugelfliehkraftregler üblicherweise gekoppelt ist, direkt mit der Verstellmuffe verbunden werden kann, wodurch, die ganze Regeleinrichtung erkleinert wird. Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich ausThe features of the present invention not only reduce the controller hysteresis achieved an increase in the smoothness of the device and a reduction in its wear and tear. the The path of the adjusting sleeve can be increased so that the previously common control linkage to increase the control path is dispensed with can be, and a space cam, with which the centrifugal ball governor is usually coupled, directly can be connected to the adjusting sleeve, whereby the entire control device is reduced in size. All details about the invention emerge from

der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fliehkraftreglers dargestellt ist. Im einzelnen zeigt ...the following description in conjunction with the drawing, in which an embodiment of a According to the invention designed centrifugal governor is shown. In detail shows ...

F i g. 1 einen Schnitt durch den Kugelfliehkraftregler entlang einer Mitte/ebene,F i g. 1 shows a section through the centrifugal ball governor along a middle / plane,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II inFig. 2 is a section along the line II-II in

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Innenteil der Anlaufscheibe des Reglers, ■·■■; -·■·- - 'F i g. 3 a plan view of the inner part of the thrust washer of the regulator, ■ · ■■; - · ■ · - - '

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in j F i g. 3 in stark vergrößertem Maßstab. - ■ ■4 shows a section along the line IV-IV in j F i g. 3 on a greatly enlarged scale. - ■ ■

Der Kugelfliehkraftregler einer Gemischregeleinrichtung für einen Einspritzmotor besteht aus einem Reglergehäuse 1, in dem eine Antriebswelle 2 gelagert ist. Auf der Antriebswelle 2 ist ein Mitnehmerteil 3 für Fliehkraftkugeln 4 mittels eines Keiles 5 fest angeordnet. In Fig.'2 ist dieser Mitnehmerteil 3 in Draufsicht dargestellt. Es ist mit drei symmetrisch über seinen Umfang verteilten und in radialer Richtung verlaufenden, nach außen offenen Einschnitten 6 versehen, in denen die Fliehkraftkugel 4 so gelagert sind, daß sie seitlich geführt sind und nur eine Bewegung in radialer Richtung aus der in F i g. 1 eingezeichneten Ruhelage nach außen ausführen können. The centrifugal ball governor of a mixture control device for an injection engine consists of a controller housing 1 in which a drive shaft 2 is mounted is. A driver part 3 for centrifugal balls 4 is fixedly arranged on the drive shaft 2 by means of a wedge 5. In Fig. 2 this driver part 3 is in Top view shown. It has three symmetrically distributed around its circumference and in a radial direction extending, outwardly open incisions 6, in which the centrifugal ball 4 is mounted are that they are guided laterally and only one movement in the radial direction from the in F i g. 1 drawn Can run the rest position to the outside.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, liegen die in den Einschnitten 6 des Mitnehmerteiles 3 gelagerten Kugeln 4 einerseits an einer kegelmantelförmigen Innenfläche 7' einer Glocke einer Verstellmuffe 8 an, die auf der Antriebswelle 2 gegen die Kraft einer konzentrisch zur Welle 2 angeordneten Schraubendruckfeder, der sogenannten.Regelfeder 9, axial verschiebbar gelagert ist. In der Muffe 8 ist ein Führungsbolzen 10 eines mit seinem einen Ende 11' am Reglergehäuse 1 angelenkten Schwenkhebels 11 gelagert, dessen anderes Ende 11" an einem als Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe dienenden Hebel 12 ,angelenkt ist.As shown in FIG. 1, the balls 4 mounted in the incisions 6 of the driver part 3 lie on the one hand on a cone-shaped inner surface 7 'a bell of an adjusting sleeve 8, which on the drive shaft 2 against the force of a concentric to the shaft 2 arranged helical compression spring, the so-called control spring 9, axially displaceable is stored. In the sleeve 8, a guide pin 10 is one with its one end 11 'on the controller housing 1 hinged pivot lever 11, the other end 11 ″ of which acts as a delivery rate adjustment member the injection pump serving lever 12 is hinged.

