DE405548C

DE405548C - Compressed air starting device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE405548C
Application number: DEK86187D
Authority: DE
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Publication date: 1924-11-04

Description

Druckluftanlaßvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftanlaßvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, deren Steuermechanismus beim An- und Abstellen der Druckluft selbsttätig in und außer Tätigkeit tritt.Compressed air starting device for internal combustion engines. The invention relates to compressed air starting devices for internal combustion engines, their Control mechanism when switching on and off the compressed air automatically in and out Activity occurs.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wirkt die Anlaßluft auf einen Steuerkolben und durch diesen auf die Ventilspindel. Mit dem Steuerkolben steht der eine Arm eines Ventilhebels inVerbindung, dessen andererArm mit einer mit einer Aussparung versehenen Nockenscheibe zusammenarbeitet. Solange die Steuerrolle des Ventilhebels sich auf dem zylindrischen Teil des Nockens befindet, hält der Hebel den Steuerkolben in seiner Lage fest, während gleichzeitig das Ventil durch eine Feder geschlossen gehalten wird. Erst wenn sich die Aussparung der Nockenscheibe unter der Steuerrolle hindurchbewegt, kann der Steuerkolben sich unter dem Druck der Luft abwärts bewegen und das Ventil öffnen. Voraussetzung ist dabei, daß der Druck im Arbeitszylinder eine bestimmte Höhe nicht übersteigt.In a known device of this type, the starting air acts on a control piston and through this onto the valve spindle. With the control piston is one arm of a valve lever connected, the other arm with a cooperates with a recess provided cam. As long as the tax role of the valve lever is on the cylindrical part of the cam, the Lever the spool firmly in place while simultaneously pushing the valve through a spring is kept closed. Only when the recess of the cam disc Moved under the control roller, the control piston can move under the pressure move the air down and open the valve. The prerequisite is that the Pressure in the working cylinder does not exceed a certain level.

Für eine geräuschlose und mechanisch einwandfreie Wirkungsweise des Steuermechanismus kann es erforderlich werden, daß die Steuerrolle des Ventilhebels dauernd der Nockenbahn folgt. Dies könnte zwar bei der oben erwähnten Maschine dadurch erreicht werden, daß der unter dem Druck der Anlaßdruckluft stehende Steuerkolben so groß bemessen wird, daß er die Steuerrolle ständig gegen die Bahn des Nockens drückt. Infolgedessen würde aber das Ventil auch dann öffnen, wenn der Druck im Arbeitszylinder im Augenblick des Durchganges des negativen Nockens unter der Steuerrolle noch höher ist als der Druck der Anlaßluft. Damit wäre aber die grundlegende Eigenschaft der obenerwähnten Einrichtung aufgegeben. Die Erfindung bezweckt nun, eine Einrichtung zu schaffen, die ein zu frühzeitiges Öffnen des Anlaßventils verhindert und doch ein dauerndes Anliegen der Steuerrolle am Nocken während des Anlaßvorganges gewährleistet. Dieser Zweck wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß zwischen dem Steuerkolben und der Ventilspindel ein federndes Zwischenglied eingeschaltet ist, dessen größte Spannung gleich oder etwas kleiner bemessen ist als der Druck auf den Ventilteller des Anlaßventils, den dieser Teller bei derjenigen Spannung im Arbeitszylinder erfährt, gegen die das Anlaßventil geöffnet werden soll. Weiterhin wird der Durchmesser des Steuerkolbens so groß bemessen, daß er die Spannung des Zwischengliedes überwiegt, und zwar selbst dann, wenn der Druck der Anlaßluft fallen sollte,, womit im ! Betriebe gerechnet werden muß.For a noiseless and mechanically perfect operation of the Control mechanism may require that the control roller of the valve lever constantly follows the cam track. This could be the case with the machine mentioned above be achieved that the pressure of the starting compressed air control piston is dimensioned so large that he constantly moves the control roller against the path of the cam presses. As a result, however, the valve would also open when the pressure in the Working cylinder at the moment of passage of the negative cam under the control roller is even higher than the pressure of the starting air. But that would be the basic property abandoned the above-mentioned facility. The invention now aims to provide a device to create that prevents premature opening of the starter valve and yet a permanent contact of the control roller on the cam during the starting process is guaranteed. This purpose is achieved essentially in that between the control piston and the valve spindle is connected to a resilient intermediate member, the largest of which The voltage is equal to or slightly smaller than the pressure on the valve disc of the starter valve, which this plate experiences at that voltage in the working cylinder, against which the starter valve is to be opened. Furthermore, the diameter of the Dimension the control piston so large that it outweighs the tension of the intermediate link, even if the pressure of the starting air should drop, so what! Establishments must be expected.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in den Abb. i bis q. in Schnitt-; darstellung in vier Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the subject of the invention is shown in Figs. I to q. in cut; Representation illustrated in four embodiments, for example.

