Umateuerungavorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Umsteuerungs- vorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbe sondere Dieselmaschinen.
Die Ändei@ang des Drehsinns einer Brenn kra ftmasehine kann bekanntlich dadurch be wirkt werden, dass die die Ein- und Ausl.ass- -lieder betätigenden Steuerorgane auf einer Steuerwelle angeordnet. sind, welche mittels einer Schleppkupplang angetrieben wird, die v iilirend d,es Umsteuervorganges selbsttätig , am den Un-Lsteuerwinkel verdreht wird.
Man liat bereits verschiedene Lösungen vorgesehla- ren, um bei solchen Schleppkupplungen das Flattern der Kupplungshälften zwischen den beiden Ansehlägen zu verhindern und ein die Drehmomentsschwankungen überwinden des Anliegen der Klauen in den Endlagen zn So hat man bereits angeregt, durch entsprechende Ausbildung des Scheitels der auf der Steuerwelle um den Umsteuer- wit)
kel v erdrehbar angeordneten Steaaerorgane (lie Stösse zwischen Nocken und treibendem :lnsch'lag zu verhindern.
In den meisten Fällen werden jedoch zu dem genannten Zweck federnde Elemente zwi schen den Kupplungshälften angeordnet. So werden beispielsweise in Verbindung mit ab- I,esebrägten Klauen der Kupplungshälften axiale Federn vorgesehen, die erst. nach t'ber- winden eines bestimmten Drehmomentes ein .Ausrücken der einen Kupplungshälfte und da mit ein Verdrehen der Steuerorgane ermög- liehen.
Solche Vorrichtungen sind auch schon in Verbindung mit. einer die Steuerwelle beim Umsteuern anhaltenden Bremse vorgeschlagen worden.
Eine andere bekannte Vorrichtung weist radiale federnde Bolzen in der einen Kupp lungshälfte und entsprechende Aussparungen in der dagegen verdrehbaren Hälfte auf. Um ein einwandfreies Umsteuern bei dieser Vor richtung zu ermöglichen, muss jedoch durch ein besonderes Gestänge vor dem Umsteuern der Raststift herausgezogen werden, wodurch die Kupplung wesentlich komplizierter wird. Auch Schleppkupplungen, bei denen die Kupplungshälften mittels eigener Hebel aus gerückt werden und Kupplungen, deren Spannfeder als Torsionsfeder ausgebildet ist, wurden bereits angewendet.
Bei letzterer An ordnung ist zum Zwecke des Spannens der Feder beim Umsteuern zusätzlich eine Bremse und eine weitere Kupplung erforderlich.
Allen diesen bekannten Kupplungen ge meinsam ist jedoch der Nachteil, dass die in stallierte Federkraft nur unvollkommen aus genutzt wird, da diese nicht in Richtung der auftretenden Kräfte, d. h. in Umfangsrichtung wirkt. Dadurch sind entsprechend grössere Federn erforderlich bzw: die Wirkung dersel ben beeinträchtigt.
Diese den bisher bekanntgewordenen Um steuerungsvorrichtungen anhaftenden Mängel werden erfindungsgemäss in einfacher 'vNTeise dadurch behoben, dass mindestens eine Druck feder lenkerartig zwischen einem Zahnkranz und der Steuerwelle derart angeordnet ist, dass die Federkraft in beiden Endstellungen mindestens annähernd tangential zum Umfang der Steuerwelle gerichtet ist.
Bei Dieselma schinen und Verwendung mehrerer Federn, kann die Gesamtkraft derselben so bemessen sein, dass trotz des dem Dieselbetrieb anhaften den ungleichförmigen Laufes die 11litnehmer- flächen am Antriebsrad und an :der Welle stets in kraftschlüssiger Berührung miteinander bleiben und ein sog. Flattern ausgeschlossen ist. Die Umsteuerung der Welle kann in der Weise erfolgen, dass im Augenblick des An lassens der Brennkraftmaschine die Welle mit tels einer Bremsvorrichtung festgehalten wird.
Der Zahnkranz wird sodann durch die über tragene Drehbewegung von der Kurbelwelle in der neuen Umdrehungsrichtung mitgenommen und um den Umsteuerwinkel a gegenüber der Welle verdreht.
Eine derartige Ausbildung der Umsteue- rung hat vor allem den Vorteil, dass die ver wendeten Federelemente voll zur Wirkung kommen und unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung der Brennkraftmasehine stets im gleichen Sinn beansprucht. werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel der L'msteuervorrichtung nach der Er findung dargestellt, und zwar zeigt.: Fig.1 in schematischer Weise einen voll ständigen Umsteuerungsvorgang in drei Ein zelstellungen, Fig. 2 eine Seitenansicht der Umstene- rungsvorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht der Umsteuerungsvor- richtung nach der Schnittlinie III-III der Fig. 2.
