[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Einspritzzeitpunktversteller für die Einspritzpumpe
einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der das Antriebszahnrad der
Einspritz- pumpe mittels einer schraubenförmigen Keilverzahnrungs
- kupplung gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle um einen Drehwinkel verstellt
wird, dessen Verstellgröße automatisch in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der
Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt.
[0002] Bekannte
Einspritzzeitpunktversteller für Hubkolbenbrennkraftmaschinen sind in der Regel als
Fliehkraftversteller gebaut, deren verstellkräfte bei den beschränkten Platzverhältnissen
bei Anbau innerhalb oder außerhalb der Brennkraftmaschine nur wenig über die notwendigen
Mindest- anforderungen hinausgehen. Dadurch wird bei dem schwankenden Drehmoment der
Einspritzpumpen-Nockenwelle und dem vom Antrieb der Brennkraftmaschine ausgehenden,
unerwünschten Wechseldrehmoment die Funktion von
Flieh- kraftverstellern sehr beeinträchtigt. Der Einsatz größerer Bauarten mit mehr
Arbeitsvermögen verbietet sich wegen den knappen Platzverhältnissen. Außerdem stellt
sich immer mehr die Forderung, die Verstellung des Einspritzzeitpunktes nach verschiedenen
Betriebskenngrößen vorzunehmen.
[0003] Es ist ein Einspritzzeitpunktversteller bekannt (DE-OS 17 51 770), bei dem das Antriebszahnrad
auf der verlängerten Nockenwelle der Einspritzpumpe drehbbeweglich gelagert ist und
mittels einer schraubenfömrigen Keilverzahnungskupplung gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle
verdreht wird. Bei der Verstellung der Kupplung in axialer Richtung bewirkt die schraubenförmige
Keilverzahnungskupplung ein Drehmoment, dessen Abstützung nur über eine verhältnismäßig
klein dimensionierte zylindrische Längsführung mit Abflachung möglich ist. Die axiale
Länge der Kupplungsverzahnung ist sehr kurz; dadurch neigt die Längsführung zum Verkanten
und zu Betriebsstörungen. Darüber hinaus erfolgt die Verstellung nur in Abhängigkeit
vom Druck der Ladeluft.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzzeitpunktverstellung zu schaffen,
die in Abhängigkeit von mehreren Betriebsgrößen eine Verstellung vornimmt und deren
Funktion möglichst wenig von dem ungleichförmigen Drehmoment der Einspritzpumpe und
dem unvermeindlichen Wechseldrehmoment aus dem Antrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine
beeinflußt wird.
[0005] Dieses wird bei einem Einspritzzeitpunktversteller der eingangs genannten Art nach
den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
[0006] Die Längsführung des Antriebszahnrades auf einer Schrägverzahnung auf der verlängerten
Nockenwelle der Einspritzpumpe läßt eine verhältnismäßig große Dimensionierung zu
und ergibt geringe Flächenpressungen an den Gleitflächen und damit eine günstige Verteilung
des zu übertragenden Drehmoments. Die Längsverschiebung des Antriebszahnrades mittels
zweimal gelagerter Gewindespindel ergibt eine sehr robuste unempfindliche Konstruktion,
die durch die
Ge-windespindel sehr leicht zu verstellen ist und nur geringer Verstellkräfte bedarf
und damit feinfühlig verstellbar ist.
[0007] Bei dem gemäß dem Patentanspruch 2 ausgestalteten Einspritzzeitpunktversteller ergibt
sich die Möglichkeit den Primärteil im Gehäusedeckel der Maschine anzuordnen, womit
sich für den elektrischen Teil günstige Voraussetzungen für die Stromzufuhr ergeben.
Da die Wirbelstrombremse zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil berührungslos
bleibt, wird die Montage besonders einfach.
[0008] Nach den in Patentanspruch 3 angegebenen Merkmalen ergibt sich eine besonders günstige
Bauweise. Die gefundene Form der Rückstellfeder macht es möglich, sie als umlaufendes
Teil ohne Auswuchtprobleme zu verwenden.
[0009] Die im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmale ermöglichen ein einfaches Abgreifen
der Stellung des oberen Totpunktes.
[0010] Bei den nach dem Patentanspruch 5 angegebenen Merkmalen wird der Verstellwinkel des
Antriebszahnrades erfaßt.
[0011] Gemäß den im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmalen wird der gemessene Verstellwinkel
des Antriebszahnrades an den elektrischen Regler weitergegeben.
[0012] Mit dem in Patentanspruch 7 angegebenen Merkmal wird der Regelkreis geschlossen.
