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Einrichtung zum Erleichtern des Anlassens von mit hoher Verdichtung
arbeitenden Brennkraft-, insbesondere Dieselmaschinen Es ist bekannt, daß Dieselmaschinen
und andere mit hoher Verdichtung arbeitende Verbrennungskraftmaschinen nur sehr
schwer anzulassen sind und daß man deshalb bereits versucht hat, das Anlassen zunächst
ohne hohe Verdichtung und möglichst - mit einem leichten Brennstoff zu bewirken,
um dann, wenn sich die Maschine angewärmt hat, auf den üblichen Verdichtungsbetrieb
umzuschalten. Es ist hierbei auch bereits vorgeschlagen worden, besondere Anlaßkammern
neben den üblichen mit Verdichtung arbeitenden Zylindern vorzusehen, und in diesen
Anlaßkammern Zündkerzen anzuordnen. Die Ab- und Zuschaltung dieser Anlaßkammern
sowie die Ein- und Ausschaltung des Stromes für die Zündkerze und schließlich auch
die Zuführung des leichten Brennstoffes erfolgt im allgemeinen von Hand.
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Mit der Erfindung wird nun eine Anordnung vorgeschlagen, die es ermöglicht,
alle diese Umschaltarbeiten selbsttätig erfolgen zti lassen, nachdem die Maschine
bei geringer Verdichtung im Gemischbetrieb einige Umdrehungen gemacht hat.' Insbesondere
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, ein an die Kurbelwelle der Maschine angeschlossenes
Getriebe vorzusehen, das nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen das Ventil
zwischen dem Haupt- und Nebenverdichtungsraum (d. h. also der Anlaßkammer) sowie
die Zufuhr für den leichten Brennstoff abschließt, dagegen aber nunmehr die Luftzufuhr
zum Hauptzylinder öffnet, so daß dieser dann in üblicher Weise mit hoher Verdichtung
arbeiten kann.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, und
zwar zeigt Fig. i eine Ansicht einer mit hoher Verdichtung arbeitenden Maschine
mit der üblichen Brennstoffpumpe und den Ölleitungen und mit der Schaltvorrichtung
nach der Erfindurng.
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Fig. 2 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstab durch das Getriebe.
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Fig.3 ist eine Draufsicht auf die Klinke des Getriebes.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Vergaser für das Brennstoffluftgemisch
mit dem Ventil zum Ein- und Ausschalten dieses Vergasers.
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Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Maschinenkopf mit den Teilen zur
Betätigung des Ventils zwischen Neben- und Hauptverdichtungsraum. -Fig. 6 ist eine
Endansicht der Maschine mit einigen Teilen im Schnitt.
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Die Fig. i zeigt eine Außenansicht einer mit hoher Verdichtung arbeitenden
Maschine, wie sie allgemein als Dieselmaschine bekannt ist. Eine Ölpumpe io, die
durch ein Getriebe i i in Tätigkeit gesetzt wird, fördert den Brennstoff durch die
Ölleitungen 12 zu den einzelnen Zylindern der Maschine. Diese Pumpe ist mit einer
Steuervorrichtung 13
versehen. Der Antrieb i i wird von der Kurbelwelle
der
Maschine durch geeignete Zwischengetriebe im .Gehäuse 14 betätigt. ZU« diesen Getrieben
gehört auch eine Welle i 5 (Fig.2), welche eine senkrecht nach oben laufende Welle
16 treibt, die rechtwinklig zur Welle 15 angeordnet ist. Die Welle 16 lagert in
einem Gehäuse 17, welches mit dem Gehäuse 18 der Welle 15 und mit
dem Gehäuse 14 verbunden ist. Auf der Welle 16 ist eine Schnecke 16' befestigt,-
welche mit einem Schneckenrad i9 auf einer Welle 2o in Eingriff steht, die wiederum
rechtwinklig zur Welle 16 verläuft. Auf der Welle 2o ist wiederum eine Schnecke
2 1 angebracht, die in Eingriff steht mit einem Schneckenrad 22 an einer Hülse 23.
Diese Hülse 23 sitzt frei .drehbar auf einer senkrecht stehenden Welle 24, die sich
in einem Lager unter dem Schneckenrad 22 im Gehäuse 17 dreht. Das obere Ende der
Hülse 23 ist mit einer Mehrzahl von Kupplungszähnen 25 versehen, die so ausgebildet
sind, daß sie einen geringen Kraftbetrag in einer Richtung übertragen und als Gleit-
oder Rutschkupplung wirken, wenn das Drehmoment einen bestimmten Betrag übersteigt.
