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Einrichtung an umsteuerbaren Einspritzbrennkraftmaschinen für das
Umsteuern der Brennstoff einspritzpumpen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
an umsteuerbaren Einspritzbrennkraftmaschinen zum Umsteuern der Brennstoffeinspritzpumpe,
bestehend aus einer zwischen der Pumpe und ihrer Antriebswelle eingeschalteten Schleppkupplung,
deren Schleppwinkel gleich dem Umsteuerwinkel ist, um den bei Anwendung symmetrischer
Antriebsnocken für die Einspritzpumpe die Pumpennockenwelle zum Zweck des Umsteuerns
gegenüber ihrer Antriebswelle verdreht werden muß.
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Bei diesen Schleppkupplungen besteht die Gefahr, daß sich während
des normalen Betriebes unter dem Einftuß des von der Brennstoffeinspritzpumpe aufgenommenen,
stark schwankenden Drehmomentes die Kupplungsklauen voneinander abheben, um anschließend
wieder hart aufeinander aufzuschlagen. Während' der Einspritzung verdreht sich nämlich
die Antriebswelle elastisch unter dem dann sehr hohen von der Pumpennockenwelle
aufgenommenen Drehmoment. Im Augenblick des Einspritzendes fällt das Drehmoment
durch das Entlasten des Pumpenraumes plötzlich auf einen Bruchteil seines vorherigen
Betrages. Als Folge davon entspannt sich die vorher elastisch verdrehte Antriebswelle
und beschleunigt die Pumpe in ihrer Drehrichtung. Die Pumpe behält zufolge ihrer
Massenträgheit die ihr erteilte höhere Geschwindigkeit bei, nachdem die Antriebswelle
entspannt
ist, und eilt deshalb letzterer unter Abheben der Kupplungsklauen
voraus. Durch den nächsten Einspritzbeginn wird die Pumpennockenwelle plötzlich
stark gebremst. Dadurch treffen die Kupplungsklauen mit hartem Schlag wieder aufeinander.
Da die Masse der bewegten Pumpenteile und die Dreh; elastizität der Antriebswelle
ein schwingungsfähiges System darstellen, so besteht außerdem die Gefahr, daß sich
in bestimmten Resonanzbereichen die Schläge auf die Kupplungsklauen zu untragbarer
Härte steigern.
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Gemäß der. Erfindung werden die Schleppkupplungsklauen mittels einer
in Umfangsrichtung der Kupplung wirksamen Spannfeder mit so hohem Druck gegeneinandergepreßt,
daß das erörterte Abheben der Klauen nicht mehr eintritt.
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Die Spannfeder wird vorzugsweise als kraftübertragendes Glied in das
Gestänge eingeschaltet, welches beim Umsteuern der Maschine die Pumpennockenwelle
um den Umsteuerwinkel gegen die Antriebswelle verdreht. Dadurch ist es möglich,
mittels dieses Gestänges im unmittelbaren Anschluß an das Verdrehen der Pumpennockenwelle
die Spannfeder vorzuspannen und damit die in der neuen Drehrichtung aneinander anliegenden
Kupplungsklauen unter dem erforderlichen Druck gegeneinanderzupressen.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch eine von Hand schaltbare Umsteuereinrichtung
für die Brennstoffeinspritzpumpe; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie A-A; Abb.3
zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer von Hand schaltbaren Umsteuereinrichtung
im Längsschnitt; Abb.4 zeigt eine Abwicklung der Steuermuffe nach Abb. 2; Abb.5
zeigt eine selbsttätige Umsteuer- und Spannvorrichtung im mittleren Längsschnitt.
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Die Brennstoffeinspritzpumpe i weist symmetrische Nocken 2 für den
Antrieb der Einzelpumpen 3 auf. Das vom Nocken auf die Einzelpumpen übertragene
Bewegungsgesetz ist somit bei Vorwärts- und Rückwärtslauf der Pumpe dasselbe. Mit
Rücksicht auf das Einspritzgesetz haben jedoch die Brennstoffpumpennocken gegenüber
der zugehörigen Kurbel der Maschinenkurbelwelle einen bestimmten Voreilwinkel, denn
die Brennstoffeinspritzung findet vor der inneren Kolbentotlage statt. Beim Betrieb
der Maschine in der anderen Drehrichtung müß . die andere Flanke der Brennstoffpumpennocken
in die für die richtige Einspritzung erforderliche Winkellage zur Kurbelwelle gebracht
werden, was durch Verdrehen der Brennstoffpumpenwelle 4 gegenüber ihrer Antriebswelle
6 um einen bestimmten Winkel, den Umsteuerwinkel, erreicht wird. Zwischen Pumpen-
und Antriebswelle ist eine Klauenschleppkupplung 7, 8 eingeschaltet. Das Verdrehen
der Pumpenwelle geschieht gemäß Abb. i mittels des Schraubengetriebes 9, dessen
Treiber 5 achsparallel mit der Schleppkupplungshälfte 7 und schraubenförmig mit
der Schleppkupplungshälfte 8 verzahnt ist. Das Verschieben des Treibers 5 in Achsrichtung
hat somit das Verdrehen der Schleppkupplungshälfte 8 und damit der Pumpennockenwelle
4 gegenüber der Schleppkupplungshälfte 7 und damit der Antriebswelle 6 zur Folge.