Die Kurbelwelle 1 dreht sieh beispielsweise bei der linken der drei dargestellten Einzel stellungen in der angegebenen Pfeilrichtung im Uhrzeigersinne. Die direkte Verbindung zwischen Kurbelwelle 1 und Antriebsrad 2 der Steuerwelle 3, entweder mittels Stirn rädergetriebe oder mittels Kettentrieb, ist. durch die strichpunktierte Linie angedeutet. Das Antriebsrad 2 weist eine ringsektorartige Ausnehmung 4 auf, in welcher ein Anschlag 5 der Welle 3 gleiten kann.
Die nötige An- presskra.ft für die kraftschlüssige Verbindung dieser Teile 2 und 3 wird durch Di-tiekfedern ausgeübt, welehe schematiseh jedoch nur dureh die eine Feder 6 angegeben sind. Wird jetzt die Brennkraftmaschine umgesteuert und in der geänderten Drehrichtung angelassen, so wird von der Anlassluft ein Teil abgezweigt und einer Bremse zugeführt, welche die Welle 3 für kurze Zeit festhält.
Das ausgeübte Bremsmoment ist um einen gewissen Betrag grösser als das Gesamtrüekstellmoment aller Druckfedern zusammen. Das Antriebsrad 2 wird daher von der Kurbelwelle 1 aus so lange mitgenommen, bis :der Anschlag 5 an der andern Seite der segmentartigen Ausnehmung 1 wieder zur Anlage kommt. Der Winkel, um den sieh dabei Teil 2 und Teil 3 gegenein ander verdrehen lassen, ist der notwendige Umsteuerungswinkel a.
Nach Durchfahren der instabilen Mittellage der Rüekstellfedern 6, wie sie in der mittleren Darstellung angegeben isst, kommt das Antriebsrad 2 und der An schlag 5 an der gegenüberliegenden Begren- zungsfläelie wieder zur Anlage.
Massgebend für die Grösse des hierbei auftretenden Auf set.zschlages ist nicht etwa die durch die be schleunigende Federkraft der sich ausdehnen den Rückstellfedern der Welle 3 erteilte Win kelgeschwindigkeit, sondern - da ja die Welle 3 durch die Bremse festgehalten und die Brennkraftmaschine langsam angelassen wird -- die von der Kurbelwelle nach Durchlaufen des Umsteuerungswinkels erreichte Winkei geschwindigkeit.
In .den Fig. 2 und 3 ist die konstruktive Lösung dieser Umsteuei@mgsvorrichtung in ihren prinzipiellen Elementen dargestellt. -Mit der Steuerwelle 3 ist starr verbunden die Bremsscheibe 7, gegen deren Bremsfläche 8 sich die nicht dargestellten Bremsbacken legen können.
Diese werden von einem Bremszplin- der aus betätigt, welcher währendi des Anl a ssvor- gange3 der Brennkraftmaschine durch einen Teil der Anlassluft beaufschlagt wird und da durch die Bremswirkung auslöst.
Der An-, trieb der Welle 3 und des Antriebsrades 2 erfolgt. mittels des Zahnkranzes 9, welcher über ein vorgeschaltetes Stirnzahnräderge- triebe direkt mit der Kurbelwelle in Verbin dung steht. Die KraftübertragLtng vom Zahn kranz 9 auf das Antriebsrad 2 und damit anf die Welle 3 ist in Fig. 3 dargestellt und erfolgt mittels des Anschlages 5.
Durch die vier Rüekstellfedern 6 wird ein mit der Welle 3 fest verbundener Anschlag 5, welcher in einer ringsektorartigen Ausnehmung 4 glei tend angeordnet ist, kraftschlüssig gegen ,die eine Anlagefläche des Antriebsrades 2 ge presst.
Bei einem Umsteuerungsvorgang wird die Welle 3 mittels .der Bremse 7/8 für einen Augenblick festgehalten, so dass sich der Zahn kranz 9 gegenüber dem Antriebsrad 2 und der Welle 3 so lange verdrehen kann, bis die Fläche<B>1.0</B> .des Anschlages 5 und die Fläche 11 wieder zur gegenseitigen Anlage kommen. Dieser Verdrehungswinkel ist grössenmässig der jeweilige Umsteuerungswinkel der Brenn- kraftmaschine.
Umateuerungvorrichtung for internal combustion engines The invention relates to a reversing device for internal combustion engines, in particular special diesel engines.
The change in the direction of rotation of an internal combustion engine can, as is known, be effected by arranging the control members which actuate the inlet and outlet elements on a control shaft. are, which is driven by means of a drag clutch, which v iilirend d, it reversing process automatically, is rotated at the Un-Lsteuerwinkel.
Various solutions have already been envisaged in order to prevent the coupling halves from fluttering between the two abutments in such tow couplings and to overcome the torque fluctuations when the claws are in contact with the end positions Control shaft around the Umsteuer- wit)
Steaer organs arranged so that they can be rotated (left bumps between the cam and the driving force: to prevent impact.
