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Regelvorrichtung für das Ladegebläse einer Brennkraftmaschine Die
Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für das Ladegebläse einer Brennkraftmaschine,
die zwecks Verringerung der zur Brennkraftmaschine geförderten Lademenge bei steigender
Drehzahl des Gebläses die Entfernung eines Teils des Lademittels gestattet.
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Bei den bekannten Regclvoerichtungen dieser Art ist das den Abfluß
der Teilmenge steuernde Glied in einem am Gebläsegehäuse angebrachten Umführungskanal
angeordnet, der die Baumaße des Ladegebläses ungünstig beeinflußt und den Baustoffaufwand
erhöht. Außerdem benötigten die bisher üblichen Regelvorrichtungen eine Reihe von
Zwischengliedern, durch die die einem umlaufenden Fliehkraftregler, erteilten Verstellbewegungen
auf das ortsfest im Umführungskanal angeordnete Steuerglied übertragen wurden. Diese
Nachteile werden vermieden, wenn erfindungsgemäß das den Abfluß der Teilmenge steuernde
Glied in einem umlaufenden Teil des Gebläses, vorzugsweise im Drehkolben, angeordnet
ist und bei der bestimmten Drehzahl eine Verbindung zwischen dem Gebläsedruckraum
und dem Saugraum oder dem Gebläsedruckraum und einer in der Gebläsewelle vorgesehenen,
ins Freie führenden Bohrung zu öffnen beginnt. Hierdurch wird der Aufbau des Ladegebläses
wesentlich vereinfacht, da die bisher für den genannten Zweck üblichen Umführungskanäle
in Fortfall kommen. -In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigen Abb. z einen Längsschnitt durch ein Drehkodbengebläse,
Abb.
2 einen Schnitt nach Linie II-II in Abb. i, Abb. 3 einen Längsschnitt durch eine
andere Ausführungsform eines Drehlco,lbengebläses, : Abb. q. einen Schnitt nach
Linie IV-IV Abb. 3, ' .. Abb. 5 und 6 einen Querschnitt und eine Seitenansicht einer
weiteren Ausführungsform eines Drehkolbens, Abt. 7 und 8 einen Querschnitt und.
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Drehkolbens.
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In Abb. i und 2 ist ein Drehkolbengebläse dargestellt, dessen beide
Kolben i und 2 mit ihren Wellen 3 und q. fest verbunden sind. Die Wellen 3, q. sind
in Seitenwänden 5, 6 eines Gehäuses 7 gelagert. Die Welle 3 wird durch ein Zahnrad
8 mittelbar oder unmittelbar von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben.
Der Antrieb der Welle 4. erfolgt durch ein Zahnradpaar g, i o, von denen das eine
Zahnrad auf der Welle 3 und das andere auf der Welle q. befestigt ist.
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Die linken Enden der Wellen 3 und q. haben je eine Bohrung ii und
eine damit verbundene Querbohrung 12. Die Querbohrungen 12 sind durch die Kolbenwand
. hindurch verlängert und stellen die Verbindung her zti Längsbohrungen 13 der Drehkolben
i und 2, in deren Enden Deckel 1q., 15 eingeschraubt sind. Der Deckel 14 hat einen
Ansatz 16, gegen den sich unter dem Einfluß einer Feder 18 ein in die Längsbohrung
13 passender Schieber 17 anlegt. Durch eine Erhöhung des Flüssigkeits- oder Gasdrucks
in den Bohrungen i i und 12 und in dem links vom Schieber 17 liegenden Teil der
Bohrung 13 kann der Schieber 17 gegen die Wirkung der Feder 18 nach rechts in Abb.
i verschoben werden.
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In jedem Schieber 17 ist quer zu seiner Achse eine Öffnung ig angebracht,
die bei seiner Rechtsbewegung mit entsprechenden Öffnungen 2o der Drehkolben i,
2 in teilweise oder ganze Deckung gebracht werden kann. Inder dargestellten Stellung
gemäß Abb. i sind die Öffnungen 2o durch den rechten Teil des Schiebers 17 abgedeckt.
