WO1987005660A1

WO1987005660A1 - Cylindre d'actionnement

Info

Publication number: WO1987005660A1
Application number: PCT/DE1987/000070
Authority: WO
Inventors: Ortwin Engfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1987-09-24
Anticipated expiration: 1988-09-22
Also published as: DE3609838A1; US4972819A; DE3766496D1; EP0298964B1; EP0298964A1; JPH01501884A

Description

Stellzylinder

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Stellzylinder nach der Gattung des Patentanspruchs. Durch die Zeitschrift "Ingenieurs de l'Automobile", Octobre 1984, Seite 115 ist ein Stellzylinder bekannt, der in ein Gestänge eingebaut ist, das sich zwischen einem Pedal und einem Verstellhebel einer Dieseleinspritzpumpe befindet. Ein Kolben des Stellzylinders wird entgegen der Kraft einer vorgespannten Druckfeder dann automatisch beispielsweise mit Druckluft beaufschlagt, wenn an Antriebsrädern eines zugeordneten Kraftfahrzeugs ein unzulässiger Antriebsschlupf erreicht wird. Durch die Beaufschlagung des Kolbens wird die Druckfeder teilweise zusammengedrückt, so daß sich die Länge des Gestänges ändert mit der Folge einer Verringerung der Einsprit znengen, die die Dieseleinspritzpumpe einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs zuführt. Wird die Beaufschlagung des Kolbens so erhöht, daß die Druckfeder nahezu vollständig zusammengedrückt wird, so schaltet der Kolben die Dieseleinspritzpumpe ab und stoppt die Brennstoffzufuhr zum Antriebsmotor. Es wurde erkannt, daß zur feinfühligen Regulierung von Antriebsschlupf eine harte Druckfeder günstig ist. Diese hat aber den Nachteil, daß sie das Abstellen der Dieseleinspritzpumpe unnötig erschwert, weswegen entweder ein hoher Beaufschlagungsdruck für den Kolben oder aber ein großer Kolbendurchmesser benötigt wird, der mehr Bauraum beansprucht und höhere Herstellungskosten verursacht.

Durch die DE-PS 33 23 563 ist eine Steuereinrichtung bekannt zur Drehzahl- und Geschwindigkeitsbegrenzung eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs. Diese Steuereinrichtung verstellt ebenfalls über einen Stellzylinder, der einen Kolben und eine vorgespannte Druckfeder enthält, und ein Gestänge einer Dieseleinspritzpumpe im Sinne einer Verminderung der Kraftstoffeinspritzmengen. Auch dieser Stellzylinder wird zum Abschalten der Dieseleinspritzpumpe eingesetzt. Der Stellzylinder und eine ihm vorgeordnete Ventilanordnung, die Bestandteil der Steuereinrichtung ist, kann ebenfalls zur Verminderung der Brennstoffzufuhr und damit von Antriebsschlupf verwendet werden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Stellzylinder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß er einerseits eine feine Drehzahlregulierung beispielsweise im Antriebsschlupfschutzfall ermöglicht und andererseits für das Abschalten der Dieseieinsprit zpumpe eine nur unwesentlich stärkere Beaufschlagung seines Kolbens erfordert. Dadurch kann bei einem vorgegebenen höchstmöglichen Beaufschlagungsdruck, der durch eine in das Kraftfahrzeug eingebaute Pumpe vorgegeben ist, der Kolbendurchmesser relativ klein gewählt werden, wodurch der Einbau in das Kraftfahrzeug erleichtert wird und weniger Kosten verursacht. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stellzylinders möglich. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 geben ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für den beweglichen Anschlag an. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 geben ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel an für den fest mit dem Stellzylinder vereinigten Anschlag. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 haben den Vorteil, daß die Druckfedern vor unzulässiger Zusammendrückung und Beschädigung geschützt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stellzylinders ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Stellzylinder und Figur 2 eine Weg-Kraft-Kennlinie einer in den Stellzylinder gemäß der Figur 1 eingebauten Federkombination.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der erfindungsgemäße Stellzylinder 2 gemäß der Figur 1 ist an eine Ventilkombination 3 angeschlossen, die aus einem von einer Pumpe 4 ladbaren Speicher 5 versorgt wird. Dabei kann die Pumpe 4 diejenige Pumpe sein, die zur Versorgung einer Druckluftbremsanlage bestimmt ist. Die Ventilkombination 3 kann in einer in der Zeitschrift "Ingenieurs de l'Automobile", 1984, Seite 115 offenbarten Weise ausgebildet und von einem dort beschriebenen Antriebsschlupfregler 6 gesteuert werden. Anstelle des in dieser Zeitschrift offenbarten 3/2-Wegeventils kann auch eine in der DE-PS 33 23 563 beschriebene Ventilkombination verwendet werden, mittels der der Druckmittelverbrauch vermindert werden kann.