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Das Gestänge io, 11, 12, vermittels dessen der Treiber 5 verschoben
wird, ist derart an den Umsteuerhebel H der Maschine angelenkt, daß zwischen dent
Stellungen Ah (Anlassen voraus) und AZ (Anlassen zurück) dieses Hebels das
Verdrehen der Schleppkupplungshälfte 7 gegenüber der anderen Hälfte 8 genau um den
Umsteuerwinkel stattfindet. Da der Schleppwinkel a der Schleppkupplung 7, 8 genau
gleich dem Umsteuerwinkel ist (Abb.2), so liegen die Kupplungsklauen in den Stellungen
AV und AZ des Umsteuerhebels aneinander an. In dem Gestänge io, i 1, 12 ist
eine Spannfeder io als kraftübertragendes Glied eingeschaltet. Sobald der Umsteuerhebel
H über die Stellungen AV oder AZ hinaus bewegt wird, ist die Feder io in
den Stellungen BV (Betrieb voraus) oder BZ (Betrieb zurück) gespannt. Das hat zur
Folge, daß die Kupplungsklauen der Schleppkupplung 7, 8 gegeneinandergepreßt werden.
Die Spannfeder wird so stark bemessen, daß sich die Schleppkupplungsklauen während
des normalen Betriebes nicht voneinander abheben können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und 4 ist die Spannfeder io
als Drehstab ausgebildet, der mit der Pumpennockenwelle 4 gleichachsig liegt. Das
Verdrehen der Pumpenwelle 4 gegenüber der Antriebswelle 6 geschieht wiederum mittels
eines Schraubengetriebes. Der Treiber 13 ist hierbei mit der antriebsseitigen Schleppkupplungshälfte
7 durch eine achsparallele Verzahnung 14 verbunden und greift mit Bolzen 15 in schraubenförmige
Nuten 16 am Umfang einer Steuermuffe 17 ein, in der das linke Ende der Spannfeder
io befestigt ist. Das rechte Ende der Spannfeder ist in der mit der Pumpennockenwelle
4 verbundenen Schleppkupplungshälfte 8 befestigt. Die Spannfeder io überbrückt somit
die Schleppkupplung. Das Verschieben des Treibers 13 hat unter Vermittlung der Steuermuffe
17 und der Spannfeder io zunächst das Verdrehen der Pumpennockenwelle 4 jeweils
bis zum Anliegen der Kupplungsklauen der Schleppkupplung 7, 8 aneinander und dann
erst das Spannen der Spannfeder io und damit das Aufeinander-# ressen der Schleppkupplungsklauen
zur Folge. Der reiber 13 wird sinngemäß ähnlich wie der Treiber 5 in Abb. i an den
Umsteuerhebel H der Maschine angelenkt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.5 geschieht das Verdrehen der
Antriebswelle 6 gegenüber der Nockenwelle ,4 und das Spannen der Spannfeder io selbsttätig
beim Aufnehmen der neuen Drehrichtung durch die Maschine. DieSpannfeder io ist rechts
in der mit der Pumpennockenwelle 4 verbundenen Schleppkupplungshälfte 8 und links
in einem als Bremstrommel ausgebildeten Zwischenstück 18 befestigt, das mittels
einer Zahnkupplung i9 mit der antriebsseitigen Schleppkupplungshälfte gekuppelt
werden kann. Die Kupplungsmuffe
20 und die am Zwischenstück 18
angreifende Bremse 2i sind z. B. mittels Schubkurven derart mit dem Umsteuerhebel
der Maschine verbunden, daß längs des Drehwinkels dieses Hebels zwischen den Stellungen
Anlassen voraus und Anlassen zurück die Zahnkupplung i9 gelöst und die Bremse 21
angezogen ist, während längs des zwischen Anlassen voraus und Betrieb voraus sowie
des zwischen Anlassen zurück und Betrieb zurück liegenden Drehwinkels zunächst die
Kupplung 19 eingerückt und dann die Bremse 21 gelöst wird.
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Beim Umsteuern der Maschine, z. B. aus der Vorwärtsdrehrichtung in
die Rückwärtsdrehrichtung, wird der Umsteuerhebel aus der Stellung Betrieb voraus
in die Stellung Anlassen zurück bewegt. Dabei wird die Zahnkupplung i9 gelöst und
die Bremse 21 angezogen. Sobald die Maschine, durch die Anlaßdruckluft getrieben,
die neue Drehrichtung aufnimmt, verdreht sich die Antriebswelle 6 um den durch die
Schleppkupplung 7, 8 bestimmten Umsteuerwinkel gegenüber der durch die Bremse 21
festgehaltenen Pumpennockenwelle 4, bis die Schleppkupplungsklauen in der neuen
Drehrichtung wieder aneinander anliegen. Alsdann wird die Pumpennockenwelle in der
neuen Drehrichtung mitgenommen und dabei die Spannfeder io so stark gespannt, daß
die Bremse 21 gleitet. Beim Legen des Umsteuerhebels in die Stellung Betrieb zurück
wird die Kupplung i9 eingerückt und die Bremse 21 gelöst. Das hat zur Folge, daß
die Vorspannung der Spannfeder zwischen den Schleppkupplungshälften 7, 8 in der
Weise wirksam wird, daß deren Kupplungsklauen unter dem Spannfederdruck aneinander
anliegen. Die Vorspannung der Spannfeder io kann durch Verändern des Bremsmomentes
der Bremse 21 den vorliegenden Verhältnissen genau angepaßt «erden. Durch Anschläge
zwischen der Kupplungsmuffe 20 und dem Zwischenstück 18 kann der Grad der Verdrehung
der Spannfeder io genau festgelegt werden, so daß die Feder vor Bruch geschützt
ist. Die Bremse 21 wird dann so eingestellt, daß sie erst beim Anliegen der Anschläge
gleitet.
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In N-orstehendem wird unter den Worten normaler Betrieb der Betrieb
der Maschine in gleichbleibendem Drehsinn verstanden.