DE222795C

DE222795C -

Info

Publication number: DE222795C
Application number: DE1907222795D
Authority: DE
Filing date: 1907-07-15
Anticipated expiration: 1927-07-16

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVS 222795 -KLASSE 46 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Juli 1907 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf solche umsteuerbare, im Viertakte arbeitende Verbrennungskraftmaschinen, welche durch ein Druckmittel angelassen werden können, und im besonderen auf solche Kraftmaschinen dieser Art, bei denen das während des Verbrennungsbetriebes wirksame Auspuff ventil auch beim Anlassen der Maschine als Auspuffventil benutzt wird. Die Erfindung bezweckt, eine Vereinfachung ίο der Steuerung derartiger Maschinen in der Richtung herbeizuführen, daß eine besondere Umsteuerung für das Auspuffventil beim Anlassen entbehrlich wird.

Dieser Zweck wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß beim Anlassen der Maschine das Auspuffventil derart gesteuert wird, daß der Arbeitskolben bei Beginn des Öffnens und bei Beendigung des Schließens des Auspuffventiles von seiner in Betracht kommenden Totpunktlage um gleiche Strecken entfernt ist.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem

Ausführungsbeispiele veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι die in Betracht kommenden Teile einer nach Art eines Diesel-Motors gebauten Viertakt-Verbrennungskraftmaschine in Oberansicht Fig. 2 einen Teil der Fig. 1.
Fig. 3, 4 und 5 sind Schnitte nach 3-3, 4-4 und 5-5 der Fig. 2, von links gesehen, und
Fig. 6 zeigt den Schnitt nach 6-6 der Fig. 1, ebenfalls von links gesehen.

Auf dem Deckel des Arbeitszylinders A der Verbrennungskraftmaschine sind ein Saugeventil B, ein Brennstoffventil C, ein Auspuffventil D und ein Druckluft-Anlaßventil E angeordnet, welche sich sämtlich nach dem Zy-40

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linderinnern zu öffnen. Die Ventile B und D stehen durch die Saugeleitung B¹ bzw. die Auspuffleitung D¹ mit der Außenluft in Verbindung. Das Brennstoffventil C ist in der bei Diesel-Maschinen bekannten Weise als Brennstoff-Einspritzventil ausgebildet und dementsprechend an eine Brennstoffzuleitung C¹ und eine von einem Druckluftbehälter C³ kommende Leitung C² angeschlossen. Das Anlaßventil E endlich ist mit einer von einem Druckluftbehälter E² kommenden Leitung E¹ verbunden. Die Ventile B, C, D werden von einer Steuerwelle F aus durch Nockenscheiben G, H, J unter Vermittlung von Steuerhebeln K, L, M gesteuert, welche unabhängig voneinander auf einer gemeinsamen Achse N schwingbar sind und an ihren freien Enden Steuerrollen k¹,1¹, m¹ tragen. Die Nockenscheiben G, H, J sitzen auf einer gemeinsamen Hülse 0, welche mit der Steuerwelle F derart durch Feder f¹ und Nut (s. auch Fig. 3 bis 5) verbunden ist, daß sie mit der Steuerwelle F umläuft, aber auf ihr in achsialer Richtung verschiebbar ist. Die Nockenscheiben G, H, J tragen Nocken g¹, h¹, i¹, welche die zugehörigen Ventile B, C, D beim Vorwärtsgange, und Nocken g^a, A², i², welche die Ventile beim Rückwärtsgange der Maschine steuern. Die Nocken g¹, h¹, i¹ und g², A², i² kommen nur beim Verbrennungsbetriebe der Maschine zur Wirkung. Der zwischen den Nocken g¹ und g² bzw. h¹ und h² liegende — mittlere — Teil der Nockenscheiben G, H ist zylindrisch gestaltet, während der zwischen den Nocken i¹ und i² liegende — mittlere — Teil der Nockenscheibe / mit zwei kleineren Nocken i³, i^l versehen ist, welche dazu bestimmt sind, das Aus-