Werden die Öffnungen ig, 2o durch die Rechtsbewegung des Schiebers 17 mehr oder
weniger geöffnet, so geben sie einem strömenden Mittel mehr oder weniger den Durchgang
durch den Drehkolben frei. In der offenen Stellung ist es bei der Drehung der Kolben
i, 2 beispielsweise in der Pfeilrichtung 21 möglich, daß ein bereits in den Verdichtungsraum
22 geschobenes Mittel durch die sich überdeckenden Öffnungen ig, 20 in der Pfeilrichtung
23 wieder zurück in den Saugraum 2q. des Gehäuses gelangt. Würden die Öffnungen
19, 20 so bemessen sein, daß bei vollständiger Überdeckung gerade soviel
Luft oder Brennstoff-Luft-Gemisch wieder zurückströmt, wie durch die Drehkolben
gefördert wird, so wäre überhaupt keine Verdichtungsarbeit, sondern nur .eine geringe
Förderarbeit durch das Gebläse zu leisten.
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Die Bohrung i i ist an einen Regler angeschlossen, der mit wachsender
Drehzahl der Brennkraftmaschine den Flüssigkeitsdruck in den Bohrungen Il, 12, 13
erhöht. Der Regler besteht- in dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i aus dem in einem
Pumpengehäuse 25 eingeschlossenen Zahnradpaar g, 1o, das durch das Zahnrad 8 in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben wird, wie bereits
oben erwähnt ist. Der Zahnradpumpe g, io, 25 wird in an sich bekannter Weise z.
B.. von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter 01 zugeführt, das mit wachsender
Drehzahl der Brennkraftmaschine reichlicher und unter größerem Druck durch Kanäle
26 den Bohrungen 11, 12,13 zufließt. Da bei der dargestellten Ausführungsform gemäß
Abb. i die linken Enden der Bohrungen i i durch Stopfen 27 vollständig verschlossen
oder stark gedrosselt sind, kann sich der Schieber 17 in dem Maße, wie die Drehzahl
der Brennkraftmaschine steigt, ein um so größeres Stück gegen die Wirkung der Feder
18 nach rechts in Abb. i bewegen. Es werden also auch mit wachsender Drehzahl der
Brennkraftmaschine die durch die Bewegung des Schiebers 17 gesteuerten Öffnungen
ig, 2o in zunehmendem Maße selbsttätig geöffnet. Hierdurch wird folgendes erreicht.
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Sobald die Brennkraftmaschine gering belastet ist `und sich demzufolge
auf eine erhöhte Drehzahl einstellt, wird selbsttätig, und zwar in Abhängigkeit
von dem Grad der Drehzahlerhöhung, ein Teil der Ansaugmenge des Gebläses durch die
Öffnungen ig, 20 wieder zurück in den Ansaugraum geleitet, anstatt daß in nachteiliger
Weise die an sich schon hohe Drehzahl der Brennkraftmaschine durch die gesteigerte
Leistung des jetzt schneller laufenden Gebläses noch weiter erhöht würde. Von besonderem
Vorteil ist hierbei, daß das von den Drehkolben 1,:2 an den Gehäusewandungen entlang
geschobene Mittel nicht erst vor dem Rückströmen auf den vollen Gebläsedruck gebracht
zu werden braucht, sondern bereits vorher in entsprechendem Maße, wie der Förderhub
fortschreitet, wieder durch die ganz oder teilweise geöffneten Öffnungen ig, 2o
entweichen kann. Es braucht also keine nennenswerte Arbeit zum Fördern und Verdichten
des nicht zur Brennkraftmaschine strömenden Teils der Ladeluft geleistet zu werden.
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Falls das Gebläse bei Vergasermaschinen zwischen dem Vergaser und
der Brennkraftmaschine angeordnet ist und so zur Brennstoff
-Luft-Gemischförderung
dient, ist es zweckmäßig, den rückströmenden Gemischteil wieder der Ansaugseite
des Gebläses zuzuleiten. Natürlich könnten aber in den Fällen, in denen das Gebläse
nur Luft zu fördern hat, die Öffnungen i9 im Schieber so gestaltet werden, daß der
bei hohen Drehzahlen rückströmende Luftteil ins Freie entweicht. Dies könnte beispielsweise
in der Weise geschehen, daß von der Öffnung i9 eine Verbindung zu einer ins Freie
führenden Längsbohrung 28 der Welle geschaffen wird, wie dies in Abb, i mit strichpunktierten-
Linien angedeutet ist.
