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Regelvorrichtung für Mehrstoffmotoren, insbesondere
Zweistoffmotoren
Bei wahlweise mit verschiedenen Kraftstoffen, z. B. mit Dieselöl, Schweröl, Gas od. dgl. zu betrei- benden Brennkraftmaschinen, die durch entsprechende Einstellung abwechselnd mit einem dieser Kraft- stoffe im Einstoffbetrieb bzw. im Zündstrahlbetrieb oder mit mehreren Kraftstoffen gleichzeitig im Mehr- stoffbetrieb gefahren werden können, ist es bekannt, die Füll- bzw. Einspritzmenge jedes Kraftstoffes durch je einen eigenen Regler oder durch einen einzigen Regler zu steuern.
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Mehrstoffmotoren, insbesondere Zweistoffmotoren, mit einem einzigen Regler und mindestens zwei mit diesem zusammenarbeitenden, je einem andern
Kraftstoff zugeordneten, die Füll- bzw. Einspritzmenge bestimmenden Steuergeräten, auf die die Regel- bewegung vom Regler über eine Steuerwelle und Antriebsgestänge übertragen wird.
Bei einer bekannten Ausführung dieser Art für Zweistoff-Brennkraftmaschinen ist für jeden der beiaen
Kraftstoffe ein mit einer gemeinsamen Steuerrolle zusammenarbeitendes Nockenscheibenpaar vorgesehen, dessen eine Nockenscheibe von einem Handsteuerrad und dessen andere Nockenscheibe vom Drehzahlregler verdreht wird. Die beiden vom Drehzahlregler aus betätigten Nockenscheiben sind auf einer Welle mit Abstand befestigt, wogegen die beiden vom Handsteuerrad zu verstellenden Nockenscheiben auf einer auf dieser Welle verdrehbar gelagerten Hohlwelle sitzen. Die Regelbewegung wird hiebei vom Regler über einen Drehservomotor auf die Nockenscheiben und von diesen über die Steuerrollen, die je eine Steuerwelle antreiben, auf die Steuergeräte übertragen. Der Steuerschieber des Servomotors wird unabhängig vom Regler auch noch vom Handsteuerrad betätigt.
Dadurch werden bei ein und demselben Reglerhub die genannten Nockenscheibenpaare zueinander verdreht und die jeweiligen Arbeitsflanken der Steuemockenpaare zur gemeinsamen Steuerrolle in eine von der Handeinstellung abhängige und unterschiedliche Ausgangsstellung gebracht. Der verhältnismässig komplizierte Aufbau dieser Ausführung ist jedoch von erheblichem Nachteil und führt oftmals zu Betriebsstörungen, insbesondere auch zufolge der hydraulischen Übertragung der Regelbewegung.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer einfachen und billigen Regelvorrichtung, die mit geringem Aufwand die wahlweise Einstellung mehrerer Betriebsarten ermöglicht und bei der die Reglerimpulse unmittelbar an die Steuergeräte weitergeleitet werden, wodurch eine einwandfreie und zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet ist.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Antriebsgestänge der Steuergeräte und vorzugsweise auch des Reglers auf der Steuerwelle drehbar gelagert sind, und dass wenigstens eine umschaltbare Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, durch welche die Antriebsgestänge der Steuergeräte und gegebenenfalls auch des Reglers der gewünschten Betriebsart entsprechend wahlweise mit der Steuerwelle drehfest verbindbar sind. Bei dieser Ausbildung der Regelvorrichtung können durch einfaches Umschalten der Kupplungseinrichtung beliebige Antriebsverbindungen zwischen Regler und Steuergeräten hergestellt und dadurch wahlweise mehrere Betriebsarten des damit ausgerüsteten Motors erzielt werden.