puffventil D beim Anlassen der Maschine im Zweitakte zu steuern. . Die Gestalt und gegenseitige Lage der genannten Steuernocken ist aus Fig. 2 bis 5 der Zeichnung ersichtlich. Mittels eines Handhebels P (Fig. 1), welcher am Maschinengestell angelenkt ist und mit seinem gabelförmigen Ende ft¹ an einer mit der Hülse 0 fest verbundenen Muffe o¹ angreift, kann die Hülse O mit den Nockenscheiben G, H, J auf der Steuerwelle F verschoben und in drei Stellungen festgelegt werden. Zu diesem Zwecke trägt der Handhebel P eine Sperrklinke />², welche mit drei entsprechend angeordneten Rasten q¹, q², q³ eines am Maschinengestelle sitzenden Stellbogens Q in Eingriff gebracht werden kann. Die Rasten q¹, q^z, q³ sind so angeordnet, daß die Steuerrollen k¹, P-, m¹. entweder in der Bahn der Nocken g¹, h¹, i¹ oder über dem mittleren Teile der Nockenscheiben G, H, J oder endlich in der Bahn der Steuernocken g², h², i² liegen, je nachdem die Klinke f² ■mit der Rast q¹, q² oder q³ in Eingriff steht. Die Steuerwelle F wird von der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der Maschine aus durch ein Schraubenrädergetriebe F², F³ im gleichen Drehsinne wie die Kurbelwelle, aber mit der halben Umdrehungszahl, angetrieben, so daß jedem Kolbenhube eine Vierteldrehung der Steuerwelle F und der Nockenscheiben G, H, J entspricht. Der durch den Pfeil χ in den Fig. 3 bis 5 angedeutete Drehsinn der Steuerwelle F und damit der Kurbelwelle entspricht dem Vorwärtsgange der Maschine.
Auf der der Steuerwelle F gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders A ist eine zweite Steuerwelle R gelagert, welche von der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der Maschine aus durch ein Schraubenrädergetriebe R², R³ mit derselben Umdrehungszahl wie die Steuerwelle F, aber im entgegengesetzten Drehsinne, angetrieben wird. Mit der Steuerwelle R ist eine Nockenscheibe S derart durch Feder r¹ und Nut (s. auch Fig. 6) verbunden, daß sie mit der Steuerwelle R umläuft, aber auf ihr in achsialer Richtung verschiebbar ist. Die Nockenscheibe S ist dazu bestimmt, unter Vermittlung eines eine Steuerrolle t¹ tragenden Steuerhebels T das Druckluft-Anlaßventil E im Zweitakte zu steuern; sie ist zu diesem Zwecke mit zwei Nocken s¹, s² für das Vorwärtsanlassen .und mit zwei Nocken s⁸, s⁴ für das Rückwärtsanlassen der Maschine versehen. Die Nocken s³, s⁴ sind gegenüber den Nocken s¹, s² entsprechend versetzt. Die Gestalt und gegenseitige Lage der Nocken s¹, s², s^s, s⁴ ist aus Fig. ι und 6 ersichtlich. Der zwischen den Nocken s¹, s² und s³, s⁴ liegende — mittlere — Teil der Nockenscheibe S ist zylindrisch gestaltet. Mittels eines Handhebels U, welcher mit seinem gabelförmigen Ende u¹ an einer mit der Nockenscheibe S fest verbundenen Muffe s⁵ angreift, kann die Nockenscheibe S auf der Steuerwelle R verschoben und in drei Stellungen festgelegt werden. Zu diesem Zwecke ist der Handhebel U mit einer Sperrklinke u² ausgerüstet, welche mit drei entsprechend angeordneten Rasten v¹, v², v³ eines am Maschinengestelle sitzenden Stellbogens V in Eingriff; gebracht werden kann. Diese Rasten sind so gelegen, daß die Steuerrolle t¹ entweder in der Bahn der Nocken s¹, s² oder über dem mittleren Teile der Nockenscheibe 5 oder endlich in der Bahn der Nocken s^s, s⁴ liegt, je nachdem die Sperrklinke u² mit der Rast v¹, v² oder v^s in Eingriff steht.

