-
Anlaßvorrichtung für umsteuerbare Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere
für Schiffsmaschinen Bei Brennkraftmaschinen, in denen die Druckluft für das Anlassen
einem besonderen Spülluftzylinder zugeführt wird, ist es bekannt, eine Hilfsanlaßvorrichtung
zu verwenden, die einen Handhebel u. dgl. Teile umfaßt, durch die die übliche Anlaßvorrichtung
den Betrieb der Spülluftpumpe als Druckluftmotor ermöglicht, wenn der Motor im übrigen
auf Betrieb mittels Brennstoffs eingestellt ist.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Schwierigkeit zu überwinden,
die dann entstellt, wenn eine, Zweitaktbrennkraftmaschine mit unsymmetrisch gesteuerten
Ein- und Auslaßöffnungen mittels in die Verbrennungszylinder eingeführter Druckluft
angelassen werden soll.
-
Die Erfindung betrifft eine Anlaßvorrichtung für mit Druckluft anzulassende
umsteuerbare Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsmaschinen, mit drei
oder einem Vielfachen von drei Zylindern. Bei solchen Schiffsmaschinen liegen die
Kurbeln in drei Ebenen (in der Regel um z2o° versetzt), weil der Motor möglichst
in allen Lagen der Kurbeln angelassen werden soll. Das Anlassen ist jedoch nicht
immer möglich, weil die Steuerungen der Auspuff- und Frischluftschlitze, gegebenenfalls
die Steuerungen der entsprechenden Ventile oder Schieber, m einer Zweitaktmaschine
derart versetzt sind, .daß die Anlaßluft für das Anlassen während des Vorwärtsganges
nicht in allen Lagen der Kurbel durch eine Einblaseöffnung in einen der drei Zylinder
eingeleitet «-erden kann.
-
Um diesem Mangel abzuhelfen, wird erfindungsgemäß die Maschine außer
mit der üblichen Vorwärts- und Rückwärtsanlaßvorrichtung mit einer besonderen Steuervorrichtung
versehen, durch die bei jeder Kurbelstellung ein Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle
ohne vorhergehendes Umsteuern möglich ist, weil mit ihrer Hilfe Druckluft zum Rückwärtsdrehen
der Maschine ihren Zylindern zugeführt werden kann, obwohl die üblichen Anlaßv orrichtungen
auf Vorwärtsgang eingestellt sind. Die Maschine kann daher selbst dann mit Druckluft
für den Vorwärtsgang angelassen werden, wenn die Kurbellage ein Anlassen im Vorwärtsgang
ausschließt, und zwar dadurch, daß man zuerst mittels Druckluft die Maschine rückwärts
dreht, bis eine Kurbellage erreicht ist, bei der den Zylindern Anlaßluft zum Anlassen
im Vorwärtsgang zugeleitet werden kann.
-
Der Grund, weshalb die obenerwähnte besondere Vorkehrung bei einer
Zweitaktbrennkraftmaschine getroffen werden muß, ist folgender: Bei Zweitaktmaschinen
wird der
wirksame Teil des Arbeitshubs durch die Öffnung der Auspuffschlitze
bzw. Auspuffventile begrenzt, die wegen der Spülung eine gehörige Zeit vor dem Totpunkt
eintreten muß. Die Dauer der Periode, während deren Druckluft beim Anlassen in einen
Zylinder eingeführt werden kann, ist naturnotwendig auf die Dauer des wirksamen
Teiles des Arbeitshubs beschränkt. Hierzu kommt noch die Begrenzung der Länge der
Anlaßperiode, die dadurch gegeben ist, daß es nichts nützt, Anlaßluft in den nahe
der oberen Totlage liegenden und deshalb selbstsperrenden Kolbenlagen einzuführen.