Diese Zähne arbeiten nämlich zusammen mit ähnlichen Zähnen 26 an einer Hülse 27,
die starr mit der Welle 24 verbunden ist. Die sich bis weiter nach oben erstreckende
Welle 24 .wird von einem Gehäuse-28 umgeben, welches mit einem @ nac unten in das
Gehäuse i7 ragenden und ein Lager für den oberen Teil der Hülse 23 bildenden Ansatz
versehen ist. Das Gehäuse 28 selbst ist durch Schrauben 33 mit dem Gehäuse
17 verbunden. Der obere Teil des Gehäuses 28 ist um die Welle 24 herum so
ausgespart, daß ein ringförmiger Raum 31 entsteht, in dem eine Feder 3a untergebracht
ist. Diese legt sich einerseits gegen den Boden der Aussparung und andererseits-
gegen eine Scheibe 33, welche mit dem oberen Ende der Welle 24 uridrehbar verbunden
ist. Diese Scheibe 33 besitzt. eine flache Oberseite (Fig. 3) und eine Nut 35, die
sich etwa radial erstreckt und axial in ganzer Länge durch die Scheibe 33 hindurchgeht.
Die Scheibe 33 steht in einem gewissen Abstand von der Oberkante des Gehäuses 28,
und außerdem ist in dieser Oberkante an einer bestimmten Stelle, nämlich genau.unter
der Nut 35, eine weitere Ausnehmung 36 vorgesehen, so daß zwischen der Unterkante
der Scheibe an der Nut und der Oberkante des Gehäuses 28 ein verhältnismäßig größer
freier Raum bleibt. -Auf dem Zylinderkopf 38 ist seitlich von der Welle 24 ein Stehlager
37 für einen zweiarmigen Hebel 39 vorgesehen, dessen einer Arm 4o sich bis
über die Scheibe 33 erstreckt, derart, daß er im allgemeinen auf der ebenen Fläche
34 der Scheibe 33 aufliegt. Dieser Arm 40 ist an seinem Ende etwas schmaler als
die Nut 35, so daß das Hebelende 40 gerade senkrecht durch diese Nut gleiten kann,
wenn der Hebel 40 unmittelbar über der Nut steht. Außerdem ist das Hebelende 40
in senkrechter Richtung geringer als der Abstand zwischen der Unterseite der Scheibe
33 und dem Boden der Ausnehmung 36, so daß nach Durchgang des Hebels 4o durch die
Nut 35 dieser vollkommen -frei unter der Scheibe 33 liegt, ohne in die -Nut 35 einzugreifen.
An dem Hebel 40 ist ferner ein nach unten ragender Ausleger 41 befestigt, an dem
eine Feder 34 angreift, deren anderes Ende an einem Hebelarm 43 befestigt ist, der
mit einem im Ouerschnitt etwa ringförmigen Glied 44 ein gemeinsames Ganzes
bildet. .Das Glied 44 ist auf eine drehbare Welle 45 aufgekeilt und einerseits mit
einem Handgriff 46, andererseits mit einer Nase 47 versehen, die so ausgebildet
und angeordnet ist, daß sie in eine Nut 48 in den zweiten Hebelarm des Hebels 39
eingreifen kann. Die Welle 45 erstreckt sich, wie es sich am besten aus Fig. 6 ergibt,
quer über den Maschinenkopf und liegt in geeigneten Lagern. Auf einem Teil ihrer
Länge ist in die Welle 45 eine Schnecke 49 eingeschnitten, die in ein auf einer
Welle 50', die- längs- auf -dem Zylinderkopf -sitzt, fest angeordnetes Schneckenrad5o
eingreift. Diese Welle 50' trägt ferner Nocken, von denen j e einer für jeden Zylinder
vorgesehen ist.
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Die Hauptteile der üblichen Dieselmaschinen sind in Fig. 5 angedeutet.
In dem Zylinder 53 bewegt sich der Kolben 52 und auf dem Zylinder sitzt ein Zylinderkopf
54, der mit den üblichen Ausnehmungen für die Wasserkühlung versehen ist. Der Zylinderkopf
ist ferner mit Bohrungen oder Ausnehmungen 55 versehen, in welchen der übliche Nebenv
erbrennungsraum 56 angeordnet wird. Diese Verbrennungsräume sind am oberen Ende
mit Ölzuführungsdüsen versehen. Eine Ölleitung 58 ist an jede Düse angeschlossen.