Die Regelung des Motors erfolgt dabei in gleicher Weise wie bei einem Einstoffmotor, weil die im jeweils eingestellten Betriebsfall funktionslosen Antriebsgestänge abgeschaltet sind und den Regler nicht zusätzlich belasten. Ausserdem ist bei der erfindungsgemässen Ausführung ein beliebiger Zusammenhang zwischen Reglerhub und Kraftstoffmenge, insbesondere auch der in der Regeltechnik allgemein geforderte lineare Zusammenhang, mit wenig Aufwand herstellbar. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht schliesslich noch darin, dass bei Ausrüstung desselben Grundmotors entweder nur für Einstoff- oder für Mehrstoffbetrieb weitgehend die gleichen Teile der Regelvorrichtung verwendet werden können, was von erheblicher wirt-
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schaftlicher Bedeutung ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerwelle hohl ausgebildet sein und die Antriebsgestänge können mit auf der Steuerwelle gelagerten zylindrischen Büchsen in Verbindung stehen. Zu jeder Büchse ist hiebei ein im Inneren der Steuerwelle radial zu dieser angeordneter, in Rich tung seiner Achse verschiebbarer Sperrstift vorgesehen, der in Betriebslage mit einem Ende aus der Steuerwelle hervorragt und in Bohrungen oder in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze der Büchsen eingreift, wobei die Büchsen des zum Regler führenden Gestänges je vorgesehener Betriebsart eine Bohrung, die Büchsen der zu den Steuergeräten führenden Gestänge hingegen insgesamt je eine Bohrung und mindestens einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz aufweisen, und die Bohrungen sowie die Schlitze der Büchsen,
die zu verschiedenen Kraftstoffen zugeordneten Steuergeräten gehören, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Durch entsprechende Wahl und Anordnung der Bohrungen und Schlitze in den Büchsen derAntriebsgestängekönnensomit beliebige Antriebsverbindungen zwischen dem Regler und den Steuergeräten über die Steuerwelle hergestellt werden. Dabei sind jeweils diejenigen Antriebsgestänge mit der Steuerwelle verbunden, bei welchen der zugeordnete Sperrstift in eine Bohrung der Hülse eingreift. während die Antriebsgestänge, deren Sperrstift in einen Schlitz der Hillse eingreift,mit derSteuerwelle nicht gekuppelt sind und daher auch die vom Regler auf die Steuerwelle übertragenen Regelbewegungen nicht mitmachen.
Nach einem, weiteren Merkmal der Erfindung können hiebei die Sperrstifte je mit einem Ring verbunden und die Ringe von einer zentrisch im Inneren der Steuerwelle axial verschiebbar angeordneten, je Ring mit einer Spannocke versehenen Stange od. dgl. durchsetzt sein, wobei die Spannocken bei Axialverschiebung der Stange od. dgl. die Ringe samt den Sperrstiften radial zur Steuerwelle verschieben und dadurch sämtliche Antriebsverbindungen zwischen der Steuerwelle und den Büchsen lösen.
Sobald die Sperrstifte auf diese Weise aus den Bohrungen und Schlitzen der Büchsen herausgezogen sind, kann die Steuerwelle samt den in dieser angeordneten Sperrstiften relativ zu den Büchsen beliebig verdreht werden, so dass die vorzugsweise federbelasteten Sperrstifte nach dem Zurückverschieben der Stange od. dgl. mit den Spannocken in andere Bohrungen oder Schlitze der Büchsen einrasten, wodurch eine andere Betriebsart eingestellt wird.
Zur Umschaltung von einer Betriebsart auf eine andere, schlägt die Erfindung die Anordnung eines Bedienungshebels vor, der einerseits zur Axialverschiebung der Stange od. dgl. mit den Spannocken dient und anderseits mittels eines axial verschiebbaren Sperrbolzens mit der Steuerwelle drehfest verbindbar ist, wobei der Sperrbolzen eine Ausnehmung aufweist, in die ein mit dem Bedienungshebel verbundener Stift od. dgl. eingreift, der den Sperrbolzen gegen die Kraft einer Feder so lange ausser Eingriff mit der Steuerwelle hält, bis die Antriebsverbindung zwischen Steuerwelle und Steuergeräten bzw. Regler durch Verschiebung der Stange od. dgl. gelöst ist, und der nach erfolgter Umschaltung die Wiederherstellung der Antriebsverbindung zwischen Steuerwelle und Steuergeräten bzw. Regler verhindert, bis der Sperrbolzen wieder ausser Eingriff mit der Steuerwelle gebracht ist.
Dadurch kann auf einfache Weise von einer Betriebsart auf die andere umgeschaltet werden, wobei sich noch der weitere Vorteil ergibt, dass der zur Umschaltung dienende Bedienungshebel während des Betriebes in Ruhe bleibt und lediglich während des Umschaltvorganges selbsttätig mit der Steuerwelle antriebsverbunden wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen
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sprechend bezeichneten Schnittlinien dargestellt ist.
Die Regelvorrichtung ist für Zweistoffmotoren ausgebildet und besteht aus einem Regler 1 und zwei mit diesem zusammenarbeitenden, je einem ändern Kraftstoff zugeordneten Steuergeräten, z. B. einem Gassteuergerät 2 und einer Einspritzpumpe 3 für Dieselöl. Zur Übertragung der Regelbewegung vom Regler 1 auf die Steuergeräte ist eine einzige Steuerwelle 4 vorgesehen, die hohl ausgebildet und durch Lager 5 und 6 drehbar abgestützt ist. Die zum Regler 1 und zu den Steuergeräten führenden Antriebsgestänge sind auf der Steuerwelle 4 drehbar gelagert, u. zw. jeweils mittels einer zylindrischen Büchse, die unter Zwischenschaltung von Rollen auf der Steuerwelle 4 sitzt und einen Kurbelarm aufweist, der mit dem Gestänge des Reglers oder eines der Steuergeräte antriebsverbunden ist.