Ferner ist bei Zweitaktmaschinen die Steuerung der Ventile oder Schlitze eine solche,
daß der Auspuff eine gewisse Anzahl Grade vor dem Einleiten der Frischluft in den
Zylinder beginnt. Ferner werden die Ventile oder Schlitze so gesteuert, daß das
Schließen beider Öffnungen einigermaßen gleichzeitig oder jedenfalls so geschieht,
daß die Auspuffschlitze nur ganz wenige Grade nach den Frischluftöffnungen geschlossen
werden. Das letztere gilt auch bei umsteuerbaren Maschinen. Die erwähnte gegenseitige
Versetzung der ° Zeitpunkte des Üffnens und Schließens der Auspuff- und Frischluftschlitze
kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man die Maschine mit einem Paar gegenläufiger
Arbeits- und Steuerkolben für jeden Zylinder baut, von denen der Arbeitskolben einen
Satz von Schlitzen steuert, während der Steuerkolben den anderen Satz steuert, und
daß man die Hübe der gegenläufigen Kolben in geeigneter Weise versetzt.
-
In Maschinen mit einer solchen gegenseitigen Versetzung der Steuerungen
der Auspuff- und Einblaseöffnungen ist gleichzeitig der wirksame Arbeitshub länger
während des Rückwärts- als während des Vorwärtsganges, so daß die Periode, während
deren Druckluft in den Zylindern eingeführt werden kann, während des Rückwärtsganges
bedeutend länger als während des Vorwärtsganges ist.
-
Die vorliegende Erfindung verwertet diesen Umstand dadurch, daß die
Maschine, wie schon gesagt, außer mit den üblichen Steuervorrichtungen für Anlaßluft
zum Anlassen mit besonderen Steuervorrichtungen versehen wird, durch die die Druckluft
zum Rückwärtsdrehen der Maschine deren Zylindern ohne vorhergehendes Umsteuern zugeleitet
werden kann. Hierdurch kann die Maschine immer mittels Druckluft angelassen werden,
indem sie entweder, wenn die Kurbellage das Einführen von Anlaßluft zum Vorwärtsgang
gestattet, im Vorwärtsgang, oder wenn dies nicht der Fall ist, in der Weise angelassen
wird, daß sie zuerst mittels Druckluft rückwärts gedreht und darauf Anlaßluft zum
Vorwärtsgang eingeführt wird. Eine Maschine mit drei oder einem Mehrfachen von drei
Zylindern, deren Kurbeln in drei Ebenen liegen, kann in jeder Kurbellage rückwärts
gedreht werden, da immer ein Zylinder vorhanden ist, in den die Druckluft zum Rückwärtsdrehen
eingeleitet werden kann.
-
Auf der Zeichnung ist das zum Verständnis der Erfindung Notwendige
dargestellt, und zwar an einem Beispiel einer dreizylindrigen, umsteuerbaren Zweitaktbrennkraftmaschine
mit um 12o0 versetzten Kurbeln des Typs, bei dem die Auspuffschlitze der Zylinder
von einem Steuerkolben, die Spülluftschlitze vom eigentlichen Arbeitskolben gesteuert
werden.
-
Abb. i ist ein Diagramm, aus dem man die Dauer des wirksamen Arbeitshubs
und der Anlaßluftbereiche der drei Zylinder für Vorwärts- und Rückwärtsgang ablesen
kann.
-
Abb. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß
gebauten Anlaßvorrichtung für die Maschine, die als umsteuerbare Schiffsmaschine
gedacht ist.
-
Auf der obersten Linie des in Abb. i dargestellten Diagramms sind
Marken eingezeichnet, die einer Kurbeldrehung von je 30'
entsprechen. Die
Kurbellagen bei o°, 9o° usw. sind durch Zahlen angegeben, so daß die Länge des Diagramms
einer ganzen Umdrehung der Kurbelwelle entspricht. Die drei unteren Linien sind
mit I, II, III bezeichnet und stellen je die Verhältnisse in einem der Zylinder
des Motors dar. Betrachtet man im Diagramm die Verhältnisse im Zylinder I, und liest
man das Diagramm von links nach rechts, so sieht man, daß die Kurbel des Zylinders
bei o° in der Totlage ist, und daß das Anlaßventil für Vorwärtsgang sich etwa 14'
nach der Totlage öffnet und bis etwa 1o50 nach der o-Lage offen bleibt. Da die Auspuffschlitze
gemäß der Kurve i.c etwa 7o0 vor der unteren Totlage bei 18o° geöffnet werden, kann
das Anlaßv entil nicht länger offen gehalten werden. Die Einblaseschlitze «erden
darauf der Kurve i gemäß etwa 37° vor der unteren Totlage geöffnet und wieder eine
entsprechende Gradanzahl nach dieser Lage geschlossen, während die Auspuffschlitze
einige wenige Grad später geschlossen werden; also spätestens etwa 420 nach der
unteren Totlage. Liest man das Diagramm von rechts nach links, so sieht man, daß
Sb den Offnungsbereich des Anlaßventils angibt, der zum Anlassen des Motors im Rückwärtsgang
angewendet werden kann. Aus dem Diagramm geht hervor, daß der Öffnungsbereich Sb
des Anlaßventils für den Rückwärtsgang etwa 30° länger gemacht werden kann als der
Öffnungsbereich Sf für den Vorwärtsgang.