Der Stellzylinder 2 besitzt zwei gleichachsig ausgerichtete zueinander abgestufte Bohrungen 7 und 8, einen Kolben 9, eine Kolbenstange 10, eine erste, für den Antriebsschlupfregelbetrieb bestimmte Druckfeder 11, eine zweite Druckfeder 12, einen axial verschiebbaren Anschlag 13 und einen Zylinderboden 14.

Die Bohrung 7 ist als eine Sackbohrung ausgebildet und bildet die eigentliche Zylinderbohrung, die über eine Anschlußbohrung 15 und eine flexible Leitung 16 an die Ventilkombination 3 angeschlossen ist. In der Verlängerung der Bohrung 7 ist an einem geschlossenen Ende 17 von außen her ein Gewindeloch 18 eingebohrt. In dieses Gewindeloch 18 wird ein nicht dargestelltes Teil eines Gestänges, das sich zwischen einem Gaspedal 27 und einer Dieseleinspritzpumpe 28 oder einem anderen verstellbaren Brennstoffzuführ system befindet, eingeschraubt. Der Kolben 9 ist auf den Durchmesser der Bohrung 7 abgestimmt und besitzt zur Abdichtung relativ zu dieser Bohrung 7 einen Dichtring 19. An die Bohrung 7 schließt sich anschließend an einen Durchmessersprung 20 in Richtung eines offenen Endes 21 des Stellzylinders 2 die Bohrung 8 an. Die Bohrung 8 hat einen größeren Durchmesser als die Bohrung 7. 3eim offenen Ende 21 ist ein Sicherungsring 22 angeordnet, der den Zylinderboden 14 im Stellzylinder 2 hält. Der Zylinderboden 14 hat koaxial zum Stellzylinder 2 eine Führungsbuchse 23 für die Kolbenstange 10, die aus dem Stellzylinder 2 herausragt und beispielsweise ein Anschlußgewinde 24 besitzt. Der Durchmessersprung 20 bildet eine Ringfläche, die im Rahmen der Erfindung als ein starr mit dem Stellzylinder 2 verbundener Axialanschlag dient. Der axial verschiebbare Anschlag 13 ist diesem starren Axialanschlag 20 zugeordnet und hat einen Durchmesser, der größer als derjenige der Bohrung 7, jedoch kleiner als der der Bohrung 8 ist. Der axial verschiebbare Anschlag 13 ist beispielsweise im wesentlichen nach Art einer Ringscheibe ausgebildet und weist in Richtung zum Kolben 9 eine angeformte Buchse 25 auf. Zwischen den axial verschiebbaren Anschlag 13 und den Zylinderboden 14 ist die Druckfeder 12 eingesetzt. Sie drückt den axial verschiebbaren Anschlag 13 gegen den Axialanschlag 20. Die Druckfeder 11 ist zwischen den axial verschiebbaren Anschlag 13 und den Kolben 9 eingesetzt und umgibt die Kolbenstange 10 und auch die Buchse 25 mit radialem Spiel. In der dargestellten Endstellung des Kolbens 9, in der ein Ansatz 26 des Kolbens 9 an dem Ende 17 des Stellzylinders 2 anliegt, befindet sich zwischen diesem Kolben 9 und der Buchse 25 ein Abstand A. Beim Anschlußgewinde 24 ist der Kolbenstange 10 ein weganzeigender Pfeil W zugeordnet.