Zunächst soll die in Abb. i dargestellte i Einrichtung beschrieben werden.First, the device shown in Fig. I will be described will.

In dem Zylinderkopf A einer Verbrennungskraftmaschine ist der Ventileinsatz B des Druckluftanlaßventils dl und die Druckluftzuführungsleitung a1 untergebracht. Im oberen Teile der Bohrung des Ventilgehäuses ist der auf und ab bewegliche Steuerkolben C konzentrisch um die Ventilspindel D angeordnet, der mit seiner unteren Fläche auf dem nach oben kügelgelenkartig ausgebildeten Ende des Armes hl des Ventilhebels H ruht. Die Ventilspindel D ist mit einer Bohrung rh versehen, durch welche die Anlaßdruckluft in den Raum über dem Steuer-' kolben C eintreten kann. Der um die Ventil-! hebelwelle G schwingende Ventilhebel H trägt an seinem rechten Artre die finit der Nockenscheibe K Izl zusammenarbeitende Steuerrolle 1t=, während er mit dem linkem Arm hl die Ventilspindel D unterhalb des Steuerkolbens C mit Spiel umfaßt.The valve insert B of the compressed air inlet valve dl and the compressed air supply line a1 are accommodated in the cylinder head A of an internal combustion engine. In the upper part of the bore of the valve housing, the up and down movable control piston C is arranged concentrically around the valve spindle D, which rests with its lower surface on the end of the arm hl of the valve lever H, which is designed like a ball joint upward. The valve spindle D is provided with a bore rh through which the starting compressed air can enter the space above the control piston C. The one around the valve! Lever shaft G swinging valve lever H carries on his right arm the finite cam disk K Izl cooperating control roller 1t =, while his left arm hl includes the valve spindle D below the control piston C with play.

Im Ruhezustand wird das sich nach dem Innern des Arbeitszylinders hin öffnende Anlaßventil d' durch die im unteren Teile des Ventilgehäuses angeordnete Feder E geschlossen gehalten, die von unten gegen den Bund d= der Ventilspindel D drückt. Zwischen diesem Bund d= und der unteren Fläche des Endes des Armes ltl des Ventilhebels ist eine Feder F eingeschaltet, deren größte Spannung gleich oder etwas kleiner ist als der Druck auf den Ventilteller dl, den dieser bei derjenigen Spannung im Arbeitszylindier erfährt, gegen die das Anlaßventil geöffnet werden soll.In the rest state, the starting valve d ', which opens towards the inside of the working cylinder, is kept closed by the spring E arranged in the lower part of the valve housing, which presses against the collar d = of the valve spindle D from below. Between this collar d = and the lower surface of the end of the arm ltl of the valve lever, a spring F is switched on, the greatest tension of which is equal to or slightly less than the pressure on the valve disk dl that it experiences at that tension in the working cylinder against which the Start valve should be opened.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung sei angenommen, daß das Anlaßventil öffnen soll, wenn der Druck im Arbeitszylinder unter 2o Atm. heruntergegangen ist. Der Druck der Anlaß-Luft betrage- 25 Atm. Erfährt bei 2o Atm. Zylinderdruck der Teller des Anlaßventils von der Zylinderseite her einen Druck von beispielsweise izoo kg, so wird die Feder F so bemessen, daß ihre größte Spannung im zusammengedrückten Zustande ebenfalls etwa i Zoo kg beträgt. Der Durchmesser des Steuerkolbens C hingegen wird so gewählt, daß der von ihm unter der Wirkung der Anlaßdruckluft auf den Arm hl des Ventilhebels. ausgeübte Druck etwa i 5oo kg oder mehr beträgt.To explain the mode of operation of the device described, let assumed that the starter valve should open when the pressure in the working cylinder falls below 2o atm. has gone down. The pressure of the starting air is 25 atm. Experienced at 2o atm. Cylinder pressure of the starter valve plate from the cylinder side a pressure of, for example, izoo kg, the spring F is dimensioned so that its greatest tension in the compressed state is also about 1 zoo kg. The diameter of the control piston C, however, is chosen so that that of it below the effect of the starting compressed air on the arm hl of the valve lever. pressure exerted is about 1500 kg or more.