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Außerdem ist der Zylinderkopf mit einem @?ebenverdichtungsraum 59
versehen, welcher mit dem Hauptverdichtungsraum im Zylinder durch eine Öffnung im
Zylinderkopf in Verbindung steht. Diese -Öffnung ist im Querschnittkreisförmig und
trägt an der Zylinderseite einen kegeligen Ventilsitz 62. Auf diesen Ventilsitz
paßt ein Ventil 63 mit dem kegeligen Sitz 65 am Kopf 64. Die Ventilstange
66 erstreckt sich senkrecht nach oben durch eine Öffnung 67 in der Wand des Zylinderkopfes,
und zwar hat diese Öffnung 67 eine verhältnismäßig große Länge. Auf der Ventilstange
66 ist eine Hülse 68 starr befestigt, die die Bohrung 67 gerade ausfüllt. An dem
unteren Ende der Bohrung ist ein kegeliger Sitz 69 vorgesehen, der mit einem entsprechenden
Ventil
am unteren Ende der Hülse 68 zusammenarbeitet. Wenn die Sitze 69 und 7o bei Üffnung
des Ventils 63 aufeinanderliegen, wird an diesen Stellen eine gasdichte Sicherung
nach außen hin geschaffen. Konzentrisch zu der Bohrung 67 ist im Zylinderkopf eine
Ausnehmung 7i vorgesehen, in welcher eine Hülse 72 liegt, die nach oben ein Stück
aus dem Zylinderkopf herausragt. In der Hülse 72 liegt eine Feder 73, die sich einerseits
gegen den Böden der Ausnehmung un:d andererseits gegen einen Flansch 7q. an einer
Scheibe 7 5 stützt, die starr mit der Ventilstange 66 verbunden ist. Die Oberfläche
der Scheibe 75 bildet einen Sitz für einen Betätigungshebel 76, dessen anderes Ende
an einem Glied 77 angreift, welches gleitbar an einem Ständer 78 angeordnet ist,
der in den Zylinderkopf eingeschraubt wurde. Dieser Ständer oder Bolzen sitzt etwa
seitlich von der Ventilstange 66 und verläuft etwa parallel dazu. In einer um den
Ständer oder Bolzen 78 vorgesehenen Ausnehmung ist eine Feder 79 angeordnet, die
beträchtlich kräftiger als die Feder 73 ist. Das obere Ende der Feder legt sich
gegen die Unterseite des Gliedes 77. Über dem Hebel 76 ist durch den Ständer oder
Bolzen 78 ein Stift 8o gezogen, welcher die Aufwärtsverschiebung dieses Hebelendes
begrenzt.
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Der oben schon erwähnte Nocken 5i liegt an dem Hebel 76, und zwar
etwa in der Mitte, an.
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Die übrigen Teile, die in Fig. 5 dargestellt sind, sind die bei allen
Verbrennungsmaschinen mit obenliegenden Ventilen üblichen. Der Schwingarm 8i wird
von der«Stange 82 zur Betätigung des Ventils 83 in Bewegung gesetzt. Diese Teile
sind nicht im einzelnen gezeichnet, da sie zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich
sind.
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Das Ende der Welle q.5, und zwar entgegengesetzt von dem Ende, an
dem der Teil q4 befestigt ist, trägt einen -Arm 8q., der gelenkig mit einer Gelenkstange
85 verbunden ist (Fig. 6). Die Gelenkstange 85 steht mit einem Hebelarm 86 in Verbindung,
der an einer Welle 87 befestigt ist: Diese Welle erstreckt sich durch den entsprechend
geformten Teil einer Einlaßleitung 88, die in üblicher Weise zu den Einlaßventilen
des Zylinderkopfes führt. In der Mitte ist diese Einlaßleitung mit einem zylindrischen
Teil 89 versehen, der an einem Ende durch eine Platte 9o abgedeckt ist. Die Welle
87 läuft axial durch diesen zylindrischen Tei189 hindurch und trägt ein Ventilgi,
das so ausgebildet ist, daß es entweder einen Lufteinlaß 92 an der einen Seite des
zylindrischen Teils 8g oder einen Gemischeinlaß 93 am Boden des zylindrischen Teils
abschließt. In Fig. q. ist das Ventil in der Stellung gezeichnet, in der der Einlaß
für den leichtflüchtigen Brennstoff abgeschlossen und der Lufteinlaß geöffnet ist,
so daß die Maschine wie eine Dieselmaschine arbeiten kann. Unter dem zylindrischen
Tei189 ist ein kleiner Vergaser 9q. mit einer Brennstoffzuführung 95 und einem Lufteinlaß
96 vorgesehen, durch den der leichtflüchtige Brennstoff beim Anlassen der Maschine
bzw. dem Nebenverdichtungsraum zugeführt wird.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Wenn die Maschine
in Betrieb gesetzt werden soll, wird zunächst der .Handgriff 4.6 gedreht und dadurch
die Welle 4.5, die Schnecke q.9, -das Schneckenrad So sowie die Welle So'. Dadurch
wird zunächst der Nocken 5i in der in Fig. 5 angedeuteten Pfeilrichtung nach unten
bewegt, so daß der Hebel 76 die Ventilstange 66 nach unten drückt und damit das
Ventil 63 öffnet. Diese Öffnungsbewegung erfolgt so lange, bis der Sitz 7o am unteren
Ende der Hülse 68 fest auf dem Sitz 69 aufliegt. Bei einer etwaigen weiteren Drehung
des Nockens 5 i drückt sich die Feder 79 zusammen und auf diese Weise ist ein Federabschluß
an den Sitzen 69 und 7o stets gesichert.
