DE249988C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 249988 KLASSE 46 b. GRUPPE

JOSEPH VOLLMER in BERLIN.

Gegenstand der Erfindung ist eine Umsteuervorrichtung für Zweitakt- oder Viertaktverbrennungskraftmaschinen, hauptsächlich für Schiffsmaschinen; sie bezweckt, durch einfaches Vorwärts- oder Rückwärtsdrehen eines Steuerrades oder eines Steuerhebels sämtliche für die Manövrierfähigkeit eines Schiffes erforderlichen Vorgänge zu ermöglichen, wie sie der Dampfmaschine eigen sind.

Die bisher bekannten Umsteuervorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen erfordern durch verschiebbare Steuerwellen, durch Anwendung mehrerer Steuerwellen, mehrerer Steuerhebel für ein Ventil o. dgl., besonders bei Mehrzylindermaschinen, meist eine verwickelte Bauart und die Handhabung mehrerer Organe beim Umsteuern.

Gegenüber diesen Ausführungen kann durch die vorhegende Erfindung eine beliebige Anzahl

ao Ventile, gleichgültig ob für Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Maschine, in einfacher Weise dadurch gesetzmäßig gesteuert werden, daß aus den Ausnehmungen einer hohlen Steuerwelle heraus drehbar angeordnete Nocken in den Bereich der Rollen von Ventilhebeln gedreht werden, während alle anderen außer Betrieb befindlichen Nocken in der Steuerwelle versenkt Hegen bleiben. Das Herausdrehen des jeweils tätigen Nockens wird hierbei im Gegensatz zu der bereits bekannten Anordnung verdrehbarer Steuerstangen innerhalb der Hohlwelle durch achsiale Verschiebung der in der hohlen Steuerwelle angeordneten Nockensteuerstange, also durch Achsialschubkurventrieb (Reuleaux) hervorgebracht. Hierdurch wird Unabhängigkeit von dem Durchmesser der Steuerstange erzielt, so daß sich die verschiedenen Bedingungen für die Bedienung der Steuerorgane durch Bemessung der Schubkurven und toten Wege erfüllen lassen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen die der Erfindung entsprechende Umsteuerung in zwei beispielsweisen Ausführungen; es sind:

Fig. ι Längsschnitt durch die Umsteuervorrichtung einer Zweitaktverbrennungskraftmaschine, .

Fig. 2 Aufsicht dazu,

Fig. 3 Querschnitt durch Zylinder und die Umsteuerungsorgane nach Fig. 1,

Fig. 4 Steuerwellenquerschnitt in größerem Maßstabe,

Fig· 5 Querschnitt durch einen Zylinderkopf und die Umsteuervorrichtung einer Viertaktverbrennungskraftmaschine,

Fig. 6 Aufsicht auf Umsteuervorrichtung und Zylinder der Viertaktverbrennungskraftmaschine nach Fig. 5.

Zunächst soll die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Umsteuervorrichtung einer Zweitaktverbrennungskraftmaschine beschrieben werden.

In den Verbrennungsraum 2 des Arbeitszylinders ι münden je ein Brennstoff einblaseventil 4 und ein Druckluftventil 5. Die beiden Ventile werden von einer Steuerwelle 3 aus durch Nocken unter Vermittlung von Rollen und Hebeln 6 und 7 bedient. Die Steuernocken 8 und 9 sind derart in einer zur Steuerwelle senkrechten Ebene um Bolzen 10 drehbar angeordnet, daß die Nockenerhebungen aus ihrer normalen Lage in entsprechende Ausschnitte 14

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(2. Auflage, ausgegeben am 21. November 1Q12.)

der Steuerwelle außerhalb des Bereichs der Hebelrollen 28 nach innen gedreht werden können.