Tritt nun der Fall ein, daß sich die Aussparung k1 der Nockenscheibe K unter der Steuerrolle lt' hindurchbewegt, während der Druck im Arbeitszylinder noch höher ist als 2o Atm., so wird die Steuerrolle 1t° durch den vom Steuerkolben C auf den Ventilhebel ausgeübten Druck zwar in die Aussparung k1 des Nockens hineingedrückt, aber das Ventil dl bleibt trotzdem geschlossen, und bei der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens C wird lediglich die Feder F zusammengedrückt, so daß ihre Spannung auf dem Bund d2 der Ventilspindel lastet. Die dabei auftretende. Federkraft vermag jedoch infolge der Bemessung der Feder das Ventil dl erst zu öffnen. wenn der Druck im Arbeitszylinder unter 2o Atm. heruntergegangen ist. Da die Steuerrolle h= aber während des ganzen Vorganges auf die Bahn der Nockenscheibe K aufgedrückt wird, erfolgt die Eröffnung des Ventils, ohne daß der Ventilhebel H irgendwelche plötzliche Bewegungen oder Stöße erfährt.If the case now occurs that the recess k1 of the cam disk K is moved under the control roller while the pressure is in the working cylinder is even higher than 2o atm., the control roller is 1t ° by the control piston C the pressure exerted on the valve lever is pressed into the recess k1 of the cam, but the valve dl remains closed anyway, and with the downward movement of the Control piston C is only compressed the spring F, so that its tension rests on the collar d2 of the valve spindle. The occurring. Spring force However, due to the dimensioning of the spring, the valve dl is only to be opened. when the pressure in the working cylinder below 2o atm. has gone down. Since the tax role h = but is pressed onto the path of the cam disk K during the entire process, the opening of the valve takes place without the valve lever H any sudden Experiences movements or bumps.

Der Druck im Arbeitszylinder, gegen den das Anlaßventil d' geöffnet werden soll, kann dabei nach Belieben gewählt werden, und zwar ohne Rücksicht auf den Druck der Verwendung findenden Anlaßdruckluft. Der Durchmesser des Steuerkolbens C kann zweckmäßig so groß bemessen werden, daß der von der Anlaßdruckluft auf die obere Fläche des Kolbens ausgeübte Druck die Spannung der Feder F auch dann noch überwiegt, wenn die Spannung der Druckluft selbst auf die Hälfte heruntergehen sollte. Dadurch wird die Wirkungsweise der Anlaßvorrichtung in keiner Weise beeinträchtigt.The pressure in the working cylinder against which the starter valve d 'opens can be chosen at will, regardless of the pressure of the starting compressed air used. The diameter of the control piston C can expediently be dimensioned so large that the starting pressure air on the The pressure exerted on the upper surface of the piston kept the tension of the spring F even then predominates if the tension of the compressed air itself should go down to half. This in no way affects the operation of the starting device.

Die in Abb. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i im wesentlichen nur dadurch, daß die Feder F in einem Gehäuse L untergebracht ist, dessen Boden den Bund d 2 der Ventilspindel in der -aus der Zeichnung ersichtlichen Weise hintergreift. Die obere Wand des Gehäuses ist gelenkig mit dem freien Ende des Armes hl des Ventilhebels verbunden. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform die Ventilspindel D nicht durch den Steuerkolben C hindurchgeführt, und der Raum über dem Kolben steht mit der Anlaßdruckluft durch eine besondere Leitung M in Verbindung. Das Ventil dl wird zwangläufig geschlossen, sobald die Steuerrolle /t= des Ventilhebels H mit dem auflaufenden Ast des negativen Nockens in Berührung kommt. Der Öffnungsvorgang unterscheidet sich nicht von dem in bezug auf die Anordnung nach Abb. i beschriebenen.The embodiment shown in Fig. 2 differs from that of Fig. I essentially only in that the spring F is housed in a housing L, the bottom of which engages behind the collar d 2 of the valve spindle in the manner shown in the drawing. The upper wall of the housing is articulated to the free end of the arm hl of the valve lever. In addition, in this embodiment, the valve spindle D is not passed through the control piston C, and the space above the piston is connected to the starting compressed air through a special line M in connection. The valve dl is forcibly closed as soon as the control roller / t = of the valve lever H comes into contact with the rising branch of the negative cam. The opening process does not differ from that described with respect to the arrangement according to Fig. I.