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Wenn nun auf diese Weise alle Ventile 63 der Maschine, welche die
Nebenverdichtungsräume 6o mit den Hauptverdichtungsräumen verbinden, offen sind,
wird die Maschine, wie üblich, mit der Handkurbel oder mittels eines elektrischen
Anlassers angedreht. Durch die Verbindung der Welle mit dem Ventil 9i ist gleichzeitig
auch das Ventil 9i so eingestellt worden, daß der Lufteinlaß 92 abgeschlossen wird.
Bei der Drehung der Maschine wird also Luft durch den Einlaß 96 eingesaugt, sö daß
in dem Vergaser 9.4 ein brennbares Gemisch entsteht, welches durch die Einlaßleitung
88 in die Maschine gelangt. Die Zündkerze in dem Verdichtungsraum 59 zündet in üblicher
Weise das Gemisch, worauf die Maschine ihren Lauf beginnt.
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Bei dem erwähnten Drehen des Handgriffs ,.16 wird ferner die Nase
q.7 mit der Nut q.8 an dem Ende des Hebels 39 in Eingriff gebracht. Die Feder q.2
bewirkt dann, daß die Nase in der Nut verbleibt, während das andere Ende 4.o des
Hebels 39 hochgehoben und auf die Scheibe 33 aufgelegt wird. Durch die Zahnverbindung
25, 26 kann die Scheibe 33 von Hand in jede gewünschte Stellung gedreht werden,
so daß man das Ende 4.o des Hebels 39 durch die Nut 35 nach oben bekommt, und eine
weitere Drehung der Scheibe 33 kann dann erfolgen, um das Ende q.o des Hebels 39
auf die Oberseite 3q. der Scheibe 33 aufzulegen. Durch die Welle i5, die mit der
Kurbelwelle der Maschine in Verbindung steht und durch das Untersetzungsgetriebe
wird
die Scheibe 33 nur sehr langsam gedreht. Es hat sich bei Versuchen herausgestellt,
daß die Maschine sich genügend angewärmt hat, so daß sie als Dieselmaschine betrieben
werden kann nach ungefähr 6oo Umläufen. Das Untersetzungsgetriebe muß deshalb so
gewählt werden, daß sich die Scheibe 33 um ungefähr 36o° während 6oo Umläufen der
Kurbelwelle gedreht hat.
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Wenn sich nun die Scheibe 33 in Richtung des Pfeiles in Fig.3 um etwa
36o° gedreht hat, kommt schließlich der Hebel 40 in gleiche Lage mit der Nut 35
und kann dann durch diese Nut hindurchfallen, wobei die Feder 42 diese Bewegung
unterstützt. Der Hebel 39
kippt also gewissermaßen um, so daß auch die Nase
47 aus der Nut 48 austreten kann. Die Feder 42 bewirkt dann eine Drehung der Welle
45 über das hülsenförmige Glied 44, wodurch dann die Nocken 51 wieder zurückbewegt
werden. Die Ventile 63 schließen sich dann sofort und unterbrechen die Verbindung
zwischen den Nebenverdichtungsräumen und den Hauptverdichtungsräumen. Gleichzeitig
wird Öl durch die Düsen 57 eingeführt und das Ventil gi in die in Fig. 4 angegebene
Stellung bewegt, so daß der Lufteinlaß 92 frei wird. Die Maschine kann dann in üblicher
Weise als Dieselmaschine arbeiten.
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Es ist also bei dieser Einrichtung nur notwendig, beim Anlassen den
Hebel 46 zu drehen und dafür zu sorgen, daß das Hebelende 4o auf der Oberseite 34
der Scheibe 33 in geeigneter Weise aufliegt. Wenn nach dem Anlassen der Maschine
mit Hilfe leichtflüchtigen Brennstoffs dann eine genügend hohe Erwärmung eingetreten
ist, um den Betrieb der Dieselmaschine zu ermöglichen, nehmen alle Teile selbsttätig
die hierfür erforderliche Umstellung vor.