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Umsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung
bezieht sich auf solche Verbrennungskraftmaschinen, die dadurch umgesteuert werden,
daß man mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung die Ventilhebel von ihren
Nocken abhebt, die Steuerwelle verschiebt und die Ventilhebel auf die für die umgekehrte
Drehrichtung bestimmten Nocken legt, und sie bezweckt, eine Umsteuervorrichtung
dieser Art zu schaffen, die im Gegensatze zu bekannten Umsteuervorrichturgen vollkommen
unabhängig von der Drehrichtung der Umsteuermaschine arbeitet.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
in einer Ausführungsform schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. z die
Gesamtanordnung der Umsteuervorrichtung in Ansicht, Abb. 2 eine Oberansicht der
Steuerung und Abb. 3 bis =o in größerem Maßstabe Einzelheiten der Steuerung in verschiedenen
Lagen, die während der verschiedenen Zeitabschnitte des Umsteuervorganges eingenommen
werden.
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Es bezeichnet A den Arbeitszylinder einer mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschine,
auf dessen Kopfe in üblicher Weise die Ventile für Brennstoff, Luft, Auspuff usw.
angeordnet sind. B ist die drehbare Ventilhebelwelle, C die in achsialer Richtung
verschiebbare Steuerwelle. Auf der Ventilhebelwelle sind die Ventilhebel in bekannter
Weise exzentrisch gelagert, derart, daß sie durch Drehen der Exzenter E in oder
außer Eingriff mit den zugehörigen Steuernocken gebracht werden können. Die Antriebswelle
D für die Umsteuerung, die mittels eines Zahnräderpaares V, V1 auf die Ventilhebelwelle
B einwirkt, steht mittels einer ausrückbaren Kupplung F mit einer Welle G in Verbindung,
die durch die Drehmaschine (z. B. einen Elektromotor) H durch Vermittelung
einer Schnecke U
und eines Schneckenrades W in Drehung versetzt werden kann.
Die Drehung der Welle G kann ferner durch eine an ihrem unteren Ende kugelgelenkartig
angeschlossene Welle K und eine darauf angeordnete Schnecke L auf ein auf der Welle
M der Hauptmaschine sitzendes Schneckenrad N und somit auf die Hauptmaschine selbst
übertragen werden. Mittels eines durch Handrad O und Schraubenspindel P zu bewegenden
Winkelhebels R, der um einen festen Punkt y1 schwingt, kann die Schnecke L in oder
außer Eingriff mit dem Schneckenrade N gebracht und dadurch die Drehvorrichtung
der Hauptmaschine ein- oder ausgeschaltet werden. Die Bewegungsübertragung der Welle
D auf die Ventilhebelwelle B mittels des Zahnräderpaares V, V1 erfolgt im Verhältnis
1:2, d. h. bei einer halben Umdrehung der Welle D erfolgt eine volle Drehung der
Ventilhebelwelle B.
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In Höhe der Steuerwelle C trägt die Welle D eine eigenartig geformte
Nockenscheibe S, die in einen entsprechend gestalteten Schlitz einer am Arbeitszylinder
A aasgelenkten Kulisse T
eingreift, deren freies Ende die Steuerwelle
C gabelartig umfaßt und deren Verschiebung bewirken kann.
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Die auf der Welle D sitzende Nockenscheibe S ist so ausgebildet, daß
sie, von ihrer Symmetrieachse %-x (Abb. 4) ausgehend, beiderseits dieser
Achse einen toten Winkel a1 aufweist, in dessen Drehbereich ohne Rücksicht auf die
Drehrichtung der Wel:e D keinerlei Verschiebung der Kulisse T und damit der Steuerwelle
C eintreten kann.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung soll an Hand der Abb. 3 bis io näher
erläutert werden. In den zusammengehörigen Abb. 3 und ¢ stehen die Ventilhebel (der
Deutlichkeit wegen ist nur einer dargestellt) in Betriebsstellung (Abb. 3) und die
Steuerwelle C in ihrer rechten Endlage (Abb. 4). Wird nun die Antriebswelle D, einerlei
in welcher Richtung, um den Winkel al gedreht (lediglich des besseren Verständnisses
wegen sei hier die Richtung des eingezeichneten Pfeiles angenommen), so behält die
Kulisse T ihre Lage unverändert bei (Abb. 6). Die Drehung der Welle D wird durch
die Zahnradübersetzung V, V1 auf die
Ventilhebelwelle B übertragen
und bewirkt infolge des Übersetzungsverhältnisses = : 2 deren Drehung um den Winkel
a2-= 2a,; diese Drehung genügt, um die Ventilhebel aus dem Bereiche ihrer Nocken
zu entfernen (Abb. 5).