Soll die Maschine mittels Druckluft für den Vorwärtsgang angelassen werden, so bringt man die Sperrklinke f² des Handhebels P mit der Rast q² des Stellbogens Q und die Sperrklinke «² des Handhebels U mit der Rast v¹ des Stellbogens V in Eingriff. Die Nockenscheiben G, H, J und S nehmen sodann die aus Fig. 1 ersichtliche Lage ein, bei welcher die Steuerrollen k¹, I¹ über dem mittleren — zylindrischen — Teile der Nockenscheiben G, H stehen, während die Steuerrolle m¹ in der Bahn der Steuernocken i³, i^l und die Steuerrolle t¹ in der Bahn der für das Verwärtsanlassen bestimmten Steuernocken s¹, s² liegt. Der (nicht dargestellte )Arbeitskolben befindet sich in seiner oberen Totpunktlage. Dreht man die Kurbelwelle der Maschine so an, daß die Steuerwelle F im Sinne des Pfeiles χ (Fig. 3 bis 5) und die Steuerwelle R somit im Sinne des Pfeiles y (Fig. 6) umläuft, so öffnet nach kurzer Drehung der Nocken s¹ das Anlaßventil E, so daß Druckluft aus dem Behälter E² durch die Leitung E¹ in den Arbeitszylinder einströmen kann. Der Arbeitskolben führt nunmehr unter der Wirkung der einströmenden Druckluft und — nach Abschluß desVentiles E durch dessen (nicht dargestellte) Ventilfeder — unter der Wirkung der expandierenden Druckluft seinen abwärts gerichteten ersten Kolbenhub aus. Kurz bevor er seine untere Totpunktlage erreicht hat, öffnet der Nocken i³ der Nockenscheibe / das Auspuffventil D. Hat der Arbeitskolben seine untere Totpünktlage erreicht, so ist das Auspuffventil D am weitesten geöffnet; es schließt sich unter der Wirkung seiner (nicht dargestellten) Ventilfeder, kurz nachdem der Arbeitskolben seine untere Totpunktlage überschritten hat. Die Anordnung des Nockens i³ ist hierbei so getroffen, daß der Arbeitskolben bei Beginn des Öffnens des Auspuffventiles D und bei Beendigung des Schließens dieses Ventiles. um gleiche Strecken von seiner unteren Totpunktlage entfernt ist. Während das Auspuffventil D geöffnet ist, sucht die in dem Arbeitszylinder A befindliche Druckluft, welche auch nach dem Expandieren noch einen bestimmten Überdruck besitzt, einen Druckausgleich mit der atmo-

sphärischen Luft herzustellen und strömt durch das Auspufiventil D und die Auspuffleitung D¹ aus. Die hierdurch in der Auspuffleitung D¹ erzeugte Strömung wirkt aber ihrerseits saugend auf die nach erfolgtem Druckausgleiche noch im Arbeitszylinder befindliche Luftmenge ein und erzeugt im Arbeitszylinder A sogar einen gewissen Unterdruck. Infolgedessen fällt die beim nun folgenden, aufwärts gerichteten

ίο — zweiten — Kolbenhube eintretende Kompression verhältnismäßig niedrig aus, so daß der Arbeitskolben den hierbei auftretenden Gegendruck unter der Wirkung der während des ersten Kolbenhubes beschleunigten Schwungmassen (z. B. eines Schwungrades) zu überwinden vermag. Hat der Arbeitskolben seine obere Totpunktlage überschritten, so öffnet der Nocken s² der Steuerscheibe 5 wiederum das Druckluft-Anlaßventil E und es beginnt das Zweitaktspiel von neuem, jedoch mit dem Unterschiede, daß nunmehr das Auspuffventil D von dem Nocken «⁴ der Steuerscheibe / gesteuert wird.
Das Saugventil B und das Brennstoffventil C bleiben während des Anlassens geschlossen, da hierbei die Steuerrollen k¹, P über dem mittleren — unwirksamen — Teile der Nockenscheiben G und H liegen.

Hat die Maschine beim Anlassen die für den Übergang zum Verbrennungsbetriebe erforderliche Umdrehungszahl erreicht, so wird die Sperrklinke u^% des Handhebels U mit der Rast v² des Stellbogens V und andererseits die Sperrklinke p² des Handhebels P mit der Rast q¹ des Stellbogens Q in Eingriff gebracht. Die Steuerrolle t¹ befindet sich sodann über dem mittleren, für das Ventil E unwirksamen Teile der Nockenscheibe S, während die Steuerrollen k¹, /\ m¹ in der Bahn der die Ventile B, C, D beim Vorwärtsgange der Maschine steuernden Nocken g¹, h¹, i¹ liegen. Der Verbrennungsbetrieb erfolgt hierauf in bekannter Weise im Viertakte.

Soll die Maschine umgesteuert werden, so wird sie zunächst dadurch stillgesetzt, daß man die Sperrklinke p² des Handhebels P mit der Rast q¹ des Stellbogens Q in Eingriff bringt und damit die Nockenscheiben G, H, J in ihrer aus Fig. ι ersichtlichen Mittelstellung festlegt.