Drähte, aus denen die Druckfedern 11 und 12 gewickelt sind, haben beispielsweise gleiche Drahtdurchmesser. Unterschiedlich sind jedoch die Wickelradien der beiden Druckfedern 11 und 12. Die Druckfeder 1 2 hat beispielsweise etwa doppelt so viele Windungen wie die Druckfeder 11. Beide Druckfedern 11 und 12 sind in vorgespanntem Zustand in den Stellzylinder 2 eingebaut. Im Weg-Kraft-Diagramm gemäß der Figur 2 ist über dem Weg W der Verlauf der Kräfte F der beiden Druckfedern 11 und 12 dargestellt. Die Druckfeder 11 hat eine Vorspannung V1. Bei einer Beaufschlagung des Kolbens 9 ait einem sehr kleinen Druck, beispielsweise Luftdruck, verbleibt der Kolben 9 zunächst in der dargestellten Grundstellung. Erst wenn die Beaufschlagung eine Stärke erreicht hat, die die Kraft V1 der vorgespannten Druckfeder 11 überwindet, wird diese zusammengedrückt, wobei der Kolben 9 die Kolbenstange 10 in Richtung des. Pfeiles W bewegt. Dabei setzt die Druckfeder 11 dem Kolben 9 eine ansteigende Kraft entgegen. Die qualitative Abhängigkeit des Anstiegs der Kraft F bei größer werdendem Weg W der Kolbenstange ist in der Figur 1 mittels einer ansteigenden Geraden C1 dargestellt. Die Gerade C1 endet an einem Punkt P1. Bis dahin hat der Kolben 9 in Richtung der Buchse 25 den Weg A durchlaufen. Die Buchse 25 begrenzt die Zusammendrückbarkeit der Druckfeder 11.

Die Druckfeder 12 ist vorgespannt mit einer Kraft V2, die in dem Diagramm gemäß der Figur 2 bei einem Punkt P2 liegt, der sich senkrecht über dem Punkt P1 befindet. Dies hat zur Folge, daß nach dem Anschlagen des Kolbens 9 an der Buchse 25 eine weitere Steigerung der Beaufschlagung des Kolbens 9 notwendig ist, um die Kraft V2 der Feder 12 zu überwinden. Bei weiterer Steigerung der Beaufschlagung verschiebt der Kolben 9 über die Buchse 25 den axial verschiebbaren Anschlag 13 gegen die Kraft der Druckfeder 12. Das dabei erfolgende Anwachsen der Kraft der Druckfeder 12 als Funktion des Weges W ist ebenfalls in Form einer Geraden mit der Bezeichung C2 dargestellt. Die Neigung der Geraden C2 ist geringer als die der Geraden C1. Zeichnet man in einer Verlängerung der Geraden C1 eine Gerade C1a ein, so schneiden sich die Geraden C2 und C1a in einem Punkt P3. Rechts neben dem Punkt P3 divergieren die Geraden C2 und C1a. Das Diagramm stellt also dar, daß zum Verschieben der Kolbenstange 10 zunächst ein steiler Anstieg der Beaufschlagung des Kolbens 9 notwendig ist, wogegen später eine relativ wenig an steigende Beaufschlagung des Kolbens 9 relativ große Verschiebungen der Kolbenstange 10 bewirkt.

Der Abstand A wird vorzugsweise so gewählt, daß eine Verschiebung der Kolbenstange 10 relativ zum Stellzylinder 2 eine Reduzierung von Vollasteinspritzmengen bis im wesentlichen auf Leerlaufeinspritzmengen ergibt für den Fall, daß der Stellzylinder 2 sich zwischen einem voll durchgetretenen Pedal und einer zugeordneten Dieseleinspritzpumpe befindet. Die Verstellmöglichkeit bis zur Größe A steht zur Verfügung zum Begrenzen oder Vermindern von Antriebsschlupf. Deshalb kann man die Druckfeder 11 auch als Drehzahlregulierfeder bezeichnen. Wie bereits eingangs angedeutet, ist zum Zwecke einer feinfühligen Regelung von Antriebsschlupf diese Drehzahlregulierfeder 11 relativ steif ausgebildet.