Die im Mitnehmerteil 3 gelagerten Fliehkraftkugeln 4 liegen andererseits gegen eine Anlaufscheibe 13 an. Diese Anlaufscheibe ist in einen ringförmigen Innenteil 14 und einen konzentrischen Außenring 15 unterteilt, deren Anlaufflächen für die Fliehkraftkugeln 4 miteinander fluchten, der Innenteil 14 ist mit einem in eine entsprechende Ausnehmung im Reglergehäuse 1 ragenden Bolzen 16 versehen und am Reglergehäuse 1 gegen ein Verdrehen gesichert. Der Außenring 15 ist dagegen in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise durch Verschrauben, mit dem mit der Welle 2 umlaufenden Mitnehmerteil 3 verbunden und läuft damit gegenüber dem stillstehenden Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 um.The centrifugal balls stored in the driver part 3 4 rest against a thrust washer 13 on the other hand. This thrust washer is in an annular shape Inner part 14 and a concentric outer ring 15 divided, whose contact surfaces for the centrifugal balls 4 are aligned with one another, the inner part 14 is in a corresponding recess in the controller housing 1 protruding bolt 16 provided and secured on the controller housing 1 against rotation. the Outer ring 15, however, is in a manner not shown, for example by screwing, with the connected to the shaft 2 rotating driver part 3 and thus runs against the stationary Inner part 14 of the thrust washer 13 to.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist der stillstehende ringförmige Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Mulden 1 versehen, die auf der Höhe der strichpunktiert eingetragenen Kreislaufbahn 18 der Fliehkraftkugeln 4, die diese Kreisbahn beim Anlaufen oder bei niederer Drehzahl der Welle 2 durchlaufen, angeordnet sind. Wie ein Vergleich mit F i g. 2 zeigt, entspricht der gegenseitige Winkelabstand der Mulden 17 dem halben Winkelabstand zwischen den Kugeln 4 im Mitnehmerteil 3. Auf diese Weise wird erreicht, daß beim Umlauf der Kugeln 4 auf der Laufbahn 18 alle drei Kugeln gleichzeitig und während jedes Umlaufs sechsmal die Mulden passieren und dabei einen in Axialrichtung der Einrichtung wirksamen Impuls erhalten. Wie Fig..4 zeigt, haben die Mulden 17 nur eine geringe Tiefe und abgeflachte Ränder 17'. Die in der Zeichnung dargestellten MuI- · den sind kreisförmig ausgebildet. Sie könnten, aberAs can be seen from FIGS. 3 and 4, the stationary annular inner part 14 of the thrust washer 13 is distributed evenly over its circumference Wells 1 provided, which is at the level of the circular path 18 of the dash-dotted lines Centrifugal balls 4, which run through this circular path when the shaft 2 starts up or at low speed, are arranged. How a comparison with F i g. 2 shows, the mutual angular spacing corresponds to FIG Wells 17 half the angular distance between the balls 4 in the driver part 3. In this way achieved that when the balls 4 circulate on the raceway 18 all three balls simultaneously and during Pass the troughs six times each cycle, one in the axial direction of the device get effective impulse. As Fig..4 shows, the troughs 17 have only a small depth and are flattened Edges 17 '. The MuI- · the are circular. You could, but

■ 5 auch in Radialrichtung länglich ausgebildet und.zum. umlaufenden Außenring 13 der Anlaufscheibe 13 hin noch stärker.abgeflacht sein, um eine einwandfreie Radialverstellung der Kugeln zu gewährleisten.'%' .*/.'. ...... Im Ruhezustand des Reglers werden die in|dem■ 5 is also elongated in the radial direction and.zum. circumferential outer ring 13 of the thrust washer 13 to be flattened to ensure proper radial adjustment of the balls. '%' . * /. '. ...... When the controller is idle, the