-
Für die Zylinder II und III liegen die Verhältnisse ganz wie für den
Zylinder I, indem
die entsprechenden Bereiche Sf und Sb nur i2o@
und 24.o° im Verhältnis zum Zylinder 1 verschoben sind.
-
Beim Vergleichen der Öffnungsbereiche Sf
der Anlaßv entile der
drei Zylinder für den Vorwärtsgang sieht man, daß zwiscli,-n einzelnen Anlaßbereichen
Sf Zwischenräume a von etwa 2o° vorhanden sind. In diesen "Zwischenräumen kann der
Motor nicht im Vorwärtsgang angelassen werden. Es ist deshalb unmöglich, den Motor
mittels Druckluft anzulassen, wenn sich die Kurbelwelle in Lagen befindet, die innerhalb
der Zwischenräume a liegen. Erst wenn die Kurbelwelle mittels des Schwungrads in
eine andere Lage gedreht worden ist, kann der Motor im Vorwärtsgang angelassen werden.
Eine solche Drehung des Motors erfordert aber lange Zeit. Vergleicht man dagegen
die üffnungsbereiche Sb für das Anlassen im Rückwärtsgang, so ergibt sich, daß sogar
eine geringe Cberschneidung b zwischen dem Schluß des Anlaßbereichs in einem Zylinder
und dem Anfang des Anlaßbereichs in einem anderen Zylinder stattfindet. Dieses Verhältnis
ist es, das erfindungsgemäß verwertet wird, indem der Motor außer mit den gewöhnlichen
Steuervorrichtungen für Anlaßluft zum Anlassen im Vorwärtsgang mit besonderen Vorrichtungen,
z. B. einem besonderen Satze von Druckluftventilen, zum Rückwärtsdrehen des Motors
versehen wird, so daß der Motor, wenn die Kurbel innerhalb der Zwischenräume a angehalten
worden ist, dadurch schnell zum Anlassen im Vorwärtsgange gebracht werden kann,
daß er zuerst mittels Druckluft in Rückwärtsgang gedreht wird und unmittelbar darauf
Anlaßluft zum Anlassen im Vorwärtsgang zugeleitet wird.