Die Drehung dieser drehbaren Nocken erfolgt nun durch achsiale Verschiebung der in die Bohrung der Steuerwelle geführten, mit Kurvenschubausnehmungen 11 versehenen Nockensteuerstange 12. Der einer Ausnehmung gegenüberstehende Nocken wird durch die Wirkung von Federn 13 u. dgl. in seiner Innenlage gehalten, während das Herausdrehen eines Nockens bis zum Anschlag 27 (Fig. 4) in eine Arbeitslage, also in den Bereich der Hebelrolle dadurch erfolgt, daß der Nocken infolge einer Verschiebung der Nockensteuerstange 12 durch den Achsialkurvenschub angehoben wird. Die Nockensteuerstauge 12 wird zweckmäßig als zylindrische, die Bohrung der hohlen Steuerwelle ausfüllende, mit entsprechenden Ausfräsungen 11 versehene .Achse ausgeführt, welche durch Längskeile 15 oder dergleichen Mittel gegen Verdrehen zur Steuerwelle gesichert ist. An Stelle einer einzigen Nockensteuerstange 12 können auch mehrere solche oder eine mehrteilige Achse treten, deren Teile entweder einzeln oder alle gemeinsam zwecks Verdrehung der Nocken verschiebbar sind.

Während die Nocken 8 dazu dienen, das Brennstofteinblaseventil 4 nur bei Vorwärtslauf der Maschine zu beeinflussen, sind die Nocken 9 zum Vorwärtsanlassen der Maschine mit Druckluft bestimmt. Die Umkehr der Drehrichtung der Maschine bedingt aber eine zur inneren Totpunktlinie des Steuerkreises symmetrische Nockenform der Rückwärtslaufnocken zu den Vorwärtslaufnocken. Die Anwendung der drehbaren Nocken gestattet die Anbringung der symmetrisch liegenden Rückwärtslaufnocken 16, 17 in einfacher Weise dadurch, daß beide Nocken um denselben Drehpunkt angeordnet werden und ihre Bedienung durch die Nockensteuerstange 12 derart erfolgt, daß entweder beide Nocken außer Tätigkeit sind oder je einer von beiden aus der Steuerwelle heraustritt. Die zusammengehörigen Vorwärts- und Rückwärtslaufnocken können entweder dicht nebeneinanderliegend abwechselnd auf eine gemeinsame Hebelrolle wirken oder, in achsialer Richtung getrennt, verschiedene Hebel betätigen. Der gemeinsame Drehpunkt 10 eines Nockenpaares 8 und τ6 oder 9 und 17 liegt, wie aus Fig. 4 ersichtlich, im Schnittpunkte 10 oder Totpunktlinien 24-24 und 25-25 beider Nocken.

Um die Maschine vom Stillstand auf vollen Vorwärtsgang zu bringen, ist das achsial festgehaltene Steuerrad 18 nach rechts zu drehen, wodurch die ein- oder zweiteilige Gewindemuffe 19 ein Herausziehen der Nockensteuerstange 12 bewirkt. An der Gewindemuffe 19 angebrachte Zeiger 21 zeigen auf einer Skala dem Maschinisten die jeweilige Lage der Stange 12 an.

Ist die Maschine nach vorwärts mit Druckluft in Bewegung, so schaltet eine weitere Drehung des Steuerrades 18 nach rechts durch Herausziehen oder Verdrehen der Stange 12 die Druckluft aus. Die Vorwärtsdruckluftnocken 9 sämtlicher Zylinder treten in die Ausnehmungen 11 der Stange 12 zurück, worauf die Erhöhungen 22 der Stange 12 die Vorwärtsbrennstoffeinblasenocken 8 herausdrehen und die Maschine mit Brennstoff normal in Betrieb setzen. Gleichzeitig ist Zeiger 21 auf die Marke »Brennstoff vorwärts« gerückt. Abgestellt wird die Maschine einfach durch Zurückdrehen des Steuerrades auf die Nullstellung des Zeigers 21. Um die Maschine nach Jinks in Bewegung zu setzen, macht man von der Nullage des Zeigers 21 aus dieselbe Handhabung umgekehrt, indem durch Drehen des Steuerrades nach links zunächst der Zeiger auf die Marke »Druckluft rückwärts«, hierauf auf »Brennstoff rückwärts« eingestellt wird.