ίο Mitnehmerteil 3 gelagerten Kugeln 4 — über*: die ^ , Glocke 7 der durch die Regelfeder 9 vorgespannten ^: Muffe 8 gegen den Innenteil 14 der Anlaufscheibe 13 " etwa auf der Höhe der die Mulden kreuzenden Laufbahn 18 gehalten. Da der Innenteil 14 der Anlauf-.ίο driver part 3 stored balls 4 - over *: the ^, bell 7 of the pre-tensioned by the control spring 9 ^: sleeve 8 against the inner part 14 of the thrust washer 13 "held approximately at the level of the running track 18 crossing the troughs. Since the inner part 14 of the run-up -.

scheibe 13 stillsteht, werden beim Beginn einer Drehbewegung der Welle 2 und des Mitnehmerteils 3 die Kugeln gezwungen, eine Abwälzbewegung auszuführen. Die Reglermuffe 8 läuft dabei mit einer höheren Drehzahl als die Antriebswelle um. Dadurch wird die Reibung zwischen der Kugeloberfläche und dem Anlaufscheibenteil 14 sowie der kegelmantelförmigen Lauffläche 7' der Glocke 7 verringert, was zu der im .. niederen Drehzahlbereich gewünschten Verkleinerung der Hysterese des Reglers führt. Zusätzlich werden den Kugeln 4 durch die Mulden 17 gleichzeitige Impulse erteilt, die auf die Reglermuffe und das angeschlossene Reglergestänge übertragen werden. Dadurch wird zusätzlich die normalerweise zu. Beginn einer Verschiebung der Reglermuffe zu überwindende, durch, statische Reibungskräfte erzeugte ■Widerstandsschwelle abgebaut; - die entscheidenden Einfluß auf die Größe der Hysterese der gesamtenDisk 13 is stationary, at the beginning of a rotary movement of the shaft 2 and the driver part 3, the Balls forced to perform a rolling motion. The regulator sleeve 8 runs with a higher one Speed than the drive shaft. This reduces the friction between the spherical surface and the thrust washer part 14 and the cone-shaped running surface 7 'of the bell 7 is reduced, which leads to the in .. lower speed range leads to the desired reduction in the hysteresis of the controller. Additionally be the balls 4 through the troughs 17 given simultaneous pulses on the regulator sleeve and the connected Governor linkage are transferred. This will add to that normally too. Beginning a displacement of the regulator sleeve to be overcome by, static frictional forces generated ■ Resistance threshold reduced; - the decisive influence on the size of the hysteresis of the entire

Regeleinrichtung hat. · .Control device has. ·.