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Dreht sich nun die Antriebswelle D weiter, und zwar um den Winkel
ß1 - i8o° - 2ai, so drückt die Nockenscheibe S die Kulisse nach links und bewirkt
dadurch die Verschiebung der Steuerwelle in ihre linke Endlage; die Ventilhebelwelle
wird dabei um den Winkel P2= 2ß, gedreht, und dadurch werden die Ventilhebel zunächst
von ihren Nocken noch etwas weiter entfernt und sodann um denselben Betrag wieder
genähert (Abb. 7 und 8).
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Während der weiteren Drehung der Antriebswelle um den Winkel u1 wiederholt
sich der zuerst geschilderte Vorgang, d. h. die Kulisse T und damit die' Steuerwelle
C behalten ihre Lage bei. Infolge der Drehung der Ventilhebelwelle werden aber die
Ventilhebel wieder an ihre Nocken angelegt, und zwar infolge der inzwischen stattgehabten
Verschiebung der Steuerwelle auf die für die entgegengesetzte Drehrichtung vorgesehenen
Nockenscheiben (Abb. 9 und io). Da die Summe der Winkel 2ui -;- (P1 = i8o° ist,
und da die Ventilhebelwelle B eine doppelt so große Winkelgeschvaindigkeit besitzt
wie die antreibende Welle D, so hat sich während der Drehung des Nockens S um i8o°
die Ventilhebelwelle um 36o° gedreht, und die Ventilhebel sind dabei beispielsweise
aus der Betriebsstellung für Vorwärtsgang in die Betriebsstellung für Rückwärtsgang
gebracht worden.
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Dieser Umsteuervorgang wiederholt sich bei jeder Drehung der Antriebswelle
D um 18o°, ganz gleich in welcher Richtung diese Drehung erfolgt; die Drehung kann
also beispielsweise auch fortgesetzt im gleichen Sinne vor sich gehen.
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Die Unabhängigkeit der Umsteuerung von der Drehrichtung der sie antreibenden
Welle macht die beschriebene Einrichtung besonders wertvoll; insbesondere gestattet
sie, jede beliebige, bereits für irgendeinen anderen Zweck vorgesehene Hilfsmaschine
mit beliebiger Drehrichtung gleichzeitig zum Umsteuern der Hauptmaschine zu verwenden,
wovon bei der in Abb. 1 veranschaulichten Anordnung Gebrauch gemacht worden ist.
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Dort ist, wie oben erläutert, die Antriebswelle D für die Umsteuerung
mittels der ausrückbaren Kupplung F mit der Welle G der Drehvorrichtung für die
Hauptmaschine in Verbindung gebracht, die durch einen _Elektroinotor H angetrieben
wird. Zwecks Drehung der Hauptmaschine wird die Kupplung F gelöst und durch Drehen
des Handrades 0 die Schnecke ,L mit dem zugehörigen Schneckenrade N in Eingriff
gebracht.
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Soll der Motor H dagegen zum Zwecke der Umsteuerung Verwendung finden,
was nur der Fall ist, wenn die Drehvorrichtung für die Hauptmaschine nicht gebraucht
wird, so wird die Schnecke L von dem Schneckenrade N abgehoben, die
Kupplung F eingerückt und der Motor H eingeschaltet.
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Die Winkel % und ,6l können verschieden gewählt werden, das Übersetzungsverhältnis
zwischen Antriebs- und Ventilhebelwelle kann geändert werden, und die Verschiebung
der Steuerwelle aus der einen in die andere Endlage erfordert nicht unbedingt eine
Verdrehung der Antriebswelle um i8o ° ; Bedingung für vorliegende Erfindung ist
lediglich, daß, von der Symmetrieachse der Nockenscheibe S ausgehend, der tote Winkel,
in dessen Drehbereich keinerlei Verschiebung der Steuerwelle stattfindet, nach beiden
Drehrichtungen hin vorhanden ist.
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Die beschriebene Einrichtung unterscheidet sich vorteilhaft von den
bisher bekannten Umsteuervorrichtungen, die je nach der Umsteuerung der Maschine
von Vorwärts- auf Rückwärtsgang oder umgekehrt eine ganz bestimmte Umlaufrichtung
der sie antreibenden Hilfsmaschine bedingen. Dies erfordert nicht nur erhöhte Achtsamkeit
des Personals, sondern verlängert außerdem den Umsteuervorgang dadurch, daß der
Umsteuerung der Hauptmaschine die Umsteuerung des Umsteuermotors vorangehen muß.