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Umsteuerung für mit Druckgas anzulassende Brennkraftmaschinen Beim
Anlassen und Umsteuern von Brennkraftmaschinen durch Druckluft sind zur Verhütung
von Gefährdungen der Maschine folgende Hauptbedingungen zu berücksichtigen: a) Anlaßluft
und Brennstoff sollen nie gleichzeitig in den Motorzylinder eintreten, da sonst
unzulässig hohe Verbrennungsdrücke entstehen können; b) die Brennstoffzufuhr soll
bei einem bestimmten Drehsinn stets nur in derjenigen Steuerungsweise möglich sein,
die diesem Drehsinn entspricht, da andernfalls unzulässig heftige Vorzündungen erfolgen
können; c) die Anlaßluft soll bei einem in bestimmtem Drehsinn umlaufenden Motor
auch in der dem entgegengesetzten Drehsinn entsprechenden Steuerungsweise zugelassen
werden können, um ein Abbremsen des noch laufenden Motors mittels der Anlaßluft
(sog. Gegenluftbremsung) zu ermöglichen.
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Bekannte Einrichtungen haben entweder für die Anlaßluftsteuerung und
für die Brennstoffsteuerung getrennte Handhabungsglieder mit den nötigen gegenseitigen
Sperrvorrichtungen, die aber die Einrichtung und ihre Bedienung unerwünscht verwickelt
machen, oder beide Steuerungen sind an einem gemeinsamen Handhabungsglied vereinigt,
das dann die Haltstellung in der Mitte hat und seitlich davon die Betriebsstellungen
und dann die Anlaßstellungen in der einen oder anderen Reihenfolge aufweist. Aber
auch hier ergeben sich Mängel, indem entweder unnötiges Hindurchschalten durch Anlaßstellungen
erforderlich wird oder` wieder Sperrvorrichtungen gegen vorzeitiges Umsteuern der
Brennstoffsteuerung vor dem Zuruhekommen der Maschine erforderlich sind.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß die Anlaßsteuerung und
die Brennstoffsteuerung an ein einziges Stellglied so angeschlossen sind, daß in
der Mitte die Betriebsstellung, auf beiden Seiten davon die Haltstellungen und jenseits
von diesen die Anlaßstellungen liegen, und daß die Brennstoffsteuerung entweder
für beide Drehrichtungen gleichbleibend oder für beide Drehrichtungen sich selbsttätig
einstellend ausgebildet ist. Diese Einrichtung wird leicht herstellbar, einfach
bedienbar und völlig sicher gegen Anlaßstörungen. Die leichte Herstellbarkeit beruht
darauf, daß nur ein einziges Stellglied ohne alle zusätzlichen Verriegelungen erforderlich
ist und die hierzu gehörige Ausgestaltung der Brennstoffsteuerung verhältnismäßig
einfach ist. Die Brennstoffsteuerung muß nämlich, weil die eine vorhandene Betriebsstellung
des Stellgliedes für beide Drehsinne der Maschine dient, immer selbsttätig für beide
Drehsinne passend sein; dies trifft von selbst zu für Motoren, bei denen die Brennstoffzufuhr
im Augenblick der inneren Totlage beendigt ist oder symmetrisch zu dieser Totlage
liegt; aber auch bei Motoren mit unsymmetrisch zur inneren Totlage verteilter Brennstoffzufuhr
ist der Nocken oder der sonstige Antrieb der Brennstoffzufuhrglieder (Brennstoffpumpe
oder Einspritzventil) leicht so auszugestalten, daß er sich abhängig vom Drehsinn
der Maschine stets selbsttätig auf die richtige Lage einstellt. Die Bedienung wird
entsprechend einfach, weil
nur ein einziger Hebel ohne Loslassen
und ohne Zwischenhandhabung irgendwelcher Sperrvorrichtungen jeden Betriebszustand
der Maschine in jeden beliebigen anderen Betriebszustand überzuführen erlaubt. Endlich
ist größte Sicherheit gegen Anlaßstörungen gegeben, weil (gemäß Bedingung a) Brennstoff
und Anlaßluft nur in verschiedenen Hebelstellungen, also nie gleichzeitig, in die
Maschine kommen können, weil ferner (gemäß Bedingung b) die Brennstoffsteuerung
selbsttätig sich stets auf den richtigen Drehsinn einstellt und weil (gemäß Bedingung
c) von jeder Betriebsrichtung der Handhebel unmittelbar auch in die zur anderen
Betriebsrichtung gehörige Anlaßstellung geschwenkt werden und dadurch die Maschine
beschleunigt abgebremst werden kann.
