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Anfahrsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Anfahrsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen, bei welcher die Ventilrollen
mittels exzentrischer Lagerung der Ventilhebel von den zugehörigen Steuernocken
abgehoben werden und der Exzenterkörper zum Anfahren, Übergang auf Brennstoffbetrieb
und Stillsetzen der Maschine stets im gleichen Drehsinn verdreht wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, daß beim
Drehen des Exzenterkörpers die einzelnen Hebelrollen so nacheinander in den Wirkungsbereich
ihrer Nocken kommen und dort derart verschieden lang verbleiben, daß man in an sich
bekannter Weise bei einfach wirkenden Maschinen mit einzelnen Zylindern oder doppelt
wirkenden Maschinen mit einzelnen Zylinderseiten gruppenweise auf Brennstoffbetrieb
übergehen kann, während andere noch mit Anfahrluft betrieben werden. Beim weiteren
Drehen des Exzenterkörpers kommen dann allmählich sämtliche Brennstoffrollen in
Eingriff und sämtliche Anfahrrollen außer Eingriff, so daß reiner Brennstoffbetrieb
herrscht, bis am Ende einer vollen Umdrehung des Exzenterkörpers wiederum sämtliche
Hebelrollen von ihren Nocken abgehoben sind und die Haltstellung erreicht ist.
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Die Durchdrehung des Exzenterkörpers in derselben Drehrichtung ermöglicht
gleichzeitig mittels derselben Antriebsvorrichtung die Anfahrsteuerung als Umsteuerung
auszubilden. Diese Ausführungsform bildet ebenfalls einen Teil der vorliegenden
Erfindung.
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In den Abb. i und 2 ist die Erfindung als reine Anfahrsteuerung für
eine doppelt wirkende Einzylinderzweitaktmaschine in Seitenansicht und Draufsicht
dargestellt.
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Die Abb. 3 bis 5 zeigen schematisch die gegenseitige Stellung der
Steuerhebelrollen beim Anfahren, Übergang in die Brennstoffbetriebs-und schließlich
in die Haltstellung.
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Abb.6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der gleichzeitigen
Ausbildung als Umsteuerung.
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Die den Abb. i bis 5 zugrunde gelegte Maschine soll an der Ober- und
Unterseite je ein Brennstoffventil und nur an der Oberseite ein Anfahrventil besitzen.
Die Exzenterscheiben a, b und c dieser drei Ventile sind zusammen mit einem Schneckenrad
cl und einem Sperrad e zu einem gemeinsamen Exzenterkörper vereinigt (Abb. 2), der
drehbar auf der Hebelwelle f sitzt und durch eine Schnecke g mit Handkurbel g1 angetrieben
wird. Das Sperrad e besitzt in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel zwei Rasten
h und i, in die eine unter Federwirkung stehende Sperrklinke j in
der Betriebs-und Haltstellung zu liegen kommt. Diese Rasten gehen in der Vorwärtsdrehrichtung
flach verlaufend in die Außenfläche des Sperrrades über, so daß die Sperrklinke
bei der Drehung in dieser Richtung aus ihnen heraustreten kann, die Rückseite dagegen
ist scharfkantig ausgebildet und verhindert durch Anliegen an die entsprechend geformte
Nase der Sperrklinke eine Rückwärtsdrehung des Exzenterkörpers aus der einen Endstellung
in die andere. Dagegen ist z. B. ein Zurückdrehen des aus der Anfahrstellung herausgedrehten
Exzenterkörpers in diese Stellung noch möglich, solange noch nicht der Zylinder
auf Brennstoffbetrieb geschaltet ist. Eine derartige Zurückdrehung kommt indessen
nur als Ausnahmefall in Frage und ist auf den eigentlichen Steuerungsvorgang ohne
Einfluß. Von den Steuerhebeln ist derjenige k für das obere Brennstoffventil als
gestreckter doppelarmiger Hebel ausgebildet und steht mit seiner Rolle k1 der Steuernocke
l seitlich gegenüber, während der Steuerhebel m für das untere Brennstoffventil
und jener n für das Anlaßventil winklig gestaltet sind und mit ihren Rollen ml bzw.
n1 die Steuernocken o bzw. P von oben berühren.