Dem Regler l ist die Büchse 7 zugeordnet, deren Kurbelarm 8 über die Verbindungsstange 9 mit dem Stellhebel 10 des Reglers 1 antriebsverbunden ist. Die Büchse 11 des Gassteuergerätes 2 steht über ihren Kurbelarm 12 und die Verbindungsstange 13 mit dem Stellhebel 14 des Gassteuergerätes 2 in Verbindung, wogegen die Büchse 15 über den Kurbelarm 16 unmittelbar auf die Regelstange 17 der Einspritzpumpe 3 wirkt. Die Rückstellfedern des Gassteuergerätes 2 und der Einspritzpumpe 3 sind mit'18 und 19 bezeichnet.
Auf der Steuerwelle 4 ist eine weitere Büchse 20 drehbar gelagert, deren Kurbelarm 21 mit einem zum
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Abstellen des Motors dienenden, nicht dargestellten Schleppgestänge in Verbindung steht.
Zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen der Steuerwelle 4 und den auf ihr sitzenden Büch- sen ist eine umschaltbare Kupplungseinrichtung vorgesehen, mit der die jeweils gewünschte Betriebsart eingestellt werden kann. Die Kupplungseinrichtung besteht aus im Inneren der Steuerwelle 4 radial zu dieser angeordneten, axial verschiebbaren Sperrstiften 22, 23, 24 und 25, die federbelastet sind und in
Betriebslage mit einem Ende aus der Steuerwelle 4 hervorragen, wobei sie in Bohrungen oder in Umfangs- richtung verlaufende Schlitze der zugehörigen Büchsen eingreifen. Wie aus den Fig. 2-4 ersichtlich ist, weist die dem Regler 1 zugeordnete Büchse 7 zwei Bohrungen 26 und 27 auf, wogegen die Büchsen 11 und
15 der Steuergeräte je eine Bohrung 28 bzw. 29 und einen Schlitz 30 bzw. 31 besitzen.
Die Schlitze und
Bohrungen der Büchsen 11 und 15 sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet.
Zur Betätigung der Sperrstifte 22, 23, 24 und 25 sind diese je mit einem Ring 32, 33, 34 und 35 ver- bunden, und die Ringe sind von einer im Inneren der Steuerwelle 4 axial verschiebbar angeordneten Stan- ge 36 durchsetzt, die je Ring eine mit einem kegeligen Ende versehene zylindrische Spannocke trägt.
Die Spannocken sind mit 37, 38, 39 und 40 bezeichnet. Die Stange 36 wird durch eine Feder 41 in der End- lage gehalten, in der die Spannocken ausser Eingriff mit den zugehörigen Ringen stehen, und kann gegen die Feder 41 mittels des Bedienungshebels 42 verschoben werden, der in einem Gehäuse 43, das auf dem
Ende der Steuerwelle 4 sitzt, drehbar gelagert ist. Am Bedienungshebel 42 ist ein Stift 44 angelenkt, der in eine Ausnehmung 45 eines durch die Feder 47 belasteten, im Gehäuse 43 verschiebbar gelagerten Sperrbolzens 46 eingreift und diesen ausser Eingriff mit der Steuerwelle 4 hält.
Wie aus den Fig. 2, 3 un. d 4 ersichtlich ist, greift in der dargestellten Lage der Regelvorrichtung der Sperrstift 22 in die Bohrung 26 der dem Regler 1 zugeordneten Büchse 7 ein (Fig. 4) und stellt somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Stellhebel 10 des Reglers 1 und der Steuerwelle 4 her. Ausserdem greift der Sperrstift 23 in die Bohrung 28 der Büchse 11 ein (Fig. 2), so dass die Steuerwelle 4 auch mit dem Stellhebel 14 des Gassteuergerätes 2 antriebsverbunden ist, wogegen der Sperrstift 24 in den Schlitz 31 der der Einspritzpumpe 3 zugeordneten Büchse 15 eingreift (Fig. 3). Der Motor arbeitet daher im Gasbetrieb, wobei die Regelbewegungen vom Stellhebel 10 des Reglers 1 über die Steuerwelle 4 auf den Stellhebel 14 des Gassteuergerätes 2 übertragen werden.
Der Pfeil l'bezeichnet die Bewegungsrichtung des Stellhebels 10 des Reglers 1 und der Pfeil 2'die entsprechende Richtung des Stellhebels 14 des Gassteuergerätes 2. Das Ende des Sperrstiftes 24 bewegt sich in diesem Fall innerhalb des Schlitzes 31, dessen Länge so bemessen ist, dass die Büchse 15 und damit die Regelstange 17 der Einspritzpumpe 3 über den gesamten Regelbereich in Ruhe bleibt. Um während des Gasbetriebes die Einspritzung der erforderlichen Zündstrahlmenge sicherzustellen, ist-wie aus Fig. 3 entnommen werden kann - ein federbelasteter Anschlag 48 vorgesehen, der über eine Stellschraube 49 den Kurbelarm 16 der Büchse 15 in der entsprechenden Stellung festhält.