-
Die Anlaßv orrichtung kann, beispielsweise wie in Abb. 2 schematisch
angedeutet, gebaut werden. Die Steuerwelle i des Motors ruht in Lagern 2 des 1laschinengestelles
und ist außer mit den nicht dargestellten Steuerscheiben für die Brennstoffventile
u. dgl. mit zwei Sätzen von Steuerscheiben f, f.,, f3 und bi, b" b" zum Anlassen
im Vorwärtsgang bzw. im Rückwärtsgang versehen, unter der Annahme eines unisteuerbaren
Motors. Diese Steuerscheiben wirken auf Anlaßschieber 3 ein, die in einem gemeinsamen
Schiebergehäuse d mit einem einzelnen Zuleitungsrohr 5 und mit getrennten Ableitungsrohren
6 für jeden Zylinder angeordnet sind. Die Anlaßluft wird durch das Zuleitungsrohr
5 dein Schiebergehäuse 4 durch ein Anlaßsteu:erv entil ; zugeführt, das auf einem
Sektorbock 8 angebracht ist, der einen Sektorbogen 38 trägt. Auf dem Sektorbock
8 sitzt ein fester Zapfen 9, um den ein zweiarmiger Anlaß- und Reglerhebel 1o gedreht
«-erden kann. Der Hebel io trägt an dem einen Ende einen Vorsprung i i, der in einen
entsprechenden Vorsprung 12 einer Zugstange 13 eingreift. Die Zugstange 13, die
auf der Oberseite einen vorstehenden Dauinen 37 hat, ist mit einem Winkelhebel 1.4
verbunden, der uni den Zapfen 15 drehbar ist. Der Winkelhebel 14 trägt einen
verstellbaren Anschlag 16, der beim Drehen des Hebels i¢ mit der Spindel 17 des
Anlaßventils 7 in Eingriff kommt. Die den Winkelhebel 14. bewegende Zugstange 13
steht unter dem Einfluß einer Feder 21, die die Zugstange gegen den Vorsprung i
i des Anlaßhebels oder einen festen Bolzen 22 am Sektorbock drückt. Der Sektorbock
8 trägt außer dem Ventil 7 noch ein Ventil 18, dessen Spindel i9 unmittelbar vom
Regelungshebel io durch ein Druckstüc2o beeinflußt werden kann. Zur Zufuhr von-Druckluft
zu den Anlaßventilen 7, 18 ist ein Rohr 23 vorhanden, das die Luft an die beiden
Ventile durch die Rohre 2d., 25 verteilt. Vom Ventil 18 gelangt die Druckluft durch
eine Leitung 26 an ein Verteilergehäuse 27 ähnlicher Bauart wie das Schiebergehäuse
q., in welchem drei Verteilungsschieber 28 ähnlicher Bauart wie die Anlaßschieber
3 angeordnet sind. Die Verteilungsschieber 28 sind durch gesonderte Verbindungsleitungen
32 mit den Leitungen 6 verbunden, die an die einzelnen Zylinder führen. Die Verteilungsschieber
28 werden von Daumenscheiben 29 beeinflußt, die auf einem nicht längsverschiebbaren
Teil 3o der Steuerwelle i sich befinden. Der Teil 30 ist mit dem verschiebbaren
Teil der Steuerwelle i mittels einer Mufenlcupplung 31 so verbunden, daß der Teil
3o nur an der Drehung der Steuerwelle i teilnehmen kann, während eine Längsv.-rschiebung
des verschiebbaren Teils der Steuerwelle, der die nötigen Steuerdaumen für Betrieb
und Anlaß sowohl beim Vor- als beim Rückwärtsgange trägt und mittels eines Cseställges
33, 3-I. 35 im Eingritmit der Spurscheihe 36 bewegt werden kann, auf den Teil 30
ohne Einwirkung bleibt.
-
Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Soll der Motor im Vorwärtsgang angelassen
werden, so nimmt der verschiebbare Teil der Steuerwelle i die in Abb. -2 angedeutete
Lage ein. Befindet sich ferner die Kurbelwelle in einer solchen Lage, daß Anlaßluft
einem der Zylinder zugeführt werden kann, so braucht nur .der Anlaßhebel io nach
oben geführt zu werden. Hierbei zieht der Vorsprung i i durch seinen Eingriff mit
dem Vorsprung 12 der Zugstange 13 diese nach unten, so daß auch der eine Arm des
Winkelliebels 1:I nach unten geführt wird. Der Anschlag 16 des anderen Arlns des
Winkelhebels 14 wird dadurch nach oben bewegt, hebt die
Spindel
17 und öffnet das Ventil 7, so daß die Anlaßluft durch das Rohr 2q. und das
Zufuhrrohr 5 in das Schiebergehäuse q. strömt. Die Schieber 3 verteilen die Anlaßluft
an die verschiedenen Ableitungsrohre 6, so daß Anlaßluft gerade dem Zylinder zugeführt
wird, dessen Anlaßschieber im betrachteten Augenblick von der entsprechenden Steuerscheibe
f offen gehalten wird. Der Motor wird dann im Vorwärtsgang angelassen.