Die in den Abb. 3 und q. veranschaulichten Ausführungsformen unterscheiden sich von den oben beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die das Zwischenglied bildende Feder durch einen Druckmittelzylinder mit Kolben ersetzt, der unter der Wirkung eines Druckmittels von gleichbleibender Spannung steht. Hierdurch wird die Veränderlichkeit der Federspannung ausgeschaltet und außerdem eine Vereinfachung der Anlaßvorrichtung erzielt.The in Fig. 3 and q. illustrated embodiments differ differs from those described above essentially in that the intermediate member forming spring replaced by a pressure cylinder with piston, which is under the Effect of a pressure medium of constant tension. This will make the The variability of the spring tension is eliminated and also a simplification the starting device achieved.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 läuft der Steuerkolben C nach unten in einen Hohlzylinder cl aus, während die Ventilspindel D oben in einen Kolben dl endet, der in dem Zylinder cl spielt. Der Raum über dem Kolben d" steht mit dem Raum über dem Steuerkolben C durch eine Bohrung c3 in Verbindung, und beide Räume sind mittels der Leitung M an eine Druckluftquelle von gleichbleibender Spannung, z. B. an die Anlaßdruckluft, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Reduzierventils angeschlossen. Zwischen dem Zylinder cl und dem Steuerkolben C befindet sich die Lagerstelle c= für den Arm hl des Ventilhebels H.In the embodiment according to Fig. 3, the control piston C continues down into a hollow cylinder cl, while the valve spindle D up into a piston dl ends playing in the cylinder cl. The space above the piston d "stands with the Space above the control piston C through a bore c3 in connection, and both spaces are of constant voltage by means of the line M to a compressed air source, z. B. to the starting compressed air, optionally with the interposition of a reducing valve connected. Between the cylinder cl and the control piston C is located Bearing point c = for the arm hl of the valve lever H.

Zwischen dem Ventileinsatz B und der unteren Fläche des Zylinders cl ist eine Feder E eingeschaltet, die . bestrebt ist,- das Anlaßventil im Ruhezustand geschlossen zu halten.Between the valve core B and the lower surface of the cylinder cl is a Spring E turned on that. endeavors - the starter valve to keep closed when idle.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei wieder angenommen, daß das Anlaßventil dl öffnen soll, wenn der Druck im Arbeitszylinder unter 2o Atm. heruntergegangen ist, während der Druck der Anlaßluft 2 5 Atm. betragen möge, und daß bei 2o Atm. Zylinderdruck der Teller des Anlaßventils von der Zylinderseite her einen Druck von beispielsweise i2oo kg erfahre. Der Durchmesser des mit der Ventilspindel verbundenen Kolbens rA wird dann so bemessen, daß .die größte von der Druckluft auf ihn übergeleitete Spannung ebenfalls etwa i Zoo kg beträgt. Der Durchmesser des Steuerkolbens C dagegen wird so gewählt, daß der von ihm, unter der Wirkung der auf ihm lastenden Druckluft auf den Arm ftl des Ventilhebels ausgeübte Druck etwa i 5oo kg oder mehr beträgt.To explain the mode of operation, it is again assumed that the starter valve dl should open when the pressure in the working cylinder is below 2o atm. gone down while the pressure of the starting air is 2 5 atm. and that at 2o Atm. Cylinder pressure of the starter valve plate from the cylinder side a pressure for example i2oo kg. The diameter of the connected to the valve stem Piston rA is then dimensioned in such a way that the largest of the compressed air is transferred to it Voltage is also about 1 zoo kg. The diameter of the control piston C on the other hand is chosen so that that of him, under the action of the compressed air on him pressure exerted on the arm ftl of the valve lever is about 500 kg or more.