Zum Abschalten der Dieseleinspritzpumpe werden, wie bereits angedeutet, Wege W der Kolbenstange benötigt, die größer sind als der Weg A, den der Kolben 9 relativ zur Buchse 25 zurücklegen kann. Zum Abschalten der Dieseleinspritzpumpe muß also die Beaufschlagung des Kolbens 9 so weit gesteigert werden, daß mindestens die infolge von Vorspannung vorhandene Kraft V2 der Druckfeder 12 überwunden wird. Es ist also erkennbar, daß lediglich ein Beaufschlagungsüberschuß, der auf den Kolben 9 wirkt, diejenigen Kräfte an der Kolbenstange 10 erzeugt, die zur Abschaltung der Dieseleinspritzpumpe nutzbar sind. Infolge der Ausgestaltung der Druckfeder 12 mit der Kennlinie C2 sind die zum Abschalten der Dieseleinspritzpumpe zur Verfügung stehenden Kräfte ersichtlich größer als bei Verwendung von nur einer Druckfeder mit einer für die Antriebsschlupfregelung günstigen Kennlinie. Der angespro... chene Unterschied ist deutlich erkennbar an dem bereits angesprochenen Divergieren der Geraden C1a, die die Verlängerung der Geraden C1 bildet, und der Geraden C2 der zweiten Druckfeder 12, die zusammen mit der Druckfeder 11 die erfindungsgemäße Federkombination bildet.

Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, daß anstelle der angesprochenen Dieseleinspritzpumpe beispielsweise auch eine Benzineinspritzpumpe oder ein Vergaser in Kombination mit dem beschriebenen Stellzylinder verwendet werden kann. Der Stellzylinder 2 dient in diesem Fall ebenfalls dem Sinregulieren eines Antriebsiaoment s eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs auf eine solche Größe, daß ein optimaler Antriebsschlupf nicht oder nicht wesentlich überschritten wird. Infolgedessen ist bei ausreichender Spurhaltung des angetriebenen Fahrzeugs eine größtmögliche Beschleunigung erreichbar. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stellzylinders 2 in Verbindung mit Benzineinspritzpumpen oder Vergasern bietet sich an für leichte Fahrzeuge wie Kleinlastwagen, Kleinbusse und Personenkraftwagen. Weil in solchen Fahrzeugen gelegentlich anstelle einer Druckluftpumpe eine Hydraulikpumpe zur Verfügung steht, kann bedarfsweise der Durchmesser des Kolbens 9 kleiner gewählt werden als bei Beaufschlagung mittels Druckluft.

Claims

Ansprüche

1. Stellzylinder zum Verändern von einem Fahrzeugantriebsmotor zugeführten Brennstoffmengen, mit einem Kolben und einer gegen diesen wirkenden Druckfeder, die mit Vorspannung eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (11) als eine steife Drehzahlregulierfeder ausgebildet und an einem relativ zum Stellzylinder axial verschiebbaren Anschlag (13) abgestützt ist und daß eine zweite Druckfeder (12), die weniger steif als die Drehzahlregulierfeder (11) ausgebildet ist, mit einer Vorspannung (V2), die größer i st als die größte Arbeitskraft (P1) der Drehzahlregulierfeder (11), so eingebaut ist, daß sie entgegen der Wirkung der Drehzahlregulierfeder (11) den verschiebbaren Anschlag (13) gegen einen starr mit dem Stellzylinder (2) verbundenen zweiten Anschlag (20) wirkt, derart, daß der bewegliche Anschlag (13) zum Abschalten einer Brennstoffzuführeinrichtung (28) vom starr angeordneten Anschlag (20) wegbewegbar ist.

2. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (13) als eine Ringscheibe ausgebildet ist, die eine Kolbenstange (10) mit radialem Spiel umgibt.

3. Stellzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (2) in gleichachsiger Ausrichtung zwei Bohrungen (7, 3) besitzt und daß ein zwischen diesen Bohrungen befindlicher Durchmessersprung (20) einen starren Anschlag für den axial beweglichen Anschlag (13) bildet.

4. Stellzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den als Ringscheibe ausgebildeten axial verschiebbaren Anschlag (13) wenigstens eine Buchse (25) angeformt ist, die die Zusammendrückbarkeit wenigstens einer der Druckfedern (11, 12) begrenzt.