[0013] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
[0014] Die Abbildung 1 zeigt das Wellenende 1 einer verlängerten Einspritzpumpen-Nockenwelle
innerhalb eines Gehäuseteils 2 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Auf dem Wellenende
1 ist das Antriebszahnrad 3 mittels einer Schrägverzahnung 4 längs beweglich gelagert,
wobei aus Gründen einer einfacheren Herstellung das topfförmige Gehäuse 5 und die
Schiebemuffe 6 einstückig mit dem Antriebszahnrad 3 verbunden sind. Die Gewindespindel
7 ist einerseits in das Wellenende 1 eingeschraubt und andererseits mit einem gegenläufigen
Gewinde in das topfförmige Gehäuse 5. Damit kann bei Drehung der Gewindespindel 7
das Antriebszahnrad 3 auf dem Wellenende 1 in axialer Richtung hin und her bewegt
werden, wobei das Antriebszahnrad 3 durch die Schrägverzahnung gegenüber dem Wellenende
1 einen Drehwinkel zurücklegt. Auf der Verlängerung der Gewindespindel 7 ist eine
Spiralfeder 8 angeordnet, die mit ihrem Innenende an der Gewindespindel 7 befestigt
ist und mit ihrem Außenende an einem Mitnehmer 9 des topfförmigen Gehäuses 5. Am Ende
der Gewindespindel 7 ist der Sekundärteil 10 einer elektrischen Wirbelstrombremse
befestigt. Durch eine Stromänderung im Primärteil 11 der elektrischen Wirbelstrombremse
kann das entgegen der Kraft der Sprialfeder 8 wirkende Bremsmoment verändert werden,
womit die Gewindespindel 7 verdreht und das Antriebszahnrad 3 axial verschoben wird,
was durch die Schrägverzahnung 4 zugleich eine Winkelbewegung ergibt. zur Erfassung
der Winkelstellung des Wellenendes 1 dient eine Markierungsscheibe 12, die durch einen
Impulsgeber 13 auf den gehäusefesten Sensor 14 wirkt. In gleicher Weise wirkt ein
am Umfang des Antriebszahnrades 3 eingesetzter Impulsgeber 16 auf den Sensor 15. Damit
ergibt sich die Winkelabweichung zwischen dem Antriebszahnrad 3 und dem Wellenende
1 bzw. der Winkelabstand vom oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine. Diese gemessenen
Werte werden in einem nicht dargestellten elektrischen Regler eingegeben, der aufgrund
verschiedener Eingangsgrößen wie z.B. Drehzahl, Motorleistung, Ladeluftdruck oder
Ladelufttemperatur einen elektrischen Sollwert für den
Einspritzzeitpunktversteller vorgibt. Mit der Ausgangsgröße des elektrischen Reglers,
einem elektrischen Strom, wird in der Wirbelstrombremse 10, 11 zur Verstellung das
Bremsmoment geändert, wobei die Gewindespindel 7 verdreht wird.
1. Einspritzzeitpunktversteller für die Einspritzpumpe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine,
bei der das Antriebszahnrad (3) der Einspritzpumpe mittels einer schraubenförmigen
Keilverzahnungskupplung (4) gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle (1) um einen
Drehwinkel verstellt wird, dessen VerstellgröBe automatisch in Abhängigkeit von einer
Betriebsgröße der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (3) auf dem verlängerten Ende (1)
der Einspritzpumpen-Nockenwelle mit einem schrägverzahnten Gleitsitz (4) axial verschiebbar
gelagert ist, wobei die axiale Verstellung durch eine zentrale Gewindespindel (7)
erfolgt, die mit einer Seite in das verlängerte Nockenwellenende eingeschraubt ist
und mit der anderen Seite mit gegenläufigem Gewinde zentral in ein topfförmiges Gehäuse
(5), welches mit dem Antriebszahnrad (3) verbunden ist, eingeschraubt ist und eine
axiale Verlängerung der Gewindespindel (7) mit dem Sekundärteil (10) einer Wirbelstrombremse
verbunden ist, die automatisch in Abhängigkeit von mehreren Betriebskenngrößen der
Hubkolbenbrennkraftmaschine ein Bremsmoment auf die verlängerte Gewindespindel (7)
ausübt und diese gegen die Kraft einer Rückstellfeder (8) durch Verdrehen verstellt,
wobei die Wirbelstrombremse (10, 11) von einem elektrischen Regler gesteuert wird,
der die Betriebskenngrößen der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfaßt und entsprechend
diesen elektrisch das Bremsmoment der Wirbelstrombremse (10, 11) beeinflußt.
2. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil
(elektrischer Teil) der Wirbelstrombremse (11) gehäusefest und koaxial in Verlängerung
der Gewindespindel (7) angeordnet ist.
3. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rückstellfeder (8) als Spiralfeder ausgebildet ist und einerseits auf der verlängerten
Gewindespindel (7) und andererseits mit einem Mitnehmer (9) des topfförmigen Gehäuses
(5) verbunden ist.
4. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem verlängerten Ende (1) der Einspritzpumpen-Nockenwelle eine Markierungsscheibe
(12) angeordnet ist, die einem gehäusefesten Sensor (14) durch einen Impulsgeber,
beispielsweise ein Magnet, elektrisch den Ausgangspunkt des Verstellweges oder den
oberen Totpunkt der Brennkaftmaschine anzeigt.
5. Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Antriebszahnrad (3) durch ein Impulsgeber (13),
beispielsweise ein Magnet, einem gehäusefesten Sensor (15) der Verstellweg der Markierung
elektrisch angezeigt wird.
6. , Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (14, 15), die den Verstellwinkel des Antriebszahnrades
(3) gegenüber der Markierungsscheibe (12) am verlängerten Ende (1) der Einspritzpumpen-Nockenwelle erfassen
mit dem elektrischen Regler elektrisch verbunden sind.
7. Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Regler mit der Wirbelstrombremse (11)
elektrisch verbunden ist und der vom elektrischen Regler ausgehende Strom das Bremsmoment
der Wirbelstrombremse (10, 11) verändert.