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Für die selbsttätige Einstellung der Brennstoffsteuerung auf richtigen
Maschinendrehsinn in Abhängigkeit von der durch die Anlaßsteuerung eingeleiteten
Maschinendrehung ergibt sich eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung, indem die
Nocken oder sonstigen Antriebsglieder der Brennstoffsteuerung über eine Schleppkupplung
an die antreibende Welle so angeschlossen sind, daß sie sich um die erforderlichen
Winkel selbsttätig verstellen können. Auf diese Art sind auch Maschinen, die für
beide Drehrichtungen verschiedene Einstellungen der Brennstoffsteuerung brauchen,
ohne verwikkelte Zusatzgetriebe, wie etwa Axialverschiebungsv orrichtungen für die
Steuerwelle u. dgl., ausführbar.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar ist Abb.
i Schemadarstellung der Schaltstellungen, Abb. 2 Vorderansicht des Umsteuergetriebes
in Betriebsstellung, Abb. 3 Vorderansicht in einer Haltstellung, Abb. q. Grundriß.
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Die allgemeine Arbeitsweise der neuen Schaltung ist folgende: Bei
stehender Maschine befindet sich das Stellglied in irgendeiner (beispielsweise II')
der beiden Haltstellungen II' und II". Zum Anlassen wird es in die Anlaßstellung
des gewünschten Drehsinns verschwenkt, also entweder in die benachbarte Anlaßstellung
III' oder - über die Betriebsstellung I und die andere Haltstellung II" - in die
andere Anlaßstellung III". Dieses Durchlaufen der Betriebsstellung I ist hierbei
schon deshalb unbedenklich, da der Motor ja steht. Nach dem Anspringen des Motors
wird das Stellglied rückwärts durch die-benachbarte Haltstellung hindurch in die
Betriebsstellung I verschwenkt. Hierbei wird die Anlaßluft aus-und hierauf der Brennstoff
eingeschaltet. Zum Anhalten schaltet man von der Betriebsstellung I beliebig auf
eine der beiden Haltstellungen II' oder II". Beim Umsteuern während des Betriebes
wird aus der Betriebsstellung I sofort auf die Anlaßstellung (beispielsweise III")
des entgegengesetzten Drehsinns geschaltet, wobei die zwischenliegende Haltstellung
II" überschritten wird. Nach der jetzt einsetzenden Gegenluftbremsung und dem daraufhin
erfolgenden Anläufen des Motors im neuen Drehsinn wird über die zwischenliegende
Haltstellung II" hinweg wieder auf Betrieb I geschaltet.
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Die eingangs genannten Forderungen a bis c sind bei dieser neuen Schaltung
erfüllt. und zwar Forderung a durch die zwischen »Anlassen« und »Betrieb« liegenden
Haltstellungen; Forderung b dadurch, daß die Lage der Brennstoffsteuerung entweder
für beide Drehrichtungen dieselbe bleibt oder aber daß diese Lage selbsttätig durch
den Drehsinn des Motors bestimmt wird; Forderung c dadurch, daß das Stellglied bei
im einen Drehsinn laufendem Motor aus der Betriebstellung jederzeit in die dem entgegengesetzten
Drehsinn entsprechende Anlaßstellung verschwenkt werden kann, ohne daß dabei erst
eine diesem neuen Drehsinn nicht zugeordnete Betriebstellung durchlaufen werden
müßte. Da hiernach sowohl beim Anlassen wie auch beim Umsteuern vom Stellglied immer
nur unschädliche Haltstellungen, nie aber unerwünschte Anlaßstellungen oder entgegengesetzt
zum Drehsinn liegende Stellungen der Brennstoffsteuerung überschritten werden, so
kann keine Schaltung, wie sie auch erfolgen möge, den Motor gefährden, Verblockungen
u. dgl. sind deshalb überflüssig; auch unnötiger Anlaßluftverbrauch wird ohne Sondereinrichtungen
vermieden; der Erfindungszweck ist also voll erreicht.