Bei dieser Stellung der Nockenscheiben G, H₁J bleibt das Saugeventil B und das Brennstoffventil C geschlossen, so daß eine Verbrennung im Arbeitszylinder nicht mehr zustande kommen kann. Ist die Maschine zum Stillstande gekommen, so -wird die Sperrklinke u* mit der Rast v^z in Eingriff gebracht, die Nockenscheibe S also in derjenigen Stellung festgelegt, bei welcher die Steuerrolle t¹ des Steuerhebels T in der Bahn der Nocken s³, s⁴ liegt. Dreht man die Kurbelwelle hierauf so an, daß die Steuerwelle F entgegengesetzt dem Sinne des Pfeiles χ (Fig. 3 bis 5) und die Steuerwelle R somit entgegengesetzt dem Sinne des Pfeiles y (Fig. 6) umläuft, so steuern die Nocken s³, s⁴ der Nockenscheibe S das Druckluftanlaßventil E und die Nocken i³, i⁴ der Nockenscheibe / das Auspuffventil D im Zweitakte. Eine besondere Umsteuening für das Auspuffventil D ist nicht erforderlich, da die Nocken P, t⁴ in bezug auf das Zweitaktspiel in denselben Zeitpunkten, wenn auch in umgekehrter Reihenfolge, zur Wirkung kommen wie beim Vorwärtsanlassen der Maschine. Der Arbeitsvorgang beim Anlassen für den Rückwärtsgang spielt sich in derselben Weise ab, wie es für das Vorwärtsanlassen beschrieben worden ist. Beim Übergange zum Rückwärts-Verbrennungsbetriebe, welcher wiederum im Viertakte erfolgt, bringt man die Nockenscheibe 5 in ihre unwirksame Mittelstellung und verschiebt gleichzeitig die Nockenscheiben G, H, J in diejenige Lage, bei welcher die Steuerrollen k¹,1¹, m¹ sich in der Bahn der für den Rückwärts-Verbrennungsbetrieb der Maschine bestimmten Nocken g², A², ^befinden.

Will man beim Anlassen der Maschine den Druckausgleich beim Öffnen des Auspuffventiles beschleunigen, so kann man den Auslaßquerschnitt dadurch vergrößern, daß man das Saugeventil B beim Anlassen zusammen mit dem Ventile D als Auspuffventil wirken läßt. Der mittlere Teil der da-s Saugeventil B steuernden Nockenscheibe G müßte zu diesem Zwecke mit den Nocken i³, i* der Nockenscheibe / entsprechenden Nocken g^z, gⁱ (auf der Zeichnung durch Strichpunktlinien dargestellt) ausgerüstet sein.

Anstatt das Anlaßventil E und das Auspuffventil D für den Druckluftbetrieb im Zweitakte zu steuern, kann man diese Ventile auch im Viertakte steuern. Die Nocken s², s³ und i³, g³ der beim Anlassen wirksamen Nockenscheiben S und / müßten sodann in Wegfall kommen. Das Anlassen im Viertakte eignet sich jedoch nur für mehrzylindrige Maschinen, bei denen das Einströmen der zum Anlassen dienenden Druckluft in die verschiedenen Zylinder so geregelt wird, daß in einen oder in mehrere Zylinder Druckluft einströmt, während der Arbeitskolben eines anderen Zylinders den Kompressionshub ausführt.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Umsteuerbare Viertakt-Verbrennungskraftmaschine, deren Auspuffventil sowohl beim Verbrennungsbetriebe als auch beim Anlassen durch ein Druckmittel wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspuffventil (D) beim Anlassen der Maschine derart gesteuert wird, daß der Arbeitskolben bei Beginn des Öffnens und bei Beendigung des Schließens des Auspuffventiles von seiner

in Betracht kommenden Totpunktlage um i und Rückwärtsgang" und einen zwischen

gleiche Strecken entfernt ist. i diesen liegenden zylindrischen Teil besitzt,
2. Ausführungsform der Yerbrennungs- j dadurch gekennzeichnet, daß die zum

kraftmaschine nach Anspruch i, bei der das : Steuern des Auspviffventiles (D) während

AuspuflYentil während des Yerbrennungs- \ des Anlassens erforderlichen Nocken (i*, r¹)

betriebes durch eine verschiebbare Nocken- auf dem mittleren zylindrisclien Teile jener

scheibe gesteuert wird, die Nocken für Vor- ■ Nockenscheibe angebracht sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

Berichtigungsblatt zur Patentschrift 222795, Klasse 46 c.

Das Patent ist mit 3 Patentansprüchen erteilt. Der Patentanspruch 3 lautet:

Ausführungsform der Verbrennungskraft- \ kennzeichnet., daß die das Saugeventil ( maschine nach Anspruch 1 und 2, bei wel- steuernde Nockenscheibe (G) in ihrem mi

eher auch das Saugeventil durch eine Nockenscheibe gesteuert wird, welche in eine Vorwärts-, eine Mittel- und eine Rückwärtsstellung verschoben werden kann, dadurch geleren Teile mit Nocken (g^a, g*) versehen i welche den Nocken (i^s, i*) der das Auspu ventil (D) steuernden Nockenscheibe (J) ei sprechen.