Die unmittelbare Umschaltung z. B. von Rückwärtsgang der Maschine auf Vorwärtsgang erfolgt dadurch, daß der Zeiger von der Marke »Brennstoff rückwärts« über die Marke »Druckluft rückwärts« und über die »Nullage« auf die Marke »Druckluft vorwärts« durch Rechtsdrehen des Steuerrades eingestellt wird, wobei Gegenluft so lange bremsend auf den Kolben wirkt, bis die Drehrichtung der Maschine umkehrt. Dann stellt man den Zeiger 21 auf die Marke »Brennstoff vorwärts«, worauf der normale Vorwärtsgang der Maschine erfolgt.

Da beim Übergang des Zeigers über die Marke »Druckluft rückwärts« diese im vorliegenden Falle keine zweckdienliche Wirkung für die Umkehr der Bewegung ausübt, so kann zur Ersparnis an Druckluft die Einrichtung getroffen werden, daß die Druckluft erst von Hand durch ein zusätzliches Abschlußorgan im Druckluftzuleitungsrohr in den Zylinder einzulassen ist, wenn die betreffenden Druckluftnocken, durch die Nockensteuerstange 12 eingestellt, die Druckluftventile betätigen.

Für Umsteuerung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang ist die geschilderte Handhabung des Steuerrades 18 in umgekehrter Reihenfolge auszuführen.

Zur Vermeidung schädlicher Zündungen während der Druckluftperioden und zwecks sicheren Abstellens der Maschine muß die Brennstoffförderung der Brennstoffpumpe noch rechtzeitig vor Übergang auf die Druckluftperioden abgestellt werden. Dies kann, wie beispielsweise Fig. ι darstellt, bei der achsialen Verschiebung der Steuerstange verniöge des langen verfügbaren Weges durch einen an der Gewindemuffe 19 angebrachten Nocken 33 erfolgen,

welcher die Verschiebung der Nockensteuerstange 12 mit ausführen und in seinen beiden Endlagen Rollen 34 beeinflussen kann, um durch Gestänge 35 in bekannter Weise die Brennstoffförderung zu unterbrechen. Zwecks Überwachung des Ganges oder zwecks Begrenzung der Umdrehzahl bis zu einer höchstens zulässigen kann die Brennstoffördermenge durch einen Regulator oder durch den Handhebel 37 für langsame und schnelle Fahrt geregelt werden. Außer dem Brennstoffeinblaseventil und dem Druckluftventil kann jeder Zylinder der Zweitaktverbrennungskraftmaschine mit einem Spülluftventil ausgestattet sein, durch welches der Eintritt der entweder im Kurbelgehäuse, in einer besonderen Luftpumpe oder in einem Kreiselgebläse verdichteten Spülluft gesteuert wird. Der zum Antriebe dieses Spülluftventils erforderliche Nocken kann ebenfalls nach Art der übrigen Nocken drehbar in der Steuerwelle angeordnet sein.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Viertaktverbrennungskraftmaschine hat für Brennstoffzuführung und Umsteuerung ähnliche Organe wie die Zweitaktverbrennungskraftmaschine. Es kommen noch hinzu ein gesteuertes Einlaßventil 38 und Auslaßventil 39. Sämtliche Ventile können entweder von einer gemeinsamen Nockensteuerstange in einer Steuerwelle oder beliebig verteilt von mehreren solchen betätigt werden.- Hier ist beispielsweise die vorteilhafte Ausführungsform dargestellt, bei welcher Brennstoffeinblaseventil 4 und Druckluftanlaßventil 5 von der einen Steuerwelle 3 und Einlaßventil 38 und Auslaßventil 39 von einer zweiten Steuerwelle 40 und einer Nockensteuerstange 41 bedient werden. Die beiden Wellen 40 und 41 sind durch Zahnräder verbunden, so daß sie beide von einem Handrad 18 zugleich gedreht werden.