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Die gegenseitige Stellung der Steuerhebelrollen zueinander und zu
ihren Nockenscheiben während des Steuervorganges läßt sich aus den Abb. 3 bis 5
verfolgen. Abb. 3 zeigt die Bewegungsverhältnisse des Steuerhebels des Anfahrventils,
Abb. 4 die des unteren und Abb. 5 die des oberen Brennstoffventils. Zwecks größerer
Deutlichkeit sind hierbei die Exzenterkreise a1, b1, cl stark vergrößert gezeichnet.
In der Haltstellung liegen die Rollen der einzelnen Steuerhebel in der Stellung
4. Wird nun der Exzenterkörper gedreht, so gelangt die Rolle n1 des Anfahrsteuerhebels
n in der Stellung i unter die Einwirkung der Steuernocke P, wodurch für die obere
Zylinderseite Druckluftbetrieb
eingeschaltet ist; die Rollen kl
und ml der Brennstoffventile sind in dieser Stellung noch außerhalb des Bereiches
ihrer Nocken. Bei der Weiterdrehung des Exzenterkörpers verschiebt sich die Rolle
n1 des Hebels ia auf ihrer Nocke P nach rückwärts in die Stellung 2. Sie bleibt
dabei unter dem Einfluß der Nocke p, so daß auch in dieser Stellung des Hebels noch
Druckluftbetrieb auf der oberen Zylinderseite besteht. Die Rolle k1 des oberen Brennstoffventils
ist in der Stellung 2 noch außerhalb des Bereiches ihrer Nocke 1, dagegen ist die
Rolle ml des unteren Brennstoffventilhebels m in dieser Stellung in die Bahn ihrer
Nocke o gelangt, so daß nunmehr auf - der unteren Zylinderseite Brennstoffbetrieb
beginnt. Mit fortschreitender Drehung des Exzenterkörpers entfernt sich die Rolle
u1 des Anfahrventilhebels von ihrer ocke P und gelangt in die Stellung
3,
N in der das Anfahrventil ausgeschaltet ist, wohingegen die untere Brennstoffventilrolle
ml sich nur auf ihrer Nocke o verschoben hat und weiter in Betriebsstellung verblieben
ist, während die Rolle k1 des oberen Brennstoffventils nun ebenfalls in die Betriebsstellung
gelangt ist. Die Maschine arbeitet also nunmehr auf beiden Zylinderseiten mit Brennstoffbetrieb.
Soll sie abgestellt werden, so werden durch Fortsetzung der Drehbewegung im gleichen
Sinne sämtliche Hebelrollen wieder in die Hältstellung q. gebracht, in der sie von
ihren Steuernocken abgehoben sind.
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Wie aus Vorstehendem ersichtlich ist, berührt die Rolle des oberen
Brennstoffventils den zugehörigen Nocken nur in einer einzigen Exzenterstellung
(3), während die Rollen des Anfahr-und unteren Brennstoffventils innerhalb eines
größeren Winkels der Exzenterverdrehung (von z bis z bzw. 2 bis 3) im Wirkungsbereich
ihrer zugehörigen Nocken bleiben. Die bei dem Durchlaufen dieses größeren Winkels
auftretende, bereits im vorigen Abschnitt erwähnte Verschiebung der Rollen auf den
Steuernocken kann zur Erleichterung des Anfahrens von Verbrennungskraftmaschinen
herangezogen werden. Es lassen sich die Hebelverhältnisse so wählen, daß bei Stellung
2 das untere Brennstoffventil merklich früher geöffnet wird als bei Stellung 3.
In Stellung 2 erfolgt dann früheres Einspritzen des Brennstoffes, wie es für das
Anfahren der kalten Maschine am günstigsten ist, während in Stellung 3 der Brennstoff
zu dem Zeitpunkt eingespritzt wird, den der Dauerbetrieb erfordert.
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Auch das Umgekehrte läßt sich erreichen, daß ein Ventil in seiner
ersten Betriebsstellung später öffnet als in der Hauptbetriebsstellung. Dies kann
bei manchen Mehrzylindermaschinen für die Betätigung der Anfahrluftventile von Vorteil
sein. -In gleicher Weise, wie hier für eine doppeltwirkende Einzylindermaschine
beschrieben, kann die Anfahrsteuerung auch bei einfach oder doppelt wirkenden Mehrzylindermaschinen
Anwendung finden. Im ersteren Falle können z. B. die Exzenterkörper sämtlicher Zylinder
so miteinander gekuppelt werden, daß einzelne Zylindergruppen noch mit Anfahrluft
betrieben werden, während andere bereits auf Brennstoffbetrieb geschaltet sind,
worauf dann beim Weiterdrehen der Exzenterkörper auch die Brennstoffrollen der ersten
Zylindergruppe in Eingriff kommen. Im letzteren Falle dagegen können durch Kupplung
der einzelnen Exzenterkörper einzelne oder alle Zylinderseiten zu Gruppen zusammengefaßt
werden, für die sich dann der Steuervorgang in derselben Weise, wie vorstehend mit
Bezug auf die Einzylindermaschine beschrieben, abspielt.