-
Soll der Motor im Rückwärtsgang angelassen werden, so geschieht das
Anlassen in der gleichen Weise, nur muß der verschiebbare Teil der Steuerwelle i
mittels des Gestänges 33, 34., 35 vorher so verstellt worden sein, daß die Anlaßdaumen
b1, b2, b3 für den Rückwärtsgang mit den Anlaßschiebern 3 zusammenwirken.
-
Sobald der Motor angelassen ist, wird der Anlaßhebel io längs dem
Bogen 38 weiter nach oben geführt. Durch diese Bewegung des Hebels io wird der Vorsprung
ii von seinem Eingriff mit dem Vorsprung 12 der Zugstange 13 gelöst, indem die Oberseite
der Zugstange auf dem Bolzen 22 gleitet und der Nocken 37 den Eingriff zwischen
dem Anlaßhebel io und der Zugstange 13 aufhebt. Der Winkelhebel 14 gleitet darauf
in seine Ruhelage zurück, so daß der Anschlag 16 von der Ventilspindel 17 weggezogen
wird, wodurch die weitere Zufuhr von Anlaßluft durch das Anlaßv entil gesperrt wird.
-
Soll der Motor im Vorwärtsgang angelassen werden, so kann dies nicht
in der oben angegebenen Weise geschehen, wenn die Kurbelwelle so steht, daß die
Zufuhr von Anlaßluft an einen der Zylinder gesperrt wird. Es genügt nicht, wenn
die Steuerdaumen f auf dem verschiebbaren Teile der Steuerwelle im voraus auf Vorwärtsgang
eingestellt sind. Die das Anlassen ausschließende Lage der Kurbelwelle kann auf
zweckmäßige Weise der Bedienung sichtbar gemacht werden, damit der Hebel io nicht
nach oben geführt wird. Statt einer Anzeigevorrichtung können auch Verriegelungen
zum Sperren des Hebels benutzt werden. Zum Anlassen des Motors wird der Hebel io
nach unten geführt. Durch den Drücker 2o, der die Ventilspindel i9 des Anlaßventils
18 nach unten drückt, wird die Anlaßluft durch die Leitung 26 zum Verteilergehäuse
27 geleitet. Die Druckluft strömt darauf durch die Verbindungsleitungen 32 und durch
die Rohre 6 in den Zylinder, dessen zugehörige Daumenscheibe 29 mit dem betreffenden
Schieber 28 im Eingriff steht. Infolge dieser Zuleitung von Druckluft zu den Zylindern
wird der Motor rückwärts gedreht. Sobald der Motor begonnen hat, sich rückwärts
zu drehen, wird der Anlaßhebel io wieder nach oben bewegt, so daß die Anlaßluft
in der früher beschriebenen Weise zum Vorwärtsgang ein- und darauf wieder ausgeschaltet
wird, sobald der Motor in Gang gekommen ist.
-
Wie oben erklärt, soll die Erfindung nur dann zum Anlassen im Vorwärtsgang
Anwendung finden, wenn die Kurbelwelle in einer hierfür ungeeigneten Lage steht.
Ist dies nicht der Fall, kann der Motor durch die gewöhnliche Anlaßvorrichtung im
Vorwärtsgang angelassen werden. Anlassen im Rückwärtsgange kann immer durch die
gewöhnliche Anlaßvorrichtung stattfinden.
-
Die Erfindung kann nicht nur bei Motoren, deren Steuervorrichtungen
für Anlaßluft und deren übrige Steuervorrichtungen sowohl für Vorwärts- als für
Rückwärtsgang gebaut sind, Verwendung finden, sondern auch bei Motoren, deren Steuervorrichtungen
nur für Anlassen im Vorwärtsgang eingerichtet sind.
-
Die Vorrichtung kann auch auf andere Weisen ausgeführt wenden, ohne
daß der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird. Insbesondere brauchen die die
Anlaßluft steuernden Teile 7, 18 nicht Ventile zu sein, die die in die Zylinder
eingeleitete Luft selbst steuern, sondern sie können auch Relaisventile sein, die
Druckflüssigkeit oder Druckluft steuern, die zum öffnen anderer Ventile in den Zufuhrrohren
der Anlaßluft dient,