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Die Vorrichtung selbst ist wie folgt gebaut: Das Stellglied des Schaltgetriebes
besteht aus einem Schwenkhebel i, der an eine Scheibe 2 angeschlossen ist, die um
eine im festen Lager 3 ruhende Achse q. schwingbar ist. Die Brennstoffzufuhr zur
Maschine wird mittels einer Pumpe 5 gesteuert, die von einem Nocken 6 angetrieben
wird, der auf der Steuerwelle 7 angeordnet ist. Damit sich sowohl für den Vorwärts-
wie für den Rückwärtslauf der Maschine selbsttätig immer die richtige Steuerung
der Brennstoffzufuhr ergibt, ist der symmetrisch gestaltete Nocken 6 an die Welle
7 nicht fest angeschlossen, sondern so, daß er gegenüber der Welle um einen bestimmten
Winkel frei schwingen kann. Die Größe dieses Winkels ist durch eine Nockenaussparung
8 bestimmt, deren Endflächen g. io sich je nach dem Drehsinn gegen die eine
oder
andere Seitenfläche eines Wellenvorsprunges i i anlegen. Bei der Drehung in Richtung
des Pfeiles a legt sich die in der Drehrichtung liegende Seitenfläche des Vorsprungs
i i gegen den Anschlag 9 und nimmt so den Nocken in der gezeichneten Lage mit. Ändert
sich die Drehrichtung der Welle, so wird der Nocken infolge des Pumpenwiderstandes
und der Reibung der Pumpenglieder so lange festgehalten, bis die andere Seitenfläche
des Vorsprunges i i sich gegen den Anschlag io legt, worauf der Nocken in der anderen
Drehrichtung mitgenommen wird. Durch diese selbsttätige Winkelverschiebung des Nockens
6 gegenüber der Welle 7 beim Umsteuern wird erreicht, daß die Brennstoffpumpensteuerung
für jede Drehrichtung in der richtigen Weise erfolgt.
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Lm beim Verschwenken des Stellhebels i aus der Betriebslage I in eine
der Haltstellungen II' oder II" die Brennstoffzufuhr abzustellen, sind auf der Scheibe
2 zwei Nocken 12, 13 vorgesehen, die zwischen sich eine Vertiefung 14. frei lassen,
in welche bei der Betriebstellung I die Nase 15 eines Winkelhebels 16 eingreift,
dessen anderes Ende 17 unter einem Vorsprung 18 des Pumpenstößels i9 liegt, ohne
aber die Pumpenbewegung zu behindern (Abb.2). Wird der Hebel i in eine der Lagen
Il' oder II" verschwenkt, so drückt einer der Nocken 12 oder 13 die Nase 15 nach
rechts (Abb. 3) ; dabei hebt der Hebelendpunkt 17 den Nockenstößel i9 an, so daß
letzterer vom Nocken 6 frei kommt. Damit ist die Brennstoffzufuhr abgestellt.
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Zur Steuerung der Anlaßluftzufuhr dient eine auf die Welle 7 undrehbar,
aber längsverschieblich aufgesetzte Hülse 2o mit den Steuernocken 21' und 21", von
denen der eine zur Luftsteuerung für den Vorwärtsgang, der andere für den Rückwärtsgang
dient. An die Nocken schließen sich Schrägflächen an, welche ein Verschieben der
Hülse 2o unter gleichzeitigem Anheben des Ventilstößels 22 ermöglichen. Die Anlaßluft
tritt bei 23 in das Anlaßventilgehäuse 24. ein und strömt, sobald sich das Anlaßventi125
öffnet, durch die Leitung 26 zum Arbeitszylinder. Eine Feder 27 hält das Anlaßv
entil 25 geschlossen, solange es nicht durch einen der docken 21' oder 2i" aufgedrückt
wird. Zum Einschalten dieser Anlaßluftsteuerung beim Verschwenken des Stellgliedes
i in eine der Lagen III' oder III" ist mit der Scheibe 2 ein Stirnnocken
30 verbunden, welcher drei durch schräge Übergänge untereinander verbundene
Stufen 31, 32, 33 aufweist. Gegen diesen Nocken legt sich das eine Ende 34. eines
im Punkt 35 fest gelagerten doppelarmigen Hebels, dessen anderes Ende 36 in eine
Nut 37 der Hülsen 2o eingreift. Eine Feder 38 zieht das Hebelende 34 ständig gegen
den Stirnnocken. Bei der in Abb.2 und 4. dargestellten Mittellage des Schaltgetriebes
ruht das Hebelende 34 auf der mittleren Stufe 32; dementsprechend nimmt auch die
Hülse 20 ihre Mittelstellung ein, bei welcher der Stößel22 sich zwischen den beiden
Nocken 21' und 21" befindet, so daß das Anlaßventil 25 beim Umlauf der Welle 7 nicht
betätigt wird. Die mittlere Stufe 32 hat eine solche Länge, daß das Hebelende 34
erst beim Verschwenken des Stellgliedes i über eine der beiden Haltstellungen II'
oder II" hinaus auf die höhere Stufe 31 hinauf- oder auf die tiefere Stufe 33 hinabgleitet.
Dabei verschiebt sich die Hülse 2o in dem einen oder anderen Sinn. und der Anlaßventilstößel22
wird von dem einen oder anderen der Nokken 21' bzw. 21" verschoben, so daß nunmehr
Anlaßluft zur Maschine strömen kann und diese bremst bzw. in Bewegung setzt.
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Die zur Ausschaltung der Brennstoffzufuhr dienenden Nocken 12 und
13 haben eine solche Länge, daß die Pumpe 5 auch in diesen Anlaßstellungen ausgeschaltet
bleibt.