Soll nun auf eine andere Betriebsart umgeschaltet werden, so wird der Bedienungshebel 42 in Richtung des Pfeiles 42'verschwenkt. Dadurch wird einerseits die Stange 36 gegen die Kraft der Feder 41 in axialer Richtung verschoben, wodurch sämtliche Sperrstifte 22, 23, 24 und 25 durch die Spannocken 37, 38, 39 und 40 ausser Eingriff mit den zugehörigen Büchsen 7, 11, 15 und 20 gebracht und sämtliche Antriebsverbindungen zwischen der Steuerwelle 4 und den Büchsen gelöst werden ; anderseits wird bei der Verschwenkung des Bedienungshebels 42 der Stift 44 aus der Ausnehmung 45 des Sperrbolzens 46 herausgezogen, so dass dieser unter Einwirkung der Feder 47 in die Bohrung 50 der Steuerwelle 4 eingreift und eine drehfeste Verbindung zwischen Bedienungshebel 42 und Steuerwelle 4 herstellt.
In dieser Stellung des Bedienungshebels 42 kann somit die Steuerwelle 4 samt den Sperrstiften verdreht werden, z. B. um etwa 1200 in die Stellung, in der nach dem Zurückbewegen der Stange 36 in die dargestellte Lage der Sperrstift 22 in die Bohrung 27, der Sperrstift 23 iii den Schlitz 30 und der Sperrstift 24 in die Bohrung 29 eingreift. Um die Zurückverschie - bung der Stange 36 unter Einwirkung der Feder 41 zu ermöglichen, muss jedoch vorher der Sperrbolzen 46 gegen die Kraft der Feder 47 aus der Bohrung 50 herausgezogen werden, so dass die Antriebsverbindung zwischen Gehäuse 43 und Steuerwelle 4 gelöst ist und der Stift 44 wieder in die Ausnehmung 45 einrasten kann.
Nach erfolgter Umschaltung ist somit über die Steuerwelle 4 eine Antriebsverbindung zwischen dem Stellhebel 10 des Reglers 1 und der Regelstange 1'7 der Einspritzpumpe 3 hergestellt, wogegen die Büchse 11 des Gassteuergerätes 2 mit der Steuerwelle 4 nicht gekuppelt ist. Der Motor arbeitet dabei im reinen Dieselbetrieb.
Um den Motor jederzeit durch Bewegen des Kurbelarmes 21 der Büchse 20 in Richtung des Pfeiles 21' abstellen zu können, ist die Büchse 20 mit Bohrungen versehen, in die der Sperrstift 25 in jeder Stellung der Kupplungseinrichtung einrastet, so dass in jeder Betriebsstellung der Regelvorrichtung eine Antriebsverbindung zwischen der Steuerwelle 4 und der Büchse 20 besteht.
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Im Rahmen der Erfindung kann jede Büchse mit mehreren, über ihren Umfang verteilt angeordneten Bohrungen und Schlitzen versehen sein und es können auch mehr als zwei jeweils verschiedenen Kraftstof fen zugeordnete Steuergeräte vorgesehen sein, so dass mehrere voneinander verschiedene Betriebsarten eingestellt werden können. An Stelle der dargestellten Kupplungseinrichtung kann weiterhin auch eine ande- re, zur Herstellung der Antriebsverbindung zwischen Regler bzw. Steuergeräten und Steuerwelle dienende Einrichtung verwendet werden, beispielsweise können die Sperrstifte jeweils getrennt von Hand aus betätigbar sein, so dass dadurch jede gewünschte Antriebsverbindung auf einfache Weise herstellbar ist. Das Antriebsgestänge des Reglers ist hiebei vorteilhaft mit der Steuerwelle dauernd drehfest verbunden.
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:1.
Regelvorrichtung für Mehrstoffmotoren, insbesondere Zweistoffmotoren, mit einem einzigen Regler und mindestens zwei mit diesem zusammenarbeitenden, je einem andern Kraftstoff zugeordneten, die Füll-bzw. Einspritzmenge bestimmenden Steuergeräten, auf die die Regelbewegung vom Regler über eine Steuerwelle undAntriebsgestänge übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgestänge der Steuergeräte (2, 3) und vorzugsweise auch des Reglers (1) auf der Steuerwelle (4) drehbar gelagert sind, und dass wenigstens eine umschaltbare Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, durch welche die Antriebsgestänge der Steuergeräte (2, 3) und gegebenenfalls auch des Reglers (1) der gewünschten Betriebsart entsprechend wahlweise mit der Steuerwelle (4) drehfest verbindbar sind.