In most cases, however, resilient elements are arranged between tween the coupling halves for the purpose mentioned. For example, in connection with bent claws of the coupling halves, axial springs are provided which only allow one coupling half to disengage and then rotate the control elements after a certain torque has been overcome.
Such devices are already in connection with. a brake that stops the control shaft when reversing has been proposed.
Another known device has radial resilient bolts in one hitch half and corresponding recesses in the opposite rotatable half. In order to enable proper reversing in this device before, however, the locking pin must be pulled out by a special linkage before reversing, which makes the coupling much more complicated. Drag couplings, in which the coupling halves are disengaged by means of their own levers, and couplings whose tension spring is designed as a torsion spring, have also been used.
In the latter arrangement, a brake and another clutch is also required for the purpose of tensioning the spring when reversing.
Common to all these known clutches, however, is the disadvantage that the installed spring force is only used incompletely, since it is not in the direction of the forces occurring, ie. H. acts in the circumferential direction. As a result, correspondingly larger springs are required or the effect of the same impaired.
These deficiencies inherent in the previously known control devices are remedied in a simple manner according to the invention in that at least one compression spring is arranged like a link between a toothed ring and the control shaft such that the spring force in both end positions is at least approximately tangential to the circumference of the control shaft.
With diesel machines and the use of several springs, the total force of the same can be measured in such a way that, despite the uneven running that is inherent in diesel operation, the driving surfaces on the drive wheel and on the shaft always remain in frictional contact with one another and so-called flutter is excluded. The shaft can be reversed in such a way that at the moment the internal combustion engine is started, the shaft is held by means of a braking device.
The ring gear is then carried along by the rotational movement carried over by the crankshaft in the new direction of rotation and rotated by the reversing angle a relative to the shaft.
Such a design of the changeover has the advantage, above all, that the spring elements used come into full effect and are always stressed in the same sense regardless of the respective direction of rotation of the internal combustion engine. will.
In the drawing, an exemplary embodiment of the control device according to the invention is shown, namely: FIG. 1 schematically shows a complete reversal process in three individual positions, FIG. 2 shows a side view of the control device, FIG a view of the reversing device according to the section line III-III of FIG.
The crankshaft 1 rotates, for example, in the left of the three individual positions shown in the indicated arrow direction clockwise. The direct connection between the crankshaft 1 and drive wheel 2 of the control shaft 3, either by means of a spur gear or by means of a chain drive, is. indicated by the dash-dotted line. The drive wheel 2 has an annular sector-like recess 4 in which a stop 5 of the shaft 3 can slide.
The necessary contact pressure for the non-positive connection of these parts 2 and 3 is exerted by di-tension springs, which, however, are only schematically indicated by one spring 6. If the internal combustion engine is now reversed and started in the changed direction of rotation, part of the starting air is branched off and fed to a brake which holds shaft 3 for a short time.
The braking torque exerted is greater by a certain amount than the total restoring torque of all compression springs combined. The drive wheel 2 is therefore carried along by the crankshaft 1 until: the stop 5 comes to rest on the other side of the segment-like recess 1 again. The angle by which you can turn part 2 and part 3 against each other is the necessary reversal angle a.
After passing through the unstable central position of the restoring springs 6, as indicated in the central representation, the drive wheel 2 and the stop 5 come to rest on the opposite delimiting surface again.
The decisive factor for the size of the impact that occurs here is not the angular speed given by the accelerating spring force of the expanding return springs of shaft 3, but - since shaft 3 is held by the brake and the internal combustion engine is started slowly - - The Winkei speed reached by the crankshaft after passing through the reversing angle.
In .den Fig. 2 and 3, the structural solution of this Umsteuei @ mgsvorrichtung is shown in its basic elements. -The brake disc 7 is rigidly connected to the control shaft 3, against the braking surface 8 of which the brake shoes, not shown, can rest.
These are actuated by a brake pin, which is acted upon by part of the starting air during the start-up process3 of the internal combustion engine and is triggered by the braking effect.
The drive of the shaft 3 and the drive wheel 2 takes place. by means of the ring gear 9, which is directly connected to the crankshaft via an upstream spur gear transmission. The power transmission from the ring gear 9 to the drive wheel 2 and thus to the shaft 3 is shown in FIG. 3 and takes place by means of the stop 5.
Through the four return springs 6 is a fixedly connected to the shaft 3 stop 5, which is arranged sliding tend in an annular sector-like recess 4, frictionally against, which presses a contact surface of the drive wheel 2 ge.
During a reversing process, the shaft 3 is held for a moment by means of the brake 7/8, so that the ring gear 9 can rotate relative to the drive wheel 2 and the shaft 3 until the surface <B> 1.0 </B> . The stop 5 and the surface 11 come back to rest against each other. In terms of size, this angle of rotation is the respective angle of reversal of the internal combustion engine.