Die Ausführungsform der Vorwärts- und Rückwärtsgangnocken in Fig. 5 und 6 zeichnet sich dadurch aus, daß die Nocken ein Stück bilden, also zu einem Nockenzwilling 29 vereinigt sind. Je nachdem eine der Ausnehmungen 42 der Nockensteuerstange 41 dem Vorwärtsoder Rückwärtsgangnocken gegenübersteht, wird nur immer einer der Nocken im Bereiche der Steuerhebelrollen 31 kreisen.

Diese Ausführungsform, die Paarschluß des Kurventriebes ergibt, kann ebenso für beliebige Organe verwendet werden, sie eignet sich noch besonders für die" größeren Einlaß- und Auslaßnocken, deren Fliehkraft bei dem Umlauf durch die symmetrische Anordnung nach außen hin fast ausgeglichen wird.

Damit die im Viertakt arbeitende Maschine auch bei Zweizylinderbauart in jeder Kurbelstellung mittels Druckluft leicht anspringt, kann durch Bewegung der Nockensteuerstange ein zweiter Druckluftnocken aus der Steuerwelle heraus in den Bereich des Druckluftsteuerliebels gedreht werden, wodurch jeder Zylinder im Zweitakt Druckluft bekommt. Gleichzeitig muß für entsprechendes öffnen des Anlaß-Ventils gesorgt werden.

Die aus der Steuerwelle durch achsialen Kurvenschub herausdrehbaren Nocken lassen sich ebenso zur Erreichung anderer Vorgänge, z. B. für die vorübergehende Steuerung der Anlaßdruckluft, zur Regelung, der Brennstoffzuführung durch schräge Nocken o. dgl., auch bei Zweitakt- und Viertaktmaschinen mit stets gleicher Umlaufrichtung anwenden.

Claims (5)

75 Patent-Ansprüche:

1. Umsteuervorrichtung für mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschinen mittels Nocken, die, in Ebenen senkrecht zur hohlen Steuerwelle drehbar, von einer in der hohlen Welle befindlichen Stange durch Kurvenschub bedient werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere achsial verschiebbare und zur Steuerwelle undrehbare Steuer-Stangen (12) durch Achsialschubkurventrieb die Nocken (8, 9) entweder in den Bereich der Steuerhebelrollen oder außerhalb deren Bereich in Vertiefungen der Steuerwelle gelangen lassen.

2. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärtsgangnocken und der zugehörige Rückwärtsgangnocken einen einteiligen Zwillingsnocken (29) bilden, der unter Paarschluß von der Steuerstange bedient wird, indem entweder der Vorwärtsgangnocken oder der Rückwärtsgangnocken innerhalb des Bereiches ihrer gemeinsamen Hebelrolle gedreht werden.

3. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiebbare Steuerstangen (41,12) einer Viertaktverbrennungskraftmaschine in zwei Steuerhohlwellen (40,3) hinsichtlich ihrer achsialen Bewegung durch gemeinsame Verstellung voneinander abhängig sind.

■ 4. Umsteuervorrichtung nach Ansprüchen ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die achsiale Verschiebung der zwei Nockensteuerstangen durch drehbare, mittels Rädereingriff voneinander abhängige Gewindemuffen (19) von einem einzigen Steuerrade (18) aus oder mittels Umsteuerhebels erfolgt, wobei die jeweiligen Stellungen durch Zeigerwerk sichtbar gemacht werden können.

5. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vermöge toter Wege des Achsialschubgetriebes erst mit dem Herausdrehen der Brennstoffeinblasenocken (8) in den Bereich seiner Steuerhebelrollen, sowohl für Vorwärtsgang als auch

für Rückwärtsgang der Maschine, die Brennstoffördemng der Brennstoffpumpe in das Brennstoffeinblaseventil (4) durch die achsial verschiebbare Nockensteuerstange eingerückt, dagegen während der Druckluftperioden nach beliebiger Drehrichtung sowie bei Stillstand und in der Auslaufperiode der Maschine vollständig abgestellt wird, wobei sich die Brennstofförderung der Brennstoffpumpe zwecks Regelung des Ganges der Maschine entweder durch einen Regulator, durch einen Handhebel, durch beide Mittel oder in Verbindung mit der Umsteuervorrichtung beeinflussen läßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.