Tritt nun der Fall ein, daß sich die Aussparung k1 der Nockenscheibe K unter der Steuerrolle h2 hindurchbewegt, während der Druck im Arbeitszylinder höher als 2o Atm. ist, so wird die Steuerrolle h2 durch den Steuerkolben C in die Aussparung des Nockens hineingedrückt, das Ventil dl bleibt aber geschlossen, und durch die Abwärtsbewegung des Steuerkolbens C wird lediglich der Zylinder cl relativ -zu dem stehenbleibenden Kolben d4 nach unten verschoben unter Zusammendrückung der Feder E. Die durch die Druckluft auf den Kolben d4 ausgeübte Irraft vermag jedoch infolge der Bemessung des Durchmessers dieses Kolbens das Ventil dl erst zu öffnen, wenn der Druck im Arbeitszylinder unter 2o Atm. heruntergegangen ist. Da die Steuerrolle h2 auch hier während des ganzen Vorganges unter der Einwirkung des Steuerkolbens C auf die Bahn der Nockenscheibe I( niedergedrückt, wird, erfolgt die öffnung des Ventils, ohne daß der Ventilhebel H irgendwelche plötzlichen Bewegungen oder Stöße erfährt.If the case now occurs that the recess k1 of the cam disk K moves under the control roller h2 while the pressure in the working cylinder higher than 20 atm. is, the control roller h2 through the control piston C in the The recess of the cam is pressed in, but the valve dl remains closed, and the downward movement of the control piston C only makes the cylinder cl relative -to the stationary piston d4 shifted downwards under compression the spring E. The force exerted by the compressed air on the piston d4, however, can due to the dimensioning of the diameter of this piston, the valve dl is only opened, if the pressure in the working cylinder is below 2o Atm. has gone down. As the tax role h2 also here during the whole process under the action of the control piston C on the path of the cam disk I (is depressed, the opening of the Valve without the valve lever H any sudden movements or jolts learns.

Der Druck im Arbeitszylinder, gegen den das Anlaßventil dl geöffnet werden soll, kann auch in diesem Falle nach Belieben gewählt werden; erforderlich ist lediglich, daß der Druck der auf dem Kolben d4 lastenden Druckluft entsprechend geregelt wird, was durch Reduzierventile o. dgl. möglich ist.The pressure in the working cylinder against which the starter valve dl opens can be chosen at will also in this case; necessary is only that the pressure of the compressed air loading on the piston d4 is corresponding is regulated, which is possible by reducing valves or the like.

Die in Abb. 4. dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. ; im wesentlichen nur dadurch, daß der Steuerkolben C selbst als Druckmittelzylinder ausgebildet ist, in dem der Kolben d4 gleitet, wodurch, wie ohne weiteres einleuchtet, eine wesentliche Vereinfachung erzielt wird.The embodiment shown in Fig. 4 differs from the one according to Fig.; essentially only because the control piston C itself is designed as a pressure cylinder in which the piston d4 slides, whereby, as is readily apparent, a substantial simplification is achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Compressed air starting device for internal combustion engines with automatically coming into and out of activity when the compressed air is switched on and off Control mechanism in which the starting air switches on a control piston and through this the spindle of the starter valve is moved, characterized in that between A resilient intermediate member (F) is switched on between the control piston (C) and the valve spindle (D) whose greatest voltage is approximately equal to the pressure of the starter valve poppet (dl) when the voltage in the working cylinder is experienced against which the valve is opened shall be.

2. Compressed air starting device according to claim i, characterized in that that the diameter of the control piston! C) -sized so large that the on him pressure exerted by the starting compressed air is the tension of the resilient intermediate member '(F) predominates.

3. Compressed air starting device according to claim i and 2, characterized in that that the spring (F) forming the intermediate member is arranged in a housing (L), which on the one hand engages behind the collar (d =) of the valve spindle (D) and on the other hand with the arm (hl) of the valve, mist (H) is articulated (Fig. 2). q.

Compressed air starting device according to claim i and 2, characterized in that the control piston (C) with the Valve spindle (D) by a piston displaceable in a pressure cylinder (d4) is connected, the size of which is such that the pressure medium on it pressure exerted the starter valve regardless of the movement of the valve mist able to open at a certain pressure in the working cylinder (Fig. 3).

5. Compressed air starting device according to claim q., characterized in that the control piston (C) itself acts as a pressure medium cylinder for the piston (d4) which causes the opening of the starter valve (Fig. ¢).