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Abb. 6 zeigt die Weiterentwicklung der Anfahrsteuerung zur Umsteuerung,
die sich infolge der für alle Steuervorgänge stets gleichbleibenden Drehrichtung
des Exzenterkörpers ganz besonders einfach gestaltet. Sie beruht auf dem bekannten
Prinzip der Verschiebung der Steuerwelle. Zur Ausführung dieser Verschiebung ist
auf der Hebelwelle ein Winkelhebel o lose drehbar angeordnet und mittels einer Lasche
s- mit der längs verschiebbar auf ihrer Welle geführten Schnecke g verbunden. Außerdem
trägt der mit der Schnecke verbundene Arm dieses Winkelhebels einen Riegel s, der
sich oben an einem Stellbögen t mit zwei Rasten il und t2 und unten auf einer
kreisbogenförmigen Führung u1 einer bei v drehbar gelagerten, unter Federwirkung
u2 nach oben gegen den Riegel gedrückten Klinke ai führt. Die Klinke besitzt einen
Sperrzahn u2, der auf einer Scheibe w des Exzenterkörpers gleitet und in der Haltstellung
der Anlaßsteuerung einer Aussparung w1 der Scheibe w gegenübertritt.
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Ist die Maschine auf Vorwärtsgang eingestellt, so nehmen die einzelnen
Teile in der Haltstellung die in Abb. 6 dargestellte Lage ein. Der '\@rinkelhebel
o ist durch den in die Rast t1 Eingreifenden Riegel s festgestellt und damit auch
die an ihm angeschlossene Schnecke g an der Verschiebung gehindert. Durch Drehen
der Kurbel g1 wird der Exzenterkörper gedreht und dadurch die Maschine in der früher
erläuterten Weise zunächst auf Druckluft, sodann auf Brennstoffbetrieb geschaltet
und schließlich in die Haltstellung gebracht, in der sämtliche Hebelrollen von ihren
Nocken abgehoben sind. Soll nun die Maschine umgesteuert werden, so wird mittels
des Stößers x der Riegel s aus der Rast t1 heraus- und dabei gleichzeitig der Sperrzahn
e42 in die Aussparung w1 der Scheibe w eingedrückt. Dadurch erhält der Winkelhebel
o Bewegungsfreiheit, während das Schneckenrad d bzw. der Exzenterkörper an der Drehung
verhindert
wird. Wird nun die Schneckenwelle mittels der Kurbel
g1 gedreht, so verschiebt sich die Schnecke g durch Verschraubung auf dem feststehenden
Schneckenrad d nach rechts und legt dadurch den Winkelhebel q aus der Stellung I
für Vorwärtsgang in die Stellung 1I für Rückwärtsgang, in der die zur Umsteuerung
erforderliche Verschiebung der Steuerwelle ausgeführt ist. In dieser Stellung II
drückt die Feder u3 der Klinke u den Riegels in die Rast t2, während der Spcrrzahn
u3 die Aussparung ivl verläßt. Nunmehr ist wiederum der Winkelhebel q festgestellt
und die Längsverschiebung der Schnecke g unterbrochen, dagegen die Sperrung der
Drehbewegung des Schneckenrades d aufgehoben. rie Steuerung wirkt daher wieder als
reine Anfahrsteuerung, so daß durch Drehen der Schnecke g die Maschine jetzt rückwärts
angelassen werden kann.
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Die Erfindung ist im vorstehenden Ausführungsbeispiel an einer Zweitaktmaschine
beschrieben, es steht aber natürlich nichts im Wege, sie in derselben Weise auch
bei Viertaktmaschinen anzuwenden. In diesem Falle kann die Steuerung in bekannter
Weise so ausgebildet werden, daß das für die Umsteuerung bzw. die Verschiebung der
Steuerwelle erforderliche Ein- und Ausrücken der Einsaug- und Auspuffventile gleichfalls
durch Verdrehen der exzentrischen Hebellagerung erfolgt.