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Damit der Schieber 17 sich in der Bohrung 13 nicht drehen,
sondern nur längs verschieben kann, ist er mit einem Stift 29 versehen, der in einer
Längsnut 3o des Kolbens entlang gleitet. Natürlich kann der Schieber 17 zur
Verringerung des Gewichts oder aus anderen Gründen auch als Rohr ausgebildet werden
und zur Verbesserung der Gleitverhältnisse in einer im Kolb-en eingesetzten Büchse
aus einem besonderen hierfür geeigneten Werkstoff geführt werden. Die Zahl der Öffnungen
i9, 2o in Schieber und Kolben ist ebenfalls beliebig.
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Zur Rückführung des Öls oder der Ladeluft, die etwa zwischen dem Schieber
17 und der Bohrung 13-hindurch auf die in Abb. i rechts liegende Seite des
Schiebers 17 gelangen könnte, dient eine kleine Durchgangsöffnung 31 im Abschlußdeckel
15.
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In Abb. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform des Gebläses dargestellt.
Hierbei wird Luft oder ein Ladegemisch durch die Flügel 4o des Drehkolbens 41 von
der Saugseite 42 des in Pfeilrichtung 43 umlaufenden Gebläses auf die Druckseite
44 gefördert. Im Innern jedes Kolbens d1 ist ein Schieber 45 längs beweglich geführt,
der nach links in Abb. 3 durch eine Feder 46 und nach rechts durch eine Stange 47
bewegt werden kann. An dem äußeren Ende der. Stange 47 greift ein Winkelhebel 48
an, der bei wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine durch einen nicht dargestellten
Regler, z. B. einen Fliehkraftregler, in der Richtung des Uhrzeigers gedreht wird.
Da in dem Schieber 45 eine Querbohrung 49 und in dem Kolben 41 eine Querbohrung
5o angebracht ist, die bei der Rechtsverschiebung. des Schiebers 45 miteinander
in Deckung gebracht werden, so wird auch bei dieser Ausführungsform mit wachsender
Drehzahl der Brennkraftmaschine ein vergrößerter Teil der Ansaugmenge wieder durch
die Öffnungen 49, 5o zurückströmen, um eine Überladung bei geringer Belastung zu
vermeiden. o In Abb. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Drehkolbens
51 für ein Ladegebläse dargestellt. In dem Kolben sind Öff-
nungen
52 angebracht, die je nach der Stellung von durch Federn 53 belasteten Steuerschiebern
54 geöffnet oder versperrt werden können. Die Gewichte der Steuerschieber 54 und
die Stärke der Federn 53 sind dabei so bemessen, daß die Steuerschieber 54 bei Erreichen
einer gewünschten Drehzahl der Brennkraftmaschine und der von dieser angetriebenen
Kolben 5i nach außen geschleudert werden. Auf diese Weise geben sie die Öffnungen
52 mehr oder weniger frei und verhindern dasüberladen derBrennkraftmaschine, sobald
diese infolge einer niedrigen Belastung eine hohe Drehzahl erreicht.
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In entsprechender Weise, wie die Steuerschieber bei der Ausführungsform
nach Abb. 5 und 6 mit wachsender Drehzahl des Kolbens 5 i nach außen geschleudert
werden, werden auch bei einer weiteren Drehkolbenbauart gemäß Abb. 7 und 8 als Steuerschieber
6o dienende Teile, die um einen Zapfen 61 drehbar sind und durch eine Feder 62 in
der dargestellten Ruhestellung gehalten werden, bei wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine
durch die Fliehkraft nach außen geschleudert, um Durchgangsöffnungen 63 für das
Rückströmen des verdichteten Mittels in größerem oder geringerem Maße selbsttätig
freizugeben.