Mit steigender Drehzahl der Welle 2 verlagern sich die Kugeln 4 unter Verschiebung der Reglennuffe8" radial nach außen und gelangen in den Bereich des. rotierenden Außenringes 15 der Anlaufscheibe 13. In diesem Bereich wird den Kugeln keine Abrollbewegung mehr aufgezwungen und sie führen eine reine Gleitbewegung in radialer Richtung nach außen aus. • Bei den höheren Drehzahlen haben die einer solchen Gleitbewegung der Kugeln entgegenwirkenden Reibungskräfte keinen beachtlichen Einfluß mehr auf die Regelempfindlichkeit. Vielmehr wäre-bei den höheren Drehzahlen die Abrollbewegung der Kugeln dem Regler schädlich, da sie die Laufruhe beeinträchtigen und die Abnutzung der mit den Kugeln in Berührung stehenden Reglerteile verstärken würde. Da bei höheren Motordrehzahlen außerdem die von außen auf die Regeleinrichtung einwirkenden Vibrationen stärker sind, ist bei höheren Drehzahlen auch keine Ausübung von Impulsen auf die Kugeln zwecks Erzielung ^v einer höheren Ansprechempfindlichkeit der Gemischregeleinrichtung mehr erforderlich. " j ;":;;'' Wie bereits eingangs erwähnt, könnte an Stelle des die Verschiebebewegung der Muffe 8 übertragenen und übersetzenden Schwenkhebels 11 die .Muffe "direkt mit einem Raumnocken gekoppelt werden, in welchem Falle das Fördermengenverstellglied 12 mit einem mit dem Raumnocken in Berührung stehenden. Taststift versehen werden könnte. Die der Glocke gegenüberliegende Anlauffläche für die Kugel muß nicht zwingend durch eine zweigeteilte Scheibe gebildet werden, sondern der feststehende Innenteil dieser Anlauffläche könnte auch auf einen Teil des Reglergehäuses oder einem besonderen Einsatz des Reglergehäuses ausgebildet sein, während der umlaufende äußere Teil der Anlauffläche direkt an einem ent-As the speed of the shaft 2 increases, the balls 4 move radially outward, moving the Reglennuffe8 ″ and reach the area of the rotating outer ring 15 of the thrust washer 13. In this area, the balls are no longer forced to roll and they perform a pure sliding movement radial direction outwards wear would increase the standing with the balls into contact regulator parts. in addition, since the externally acting on the controlling means vibrations are stronger at higher engine speeds, at higher speeds even no exercise of pulses on the balls in order to achieve ^v a higher sensitivity of the Ge Mixing control device required more. "j;": ;; '' As already mentioned above, the .muffe "could be coupled directly to a space cam in place of the pivoting lever 11 which transfers and translates the displacement movement of the sleeve 8, in which case the delivery rate adjustment member 12 with a space cam The contact surface for the ball opposite the bell does not necessarily have to be formed by a two-part disk, but the fixed inner part of this contact surface could also be formed on a part of the controller housing or a special insert of the controller housing while the circumferential outer part of the contact surface directly on a separate

sprechend geformten'Mitnehmerteil 3 für die Ku-' geln 4 ausgebildet sein könnte. :.speaking shaped 'driver part 3 for the Ku-' rules 4 could be formed. :.

Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten .Kugel-, fliehkraftregler kann die Hysterese einer Gemischregeleinrichtung für einen Einspritzmotor sehr stark verkleinert werden und der bei mechanischen Gemischregiern gewünschte günstige langsame Ablauf des Regel Vorgangs erzielt werden, so daß die Kraftstoffmengen- und die Luftmengenänderung einander stets angepaßt werden.With a .ball, Centrifugal governor can greatly increase the hysteresis of a mixture control device for an injection engine are reduced in size and the favorable slow process desired with mechanical mixture controls of the control process can be achieved so that the fuel amount and the air amount change each other always be adjusted.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal spherical governor, in particular for a fuel-air mixture control device for Injection engines with a driver part for centrifugal balls attached to a drive shaft, one on one side of the driver part arranged thrust washer for the balls and one on the opposite side of the driver part axially displaceably mounted and spring-loaded Regulator sleeve, which is bell-shaped on the side in contact with the balls is, characterized in that the Thrust washer (13) in a stationary disc-shaped or ring-shaped inner part (14) and a concentric rotatable outer ring (15) is divided and that at least one of the contact walls (14, 7) for the balls (4) in the area of radial positions which the balls assume at low speeds, on the ball side with flat ones Wells (17) is provided.

2. spherical centrifugal governor according to claim 1, characterized in that the outer ring (15) the thrust washer (13) rotatably connected to the driver part (3) for the centrifugal balls (4) is.

3. spherical centrifugal governor according to claim 1 or 2, characterized in that the inner part (14) the thrust washer (13) secured against twisting with the controller housing (1) positively connected is.

4. spherical centrifugal governor according to claim 1, characterized in that the stationary inner part (14) the thrust washer. (13) is provided with shallow troughs (1).

5. spherical centrifugal governor according to claim 4, characterized in that the troughs (17) in radial The outward direction is more flattened than in the other directions.

6. centrifugal spherical governor according to one of claims 1, 4, 5, characterized in that the Wells (1) evenly distributed over the circumference of the contact circle of the balls and with the the same or a real fraction of the angular division under which the centrifugal balls are arranged (4) im; Driving part (3) are stored. .